1、第六章 除塵裝置,機(jī)械除塵器 電除塵器 濕式除塵器 過濾式除塵器 除塵器的選擇與發(fā)展,除塵裝置,從氣體中除去或收集固態(tài)或液態(tài)粒子的設(shè)備稱為除塵裝置 濕式除塵裝置 干式除塵裝置 按分離原理分類 ： 重力除塵裝置（機(jī)械式除塵裝置） 慣性力除塵裝置（機(jī)械式除塵裝置） 離心力除塵裝置（機(jī)械式除塵裝置） 洗滌式除塵裝置 過濾式除塵裝置 電除塵裝置 聲波除塵裝置,第一節(jié) 機(jī)械除塵器,機(jī)械除塵器通常指利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心力）的作用使顆粒物與氣體分離的裝置，常用的有： 重力沉降室 慣性除塵器 旋風(fēng)除塵器,重力沉降室,重力沉降室是通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置 氣流進(jìn)入重力沉降室后，流動(dòng)

2、截面積擴(kuò)大，流速降低，較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降 層流式和湍流式兩種,層流式重力沉降室,假定沉降室內(nèi)氣流為柱塞流；顆粒均勻分布于煙氣中 忽略氣體浮力，粒子僅受重力和阻力的作用,縱剖面示意圖,層流式重力沉降室,沉降室的長(zhǎng)寬高分別為L(zhǎng)、W、H，處理煙氣量為Q 氣流在沉降室內(nèi)的停留時(shí)間 在t時(shí)間內(nèi)粒子的沉降距離 該粒子的除塵效率,層流式重力沉降室,對(duì)于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin = ?,hc=2H,層流式重力沉降室,提高沉降室效率的主要途徑 降低沉降室內(nèi)氣流速度 增加沉降室長(zhǎng)度 降低沉降室高度 沉降室內(nèi)的氣流速度一般為0.32.0m/s,不同粉塵的最高允許

3、氣流速度,層流式重力沉降室,多層沉降室：使沉降高度減少為原來的1/（n+1），其中n為水平隔板層數(shù) 考慮清灰的問題，一般隔板數(shù)在3以下,多層沉降室 1.錐形閥；2.清灰孔；3.隔板,湍流式重力沉降室,湍流模式1假定沉降室中氣流處于湍流狀態(tài)，垂直于氣流方向的每個(gè)斷面上粒子完全混合 寬度為W、高度為H和長(zhǎng)度為dx的捕集元，假定氣體流過dx距離的時(shí)間內(nèi)，邊界層dy內(nèi)粒徑為dp的粒子都將沉降而除去,湍流式重力沉降室,粒子在微元內(nèi)的停留時(shí)間 被去除的分?jǐn)?shù) 對(duì)上式積分得 邊界條件： 得 因此，其分級(jí)除塵效率,湍流式重力沉降室,湍流模式2完全混合模式，即沉降室內(nèi)未捕集顆粒完全混合 單位時(shí)間排出： （ 為除塵

4、器內(nèi)粒子濃度，均一） 單位時(shí)間捕集： 總分級(jí)效率,湍流式重力沉降室,三種模式的分級(jí)效率均可用 歸一化 對(duì)Stokes顆粒，分級(jí)效率與dp成正比,重力沉降室歸一化的分級(jí)率曲線 a層流無混合 b湍流垂直混合 c湍流完全混合,重力沉降室,重力沉降室的優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 投資少 壓力損失?。?0100Pa） 維修管理容易 缺點(diǎn) 體積大 效率低 僅作為高效除塵器的預(yù)除塵裝置，除去較大和較重的粒子,慣性除塵器,機(jī)理 沉降室內(nèi)設(shè)置各種形式的擋板，含塵氣流沖擊在擋板上，氣流方向發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，借助塵粒本身的慣性力作用，使其與氣流分離,慣性除塵器,結(jié)構(gòu)形式 沖擊式氣流沖擊擋板捕集較粗粒子 反轉(zhuǎn)式改變氣流方向捕集較細(xì)粒

