1、1,1,第五章 通風(fēng)排氣中顆粒物的凈化,2,第五章 全面通風(fēng),5.1 顆粒物的特性 5.2 除塵器效率和除塵機(jī)理（重點(diǎn)） 5.3 重力沉降室和慣性除塵器 5.4 旋風(fēng)除塵器 5.5 袋式除塵器 5.6 濕式除塵器 5.7 電除塵器 5.8 除塵器的選擇,3,5.1 顆粒物的特性,4,1、個(gè)體粉塵粒徑 幾何當(dāng)量直徑：取粉塵的某一幾何量相同時(shí)的球形粒子的直徑 等投影面積徑 等體積徑 等表面積徑,5.1 顆粒物的特性,5,5.1 顆粒物的特性,投影徑：在顯微鏡下所觀察到的粒徑 定向徑-塵粒投影面上兩平行切線之間的距離 長(zhǎng)徑-不考慮方向的最長(zhǎng)徑 短徑-不考慮方向的最短徑 面積等分徑-粉塵投影面積二等分

2、的直線長(zhǎng)度,6,5.1 顆粒物的特性,7,5.1 顆粒物的特性,物理當(dāng)量直徑：取塵粒的某一物理量相同時(shí)的球形粒子的直徑。 阻力徑-在相同粘性、速度的含塵氣體中粉塵所受到的阻力與圓球受到的阻力相同時(shí)的圓球直徑,空氣動(dòng)力徑-在靜止的空氣中塵粒的沉降速度與密度為1g/cm3的圓球沉降速度相同時(shí)的圓球直徑 斯托克斯粒徑：通風(fēng)除塵中常用，是指在同一種流體中，與塵粒密度相同并且具有相同沉降速度的球體直徑,8,5.1 顆粒物的特性,9,5.1 顆粒物的特性,2、粉塵平均粒徑和中位徑 算術(shù)平均徑：粉塵直徑總和除以粉塵顆粒數(shù) 體積(或重量)平均徑：粉塵的體積(或重量)的總和除以粉塵的顆粒數(shù) 平均表面積徑：粉塵表

3、面積的總和除以粉塵顆粒數(shù) 幾何平均徑：n個(gè)粉塵粒徑的連乘積的n次方根 計(jì)數(shù)中位徑或質(zhì)量中位徑：個(gè)體粉塵粒徑從小到大排列計(jì)數(shù)中序列為總數(shù)量或質(zhì)量1/2的個(gè)體粉塵粒徑,10,5.1 顆粒物的特性,3、密度 真密度：不包括粉塵之間的空隙 假密度：也稱為堆積密度、容積密度或表觀密度 4、比表面積 指粉塵單位質(zhì)量的表面積,11,5.1 顆粒物的特性,5、濃度和分散度 濃度：?jiǎn)挝惑w積空氣中所含浮塵的數(shù)量或質(zhì)量，一般采用質(zhì)量法，mg/m3，g/m3 分散度：在不同粒徑范圍內(nèi)所含粉塵的個(gè)數(shù)或質(zhì)量占總粉塵的百分比，有質(zhì)量分散度和數(shù)量分散度兩種表示法,12,5.1 顆粒物的特性,質(zhì)量分散度,13,5.1 顆粒物的

4、特性,6、安置角與滑動(dòng)角 安置角：將粉塵自然而連續(xù)落到水平板上，堆積成圓錐體，圓錐體的母線同水平面的夾角，即圓錐體的錐體角，稱為安置角，也叫休止角、堆積角、安息角等。 滑動(dòng)角：將粉塵置于光滑平面上，使光滑平面傾斜至粉塵開始滑動(dòng)時(shí)的傾斜角。 安置角與滑動(dòng)角是評(píng)價(jià)粉塵流動(dòng)特性的一個(gè)重要指標(biāo)，是設(shè)計(jì)除塵器灰斗錐度，除塵管路傾斜度等的主要依據(jù)。,14,5.1 顆粒物的特性,15,5.1 顆粒物的特性,7、比電阻：指單位面積、單位厚度粉塵的電阻 影響因素主要有粉塵的成分、溫度和濕度 導(dǎo)電性能好的粉塵，比電阻小 濕度大，比電阻小 在溫度較低范圍內(nèi)， 粉塵比電阻隨溫度升 高而提高，溫度達(dá)到 一定值后，比電阻