5、子,沖擊式慣性除塵裝置 a單級(jí)型 b多級(jí)型,反轉(zhuǎn)式慣性除塵裝置 a 彎管型 b 百葉窗型 c 多層隔板型,慣性除塵器,應(yīng)用 一般凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物性粉塵 凈化效率不高，一般只用于多級(jí)除塵中的一級(jí)除塵，捕集1020m以上的粗顆粒 壓力損失1001000Pa,旋風(fēng)除塵器,利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置 旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng),普通旋風(fēng)除塵器是由進(jìn)氣管、筒體、錐體和排氣管等組成 氣流沿外壁由上向下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：外渦旋 少量氣體沿徑向運(yùn)動(dòng)到中心區(qū)域 旋轉(zhuǎn)氣流在錐體底部轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn)：內(nèi)渦旋 氣流運(yùn)動(dòng)包括切向、軸向和徑向：切向速度、軸向速度和徑向速度,旋風(fēng)除塵器氣流與

6、塵粒的運(yùn)動(dòng),旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)（續(xù)）,切向速度決定氣流質(zhì)點(diǎn)離心力大小，顆粒在離心力作用下逐漸移向外壁 到達(dá)外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗 上渦旋氣流從除塵器頂部向下高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，一部分氣流帶著細(xì)小的塵粒沿筒壁旋轉(zhuǎn)向上，到達(dá)頂部后，再沿排出管外壁旋轉(zhuǎn)向下，最后從排出管排出,旋風(fēng)除塵器,旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流的切向速度和壓力分布,旋風(fēng)除塵器,切向速度 外渦旋的切向速度分布：反比于旋轉(zhuǎn)半徑的n次方 此處n 1，稱為渦流指數(shù) 內(nèi)渦旋的切向速度正比于半徑 內(nèi)外渦旋的界面上氣流切向速度最大 交界圓柱面直徑 dI = ( 0.61.0 ) de , de 為排氣管直徑,旋風(fēng)除塵器,徑向速度

7、 假定外渦旋氣流均勻地經(jīng)過交界圓柱面進(jìn)入內(nèi)渦旋 平均徑向速度 r0和h0分別為交界圓柱面的半徑和高度，m 軸向速度 外渦旋的軸向速度向下 內(nèi)渦旋的軸向速度向上 在內(nèi)渦旋，軸向速度向上逐漸增大，在排出管底部達(dá)到最大值,旋風(fēng)除塵器,旋風(fēng)除塵器的壓力損失 ：局部阻力系數(shù) A：旋風(fēng)除塵器進(jìn)口面積 局部阻力系數(shù),旋風(fēng)除塵器,旋風(fēng)除塵器的壓力損失 相對(duì)尺寸對(duì)壓力損失影響較大，除塵器結(jié)構(gòu)型式相同時(shí)，幾何相似放大或縮小，壓力損失基本不變 含塵濃度增高，壓力降明顯下降 操作運(yùn)行中可以接受的壓力損失一般低于2kPa,旋風(fēng)除塵器,旋風(fēng)除塵器的除塵效率 計(jì)算分割直徑是確定除塵效率的基礎(chǔ) 在交界面上，離心力FC，向心運(yùn)

8、動(dòng)氣流作用于塵粒上的阻力FD 若 FC FD ，顆粒移向外壁 若 FC FD ，顆粒進(jìn)入內(nèi)渦旋 當(dāng) FC = FD時(shí)，有50%的可能進(jìn)入外渦旋，既除塵效率為50%,旋風(fēng)除塵器,旋風(fēng)除塵器的除塵效率（續(xù)） 對(duì)于球形Stokes粒子 分割粒徑 dc確定后，雷思一利希特模式計(jì)算其它粒子的分級(jí)效率 另一種經(jīng)驗(yàn)公式,n為渦流指數(shù),旋風(fēng)除塵器,旋風(fēng)除塵器的除塵效率模型2 將旋風(fēng)除塵器視為利用離心力進(jìn)行沉降的沉降室 沉降室長(zhǎng)度為ND 沉降室高度為b 沉降速度徑向速度Vr 活塞流 縱向湍流,旋風(fēng)除塵器,旋風(fēng)除塵器分級(jí)效率曲線,旋風(fēng)除塵器,影響旋風(fēng)除塵器效率的因素 二次效應(yīng)被捕集粒子的重新進(jìn)入氣流 在較小粒徑區(qū)