5、達(dá) 到最大值，之后隨溫 度升高而下降,16,5.1 顆粒物的特性,8、凝聚與附著性 凝聚：細(xì)小顆粒粉塵互相結(jié)合成新的大塵粒的現(xiàn)象，分子引力，碰撞，靜電力等 附著：塵粒和其它物體結(jié)合的現(xiàn)象，分子引力，碰撞，靜電力，布朗運(yùn)動(dòng)，超生波等,17,5.1 顆粒物的特性,9、懸浮性：指粉塵長(zhǎng)時(shí)間在空氣中懸浮的特性。 粒徑越小，越不易沉降 一般而言，于靜止的空氣中，10um的粉塵呈加速沉降，0.1-10um的粉塵呈等速沉降，0.1um的粉塵較少沉降,18,5.1 顆粒物的特性,10、粒度及分散度 粉塵比表面積與粒度成反比，與分散度成正比，粒度越小，分散度越高，比表面積越大，危害越大 5um的粉塵進(jìn)入呼吸系統(tǒng)

6、內(nèi)，不易排出,19,5.1 顆粒物的特性,11、濕潤(rùn)性：指粉塵與液體親和的能力 表面張力越小的液體，越容易濕潤(rùn)塵粒，如酒精、煤油，比水容易濕潤(rùn)塵粒 球形顆粒的粉塵濕潤(rùn)性比不規(guī)則的塵粒差 粉塵越細(xì)，親水能力越差,20,5.1 顆粒物的特性,12、荷電性與導(dǎo)電性 荷電性：指粉塵可帶電荷的特性(電除塵器利用此特性) 塵粒荷電后，會(huì)改變某些物理性質(zhì)，如凝聚性，附著性以及在氣體中的穩(wěn)定性 導(dǎo)電性：通常以比電阻表示，粉塵的導(dǎo)電不僅包括粉塵顆粒本體內(nèi)的電子或離子發(fā)生的容積導(dǎo)電，也包括顆粒表面吸附的水分和化學(xué)膜發(fā)生的表面導(dǎo)電 比電阻率高的粉塵，在較低溫度下，主要是表面導(dǎo)電，在較高溫度下，容積導(dǎo)電占主導(dǎo)地位,2

7、1,5.1 顆粒物的特性,13、自燃性和爆炸性 自燃性：粒徑越小,比表面積越大，表面自由能隨之增大，化學(xué)活性提高，提高了氧化產(chǎn)熱能力，自燃就是由于放熱反應(yīng)時(shí)散熱速度超過(guò)系統(tǒng)的排熱速度，氧化反應(yīng)自動(dòng)加速造成的。 爆炸性：封閉或半封閉空間內(nèi)可燃性懸浮粉塵的燃燒會(huì)導(dǎo)致爆炸，產(chǎn)生高溫、高壓、沖擊波，同時(shí)產(chǎn)生大量的CO等有毒有害氣體。,22,5.1 顆粒物的特性,14、磨損性：指粉塵在流動(dòng)過(guò)程中對(duì)器壁或管壁的磨損性能 表面具有尖棱形狀的粉塵比表面光滑的粉塵磨損性大 微細(xì)粉塵比粗粉塵的磨損性小,23,5.1 顆粒物的特性,15、光學(xué)特性 光線射到粒子上會(huì)散射和吸收兩個(gè)過(guò)程發(fā)生 粉塵光學(xué)特性包括粉塵對(duì)光的反

8、射、吸收和透光強(qiáng)度等，在測(cè)塵技術(shù)中，常用到這一特性。,24,5.2 除塵器效率和除塵機(jī)理,除塵器效率：除塵器從氣流中捕集顆粒物的能力 表示方法： 全效率：含塵氣體通過(guò)除塵器時(shí)所捕集顆粒物的量占進(jìn)入除塵器的顆粒物總量的百分?jǐn)?shù) 分級(jí)效率：某一粒徑范圍內(nèi)粉塵的除塵效率 穿透率：穿過(guò)除塵器的粉塵量與進(jìn)入除塵器的粉塵量之比,25,5.2.1 除塵器效率,1.處理含塵氣體量和漏風(fēng)率 氣體處理量(風(fēng)量) Q=1/2(Q1+Q2) m3/s 漏風(fēng)率 =(Q1-Q2)/Q1 2. 壓力損失 3. 除塵效率,26,5.2.1 除塵器效率,1、全效率 若入口氣體含塵濃度為c1(g/m3)，出口氣體含塵濃度為c2，則

9、G1=Q1c1，G2=Q2c2，因此有： 若除塵裝置不漏風(fēng)，Q1=Q2，有,27,若兩臺(tái)除塵裝置串聯(lián)使用時(shí)，則除塵系統(tǒng)的全效率為： 當(dāng)幾臺(tái)除塵裝置串聯(lián)使用時(shí)，全效率為： 2、穿透率(通過(guò)率)：同一時(shí)間內(nèi)，穿過(guò)除塵裝置的粉塵量與進(jìn)入除塵裝置的粉塵量之比：,5.2.1 除塵器效率,28,3、分級(jí)效率：某一粒徑范圍內(nèi)粉塵的除塵效率。 若除塵裝置不漏風(fēng)，Q1=Q2，簡(jiǎn)化為：,分割粒徑：分級(jí)效率為50%時(shí)顆粒的直徑,5.2.1 除塵器效率,29,5.2.1 除塵器效率,在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)某除塵器進(jìn)行測(cè)定，測(cè)得數(shù)據(jù)如下： 除塵器進(jìn)口含塵濃度： y1=3200mg/m3; 除塵器出口含塵濃度： y2=480mg/m3

10、. 除塵器進(jìn)口和出口管道內(nèi)顆粒物的粒徑分布如下表所示。,計(jì)算該除塵器的全效率和分級(jí)效率。,30,4、由分級(jí)效率計(jì)算除塵全效率：,由全效率求分級(jí)效率：,5.2.1 除塵器效率,31,5.2.2 除塵機(jī)理,（1）重力 氣流中的塵粒依靠重力自然沉降，從氣流中分離，但是顆粒的沉降速度較小，所以只適用于粗大的塵粒。 （2）離心力 含塵氣流作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于慣性離心力的作用，塵粒和氣流會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使塵粒從氣流中分離，是旋風(fēng)除塵器的工作機(jī)理。,32,5.2.2 除塵機(jī)理,（3）慣性碰撞 含塵氣流遇到阻礙物繞流，粗大的塵粒由于慣性脫離流線和物體碰撞。是過(guò)濾式除塵器、濕式除塵器和慣性除塵器的除塵機(jī)理。,33

11、,5.2.2 除塵機(jī)理,（4）接觸阻留 細(xì)小的塵粒隨氣流一起繞流，若流線緊靠物體表面，有些塵粒因與物體發(fā)生接觸而被阻留。 當(dāng)塵粒尺寸大于纖維網(wǎng)眼而被阻留時(shí)，稱為篩濾作用,34,5.2.2 除塵機(jī)理,（5）擴(kuò)散 小于1m的微小粒子在布朗運(yùn)動(dòng)過(guò)程中和物體表面接觸從氣流中分離，對(duì)粒徑小于0.3 m的塵粒，這是一個(gè)很重要的機(jī)理 （6）靜電力 懸浮在氣流中的塵粒，若帶有一定電荷，可以通過(guò)靜電力使它從氣流中分離,35,5.2.2 除塵機(jī)理,（7）凝聚 凝聚作用不是一種直接的除塵機(jī)理，它是通過(guò)加濕、凝結(jié)等作用使小粒子增大，再通過(guò)一般的除塵方法去除。,36,除塵器評(píng)定指標(biāo):,評(píng)定指標(biāo): 評(píng)定除塵器工作性能的主

12、要指標(biāo)有: 除塵效率, 阻力, 經(jīng)濟(jì)性等。 除塵效率：系指除塵器捕集下來(lái)的粉塵量與進(jìn)入除塵器的粉塵量之比。根據(jù)總除塵效率, 除塵器可分為: 低效除塵器(5080%), 中效除塵器(8095%)和高效除塵器(95%以上)。,5.2.3 除塵器分類,37,阻力：表示氣流通過(guò)除塵器時(shí)的壓力損失。據(jù)阻力大小除塵器可分為: 低阻除塵器(P500Pa), 中阻除塵器(P=5002000Pa)和高阻除塵器(P=200020000Pa)。 經(jīng)濟(jì)性：是評(píng)定除塵器的重要指標(biāo)之一, 它包括除塵器的設(shè)備費(fèi)和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)兩部分。在各種除塵器中, 以電除塵器的設(shè)備費(fèi)最高, 袋式除塵器次之, 文氏管除塵器, 旋風(fēng)除塵器最低。