9、間內(nèi)，理應(yīng)逸出的粒子由于聚集或被較大塵粒撞向壁面而脫離氣流獲得捕集，實(shí)際效率高于理論效率 在較大粒徑區(qū)間，粒子被反彈回氣流或沉積的塵粒被重新吹起，實(shí)際效率低于理論效率 通過環(huán)狀霧化器將水噴淋在旋風(fēng)除塵器內(nèi)壁上，能有效地控制二次效應(yīng) 臨界入口速度,旋風(fēng)除塵器,影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)） 比例尺寸 在相同的切向速度下，筒體直徑愈小，離心力愈大，除塵效率愈高；筒體直徑過小，粒子容易逃逸，效率下降。 錐體適當(dāng)加長(zhǎng)，對(duì)提高除塵效率有利 排出管直徑愈少分割直徑愈小，即除塵效率愈高；直徑太小，壓力降增加，一般取排出管直徑de=（0.40.65）D。 特征長(zhǎng)度（natural length）-亞歷山大公式

10、 旋風(fēng)除塵器排出管以下部分的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)接近或等于l，筒體和錐體的總高度以不大于五倍的筒體直徑為宜。,旋風(fēng)除塵器,影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)） 比例尺寸對(duì)性能的影響,旋風(fēng)除塵器,影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)） 除塵器下部的嚴(yán)密性 在不漏風(fēng)的情況下進(jìn)行正常排灰,鎖氣器 (a)雙翻板式 (b)回轉(zhuǎn)式,旋風(fēng)除塵器,影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)） 煙塵的物理性質(zhì) 氣體的密度和粘度、塵粒的大小和比重、煙氣含塵濃度,旋風(fēng)除塵器,影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)） 操作變量 提高煙氣入口流速，旋風(fēng)除塵器分割直徑變小，除塵器性能改善 入口流速過大，已沉積的粒子有可能再次被吹起，重新卷入氣流中，除塵效率下降 效率最高

11、時(shí)的入口速度,a. 直入切向進(jìn)入式 b. 蝸殼切向進(jìn)入式 c. 軸向進(jìn)入式,旋風(fēng)除塵器,結(jié)構(gòu)形式 進(jìn)氣方式分 切向進(jìn)入式 軸向進(jìn)入式,旋風(fēng)除塵器,結(jié)構(gòu)形式（續(xù)） 氣流組織分 回流式、直流式、平旋式和旋流式 多管旋風(fēng)除塵器 由多個(gè)相同構(gòu)造形狀和尺寸的小型旋風(fēng)除塵器（又叫旋風(fēng)子）組合在一個(gè)殼體內(nèi)并聯(lián)使用的除塵器組 常見的多管除塵器有回流式和直流式兩種,回流式多管旋風(fēng)除塵器,旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì),選擇除塵器的型式 根據(jù)含塵濃度、粒度分布、密度等煙氣特征，及除塵要求、允許的阻力和制造條件等因素 根據(jù)允許的壓力降確定進(jìn)口氣速，或取為 1225 m/s 確定入口截面A，入口寬度b和高度h 確定各部分幾何尺寸,旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì),旋風(fēng)除塵器的比例尺寸,旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì),也可選擇其它的結(jié)構(gòu)，但應(yīng)遵循以下原則 為防止粒子短路漏到出口管，hs，其中s為排氣管插人深度； 為避免過高的壓力損失，b（Dde）/2； 為保持渦流的終端在錐體內(nèi)部，（H+L）3D； 為利于粉塵易于滑動(dòng)，錐角7o8o； 為獲得最大的除塵效率，de/D0.40.5，（H+L）/de810；s/d