13、,除塵器評(píng)定指標(biāo):,5.2.3 除塵器分類,38,根據(jù)除塵機(jī)理常將除塵器分為四大類: 機(jī)械除塵器, 過(guò)濾式除塵器, 濕式除塵器和電除塵器. 根據(jù)凈化要求不同，分為： 粗凈化：多為第一級(jí)凈化 中凈化：用于通風(fēng)除塵系統(tǒng),凈化后濃度達(dá)標(biāo) 細(xì)凈化：凈化后濃度=12mg/m3 超凈化：1微米以下,除塵器分類:,5.2.3 除塵器分類,39,除塵器分類:,5.2.3 除塵器分類,40,5.3.1 重力沉降室,原理：重力沉降室是通過(guò)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)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，包括層流式和湍流式兩種,41,5.3.1 重力沉降室

14、,42,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 在煙氣流動(dòng)方向，粒子與氣流速度相同,縱剖面示意圖,5.3.1 重力沉降室-層流式重力沉降室,(1) 計(jì)算假設(shè),43,5.3.1 重力沉降室-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,(2) 粒子沉降計(jì)算,44,5.3.1 重力沉降室-層流式重力沉降室,(3) 捕集最小粒子確定 對(duì)于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin = ?,45,(4) 提高沉降室效率的主要途徑 降低沉降室內(nèi)氣流

15、速度（一般為0.32.0m/s） 增加沉降室長(zhǎng)度 降低沉降室高度,5.3.1 重力沉降室-層流式重力沉降室,46,多層沉降室：使沉降高度減少為原來(lái)的1/（n+1），其中n為水平隔板層數(shù) 考慮清灰的問(wèn)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,5.3.1 重力沉降室-層流式重力沉降室,47,48,5.3.1 重力沉降室-湍流式重力沉降室,(1) 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(guò)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,49,5.3.1 重力沉降室-湍流

16、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,50,5.3.1 重力沉降室-湍流式重力沉降室,(2) 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： （ 為除塵器內(nèi)粒子濃度，均一） 單位時(shí)間捕集： 總分級(jí)效率,51,5.3.1 重力沉降室-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(wú)混合 b湍流垂直混合 c湍流完全混合,52,5.3.1 重力沉降室-實(shí)際性能,沉降室的實(shí)際性能幾乎從不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量或測(cè)試，在最好的情況下，這種裝置也

17、只能作為氣體的初級(jí)凈化，除去最大和最重的顆粒。沉降室的除塵效率約為4070%，僅用于分離dp50m的塵粒。穿過(guò)沉降室的顆粒物必須用其它的裝置繼續(xù)捕集。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資少、易維護(hù)管理、壓損?。?0130Pa）。 缺點(diǎn)：占地面積大、除塵效率低（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） 。,53,5.3.1 重力沉降室-設(shè)計(jì),假設(shè):通過(guò)重力沉降室斷面的水平氣流的速度V分布是均勻的，呈層流狀態(tài)；入口斷面上粉塵分布均勻（即每個(gè)顆粒以自己的末端速度沉降，互不影響）；在氣流流動(dòng)方向上塵粒和氣流速度相等，就可得到除塵設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單模式。 （1）沉降時(shí)間和（最小粒徑時(shí)的）沉降速度 塵粒的沉降速度為

18、us，沉降室的長(zhǎng)、寬、高分別為L(zhǎng)、W、H，要使沉降速度為us的塵粒在沉降室內(nèi)全部去除，氣流在沉降室內(nèi)的停留時(shí)間( ）應(yīng)大于或等于塵粒從頂部沉降到灰斗的時(shí)間（ ）， 即：,54,5.3.1 重力沉降室-設(shè)計(jì),55,將 代入 ，可求出沉降室能100%捕集的 最小粒徑 上式是在理想狀況下得到的，實(shí)際中常出現(xiàn)反混現(xiàn)象，工程上常用36代替式中的18，這樣理論和實(shí)踐更接近。室內(nèi)的氣流速度v0應(yīng)根據(jù)塵粒的密度和粒徑確定。一般取0.32m/s。 沉降室的設(shè)計(jì): 1).沉降時(shí)間 ; 2).沉降速度(按要求沉降的最小顆粒) 3). 沉降室尺寸,5.3.1 重力沉降室-設(shè)計(jì),us,56,（2）沉降室尺寸,先按 算出

19、捕集塵粒的沉降速度us， 假設(shè)沉降室內(nèi)的氣流速度V0和沉降室高度H（或?qū)挾萕），而后求沉降室的長(zhǎng)度和寬度（或高度）。 Q=WHV0=WLus 沉降室長(zhǎng)度： 沉降室寬度： Q為處理氣流量，m3/s,5.3.1 重力沉降室-設(shè)計(jì),57,（3）設(shè)計(jì)要求 1)保證粉塵能沉降，L足夠長(zhǎng)； 2)氣流在沉降室的停留時(shí)間要大于塵粒沉降所需的時(shí)間。 3)能100%沉降的最小粒徑 （4）設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： 根據(jù)粒徑dp算出 1）us； 2）初步確定了V0、H ，根據(jù) 求長(zhǎng)度L。 3）根據(jù)進(jìn)氣量Q求寬度w，Q=V0WH.,5.3.1 重力沉降室-設(shè)計(jì),58,5.3.2 慣性除塵器,1、機(jī)理 沉降室內(nèi)設(shè)置各種形式的擋板

20、，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（還利用了離心力和重力的作用），使其與氣流分離,59,5.3.2 慣性除塵器,60,2、結(jié)構(gòu)形式 沖擊式氣流沖擊擋板捕集較粗粒子 反(回)轉(zhuǎn)式改變氣流方向捕集較細(xì)粒子,沖擊式慣性除塵裝置 a單級(jí)型 b多級(jí)型,5.3.2 慣性除塵器,61,62,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,5.3.2 慣性除塵器,63,64,65,66,3、應(yīng)用 一般凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物性粉塵（粘結(jié)性和纖維性粉塵不宜） 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1001000P

21、a,5.3.2 慣性除塵器,67,5.4 旋風(fēng)除塵器,進(jìn)氣管、筒體、錐體、排氣管,68,69,旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置 。 用來(lái)分離粒徑大于510m以上的顆粒物。工業(yè)上已有100多年的歷史。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小，投資少，維護(hù)管理方便，壓力損失較大，動(dòng)力消耗也較大，可用于各種材料制造，能用于高溫、高壓及腐蝕性氣體，并可回收干顆粒物。 缺點(diǎn)：效率80%左右，捕集5m顆粒的效率不高，一般作預(yù)除塵用。,5.4 旋風(fēng)除塵器,70,1、旋風(fēng)除塵裝置的工作原理,含塵氣體由入口高速切向進(jìn)入 氣流沿外壁由上向下螺旋形旋轉(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)

22、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,5.4 旋風(fēng)除塵器,71,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，最后從排氣管排出,5.4 旋風(fēng)除塵器,72,2.旋風(fēng)除塵器的壓力損失,旋風(fēng)除塵器的壓力損失,：氣體的密度,kg/m3 Vin：氣體入口速度，m/s ：局部阻力系數(shù),5.4 旋風(fēng)除塵器,73,旋風(fēng)除塵器的壓力損失 相對(duì)尺寸的不同對(duì)壓力損失影響較

23、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,5.4 旋風(fēng)除塵器,74,3. 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) 在交界面上粉塵的所受的作用力包括：離心力FC，向心運(yùn)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，即除塵效率為50%,5.4 旋風(fēng)除塵器,75,為什麼忽略了粉塵的質(zhì)量呢？因?yàn)橹亓Φ扔趍g，離心力 設(shè)Vt=30m/s，r=0.1m， 離心力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重力，故重力可忽略。,FC,

24、5.4 旋風(fēng)除塵器,76,旋風(fēng)除塵器的除塵效率 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,5.4 旋風(fēng)除塵器,77,旋風(fēng)除塵器理論分級(jí)效率曲線,5.4 旋風(fēng)除塵器,78,4、旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu) (1)結(jié)構(gòu)類型 按入口氣體流動(dòng)形態(tài)分 切流反轉(zhuǎn)式 軸流式,蝸殼式,直進(jìn)式,螺絲頂式,狹縫式,軸流反轉(zhuǎn)式,軸流直進(jìn)式,5.4 旋風(fēng)除塵器,79,80,81,82,83,84,2) 按性能分 通用除塵裝置 高效除塵裝置 大流量除塵裝置 高效除塵裝置的特點(diǎn)： 筒體直徑較小，筒體和錐體高度相對(duì)較高，用于分離粒徑較小的顆粒，除塵效率達(dá)90%。 大流量除塵

25、裝置的特點(diǎn)： 筒體直徑較大，氣體流量大，除塵效率50-80%，用于預(yù)除塵 通用除塵裝置特點(diǎn)：介于上述兩者之間，除塵效率80-95%，使用較為廣泛。,5.4 旋風(fēng)除塵器,85,3) 按旋風(fēng)筒體結(jié)構(gòu)形式分：圓筒體、長(zhǎng)錐體、旁通式及擴(kuò)散式 按旋風(fēng)筒的組合方式分：串聯(lián)式、并聯(lián)式、多管式 按出口形式分：吸出式(X型，帶出口蝸殼)和壓入式(Y型，不帶出口蝸殼) 按氣流在旋風(fēng)筒內(nèi)的旋轉(zhuǎn)方向分：右旋轉(zhuǎn)(S型)和左旋轉(zhuǎn)(N型),5.4 旋風(fēng)除塵器,86,(2) 幾種常見的旋風(fēng)裝置結(jié)構(gòu)，主要有切流反轉(zhuǎn)的圓筒體式、旁路式、擴(kuò)散式和軸流組合式多管旋風(fēng)除塵裝置。 切流反轉(zhuǎn)圓筒體式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、壓力損失小、處理氣

26、量大、除塵效率不高,5.4 旋風(fēng)除塵器,87,旁路切流反轉(zhuǎn)旋風(fēng)除塵器 在圓筒體上設(shè)置一個(gè)旁路分離室，與錐體部分相通，將上渦旋部分氣流夾帶的細(xì)塵由頂部進(jìn)入旁路，在旁路出口處分離出來(lái)進(jìn)入灰斗，不適用于粘性大的粉塵。,5.4 旋風(fēng)除塵器,88,擴(kuò)散式切流反轉(zhuǎn)旋風(fēng)除塵器 在裝置下部安裝有倒圓錐和圓錐形反射屏。氣流下旋，已凈化氣體在反射屏作用下形成上旋氣流，由排出管排出，少量含塵氣體由環(huán)隙進(jìn)入灰斗，速度減小，粉塵分離，凈化后氣體由反射屏中心透孔排出。 進(jìn)口氣流速10-20m/s，壓力損失900-1200Pa，除塵效率90%左右。,5.4 旋風(fēng)除塵器,89,90,91,軸流組合式多管旋風(fēng)除塵裝置 常用的為

27、并聯(lián)式，殼體中設(shè)有旋風(fēng)管單元，含塵氣體通過(guò)分離板進(jìn)入旋風(fēng)管單元，分離后的氣體由出口管排出，塵粒通過(guò)排塵裝置排出。效率高、處理氣量大，有利于布置和風(fēng)道連接方便的特點(diǎn)。,5.4 旋風(fēng)除塵器,92,5. 影響旋風(fēng)除塵器效率的因素 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(guò)小，粒子容易逃逸，效率下降。 錐體長(zhǎng)度適當(dāng)加長(zhǎng)，對(duì)提高除塵效率有利 排出管直徑愈小，分割直徑愈小，即除塵效率愈高；直徑太小，壓力損失增加，一般取排出管直徑de=（0.40.65）D。 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筒體直徑的五倍為宜。 特征長(zhǎng)度（nat

28、ural length）-亞歷山大公式,5.4 旋風(fēng)除塵器,93,5. 影響旋風(fēng)除塵器效率的因素 1) 二次效應(yīng)所謂二次效應(yīng)是指被捕集的粒子重新進(jìn)入氣流的運(yùn)動(dòng)。 在較小粒徑區(qū)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(guò)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),5.4 旋風(fēng)除塵器,94,2) 除塵器下部的嚴(yán)密性 應(yīng)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,漏風(fēng)率： 0% 、 5% 、 15% ： 90%、 50%、 0,5.4

29、 旋風(fēng)除塵器,95,96,3) 煙塵的物理性質(zhì) 氣體粘度：對(duì)于氣體而言，增大對(duì)除塵不利，dc增大，效率減小。 溫度增大，則增大，效率減小。 粉塵粒徑與密度：離心力跟粒徑的三次方成正比，流體阻力跟粒徑的一次方成正比。綜合來(lái)說(shuō)，dp增大則效率增大，又因?yàn)?所以，p小，難分離 ，影響捕集效率。,5.4 旋風(fēng)除塵器,97,4) 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(guò)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 效率最高時(shí)的入口速度,5.4 旋風(fēng)除塵器,98,5.4 旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)選型,(1) 一般使用經(jīng)驗(yàn)法 1)、計(jì)算所要求的除塵效率 2)、選

30、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進(jìn)行確定 3)、根據(jù)允許的壓力降確定進(jìn)口氣速，或取為 1025 m/s，由 可得,99,4)、根據(jù)處理氣量和入口風(fēng)速計(jì)算除塵器的進(jìn)口面積A，入口寬度b和高度h 5)、確定各部分幾何尺寸,5.4 旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)選型,100,旋風(fēng)除塵器的比例尺寸,101,5.4 旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)選型,旋風(fēng)除塵器的主要尺寸及參數(shù)取值范圍主要包括進(jìn)口風(fēng)速、旋風(fēng)筒體與排出管直徑、排出管插入深度、旋風(fēng)筒體和錐體高度等，需注意以下各點(diǎn)： 1)進(jìn)口風(fēng)速：分割粒徑隨進(jìn)口風(fēng)速的增大而減小，分割粒徑越小，除塵效率越高，但進(jìn)口風(fēng)速也不宜過(guò)大，

31、工程上一般取10-25m/s。,102,5.4 旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)選型,2) 筒體直徑：筒體直徑越小，粉塵所受的離心力越大，其除塵效率越高。工程上使用的筒體直徑一般不小于150mm，不宜大于1000mm，若處理量大，則應(yīng)考慮采用并聯(lián)組合式或多管式旋風(fēng)除塵裝置。 3) 入口尺寸：入口斷面多為矩形，入口高度與寬度比一般為14,103,5.4 旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)選型,4) 排氣管直徑：增大排氣管直徑，可降低阻力損失，但會(huì)降低除塵效率，一般排氣管直徑與旋風(fēng)筒體直徑之比為0.40.7。 5) 排氣管插入深度：是影響除塵裝置分離效率的最顯著因子，若插入深度過(guò)短，入口粉塵會(huì)直接逸流，插入深度過(guò)長(zhǎng)，徑向匯流又會(huì)增大，

32、同樣對(duì)分離效率不利，一般排氣管插入深度以略低于入口下沿較為適當(dāng)。,104,5.4 旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)選型,6）筒體和錐體高度：兩者總高度一般以不超過(guò)筒體直徑的5倍為宜。 7）圓錐角：一般取2030為宜，圓錐角過(guò)小，錐體高度就會(huì)過(guò)大，圓錐角過(guò)大對(duì)卸料不利，錐體內(nèi)壁磨損也會(huì)增加。 8）底部卸灰機(jī)構(gòu)的選?。撼龎m量不大時(shí)，選擇固定灰斗，定期排放；當(dāng)收塵量較大，要求連續(xù)排灰時(shí)，選擇翻板式卸灰閥、回轉(zhuǎn)式或螺旋式卸灰機(jī)進(jìn)行排放。,105,5.5 袋式除塵器過(guò)濾式除塵裝置,一、分類 使含塵氣流通過(guò)過(guò)濾材料(簡(jiǎn)稱濾料)將粉塵過(guò)濾分離捕集的裝置，按照過(guò)濾材料的形狀及其性質(zhì)來(lái)分，可分為,陶瓷微管除塵器 陶瓷微管,顆粒層

33、除塵器 砂、礫、焦炭等顆粒物,106,袋式除塵器 纖維織物,采用纖維織物作濾料的袋式除塵器（主要討論），在工業(yè)尾氣的除塵方面應(yīng)用較廣 除塵效率一般可達(dá) 99%以上 效率高，性能穩(wěn)定 可靠、操作簡(jiǎn)單， 因而獲得越來(lái)越 廣泛的應(yīng)用,5.5 袋式除塵器過(guò)濾式除塵裝置,107,5.5 袋式除塵器過(guò)濾式除塵裝置,工作原理 攔截、慣性碰撞,108,工作原理 擴(kuò)散、電沉積,5.5 袋式除塵器過(guò)濾式除塵裝置,109,5.5 袋式除塵器,1、工作原理 含塵氣流從下部進(jìn)入圓筒形濾袋，在通過(guò)濾料的孔隙時(shí)，粉塵被捕集于濾料上. 粉塵因攔截、慣性碰撞、靜電和擴(kuò)散等作 用，在濾袋表面形成粉塵層，常稱為粉塵初層,110,新

34、鮮濾料（網(wǎng)孔為2050m）的除塵效率較低 粉塵初層形成后，成為袋式除塵器的主要過(guò)濾層，提高了除塵效率 隨著粉塵在濾袋上積聚，濾袋兩側(cè)的壓力差增大，會(huì)把已附在濾料上的細(xì)小粉塵擠壓過(guò)去，使除塵效率下降,除塵器壓力過(guò)高，還會(huì)使除塵系統(tǒng)的處理氣體量顯著下降，因此除塵器阻力達(dá)到一定數(shù)值后，要及時(shí)清灰 清灰不應(yīng)破壞粉塵初層,5.5 袋式除塵器,111,112,袋式除塵器的分級(jí)效率曲線,5.5 袋式除塵器,113,2.濾料 1) 對(duì)濾料的要求 容塵量大、吸濕性小、效率高、阻力低 使用壽命長(zhǎng)，耐熱、耐磨、耐腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度高 表面光滑的濾料容塵量小，清灰方便，適用于含塵濃度低、粘性大的粉塵，采用的過(guò)濾速度不宜過(guò)

35、高 表面起毛（絨）的濾料容塵量大，粉塵能深入濾料內(nèi)部，可以采用較高的過(guò)濾速度，但必須及時(shí)清灰,5.5 袋式除塵器,5.5 袋式除塵器,2)纖維性能 按照材質(zhì)，將纖維分成有機(jī)纖維和無(wú)機(jī)纖維 表4-3,114,5.5 袋式除塵器,115,116,2) 濾料分類及功能 按濾料材質(zhì)分無(wú)機(jī)纖維、合成纖維、復(fù)合纖維、覆膜濾料四大類 無(wú)機(jī)纖維濾料主要指陶瓷、玻璃纖維，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐高溫、耐腐蝕，質(zhì)地脆，適用于高溫?zé)煔鈨艋?，如玻璃纖維，耐高溫250 合成纖維 性能各異，滿足不同需要，擴(kuò)大除塵器的應(yīng)用領(lǐng)域，如尼龍，最高使用溫度80，耐磨性很好，適用于過(guò)濾磨損性強(qiáng)的粉塵,5.5 袋式除塵器,117,復(fù)合纖維濾料

36、 主要由無(wú)機(jī)纖維、合成纖維混合制成的濾料，主要用于水泥、冶金行業(yè)等工業(yè)爐窯除塵。,覆膜濾料 由濾料基層和基層表面所敷貼的濾膜組成，適用于對(duì)微細(xì)顆粒物的凈化，如煙氣。,5.5 袋式除塵器,118,梯度纖維濾料：表層超細(xì)纖維，逐層加粗纖維的結(jié)構(gòu)。,5.5 袋式除塵器,119,5.5 袋式除塵器,5.5 袋式除塵器,3) 濾料選擇注意要點(diǎn) 纖維特性與制作纖維的材料特性不完全一致，造成質(zhì)量不同，主要為制作的工藝處理方式不同； 針刺濾料生產(chǎn)采用的是非織造布生產(chǎn)工藝，但不是纖維制成的非織造布都可以稱為濾料，因此要注意應(yīng)用對(duì)象及使用要求。,120,5.5 袋式除塵器,濾料特性不完全是濾袋特性，濾料要成為濾袋

37、，必須與凈化設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工作特性、運(yùn)行模式匹配。,121,5.5 袋式除塵器,3）濾袋及濾筒 濾袋：用濾料縫制成，通過(guò)金屬骨架固定在除塵器內(nèi)部，由濾料迎風(fēng)面將煙氣中的顆粒物捕集，干凈空氣由濾袋中腔體排出。,122,5.5 袋式除塵器,濾筒：由頂部、金屬框架、非織造面褶形和底座等構(gòu)成。褶形濾料是濾筒的核心，濾筒的性能直接關(guān)系到除塵器的除塵效果。,123,124,3. 常見袋式除塵裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 袋式除塵裝置主要由濾袋、殼體、灰斗和清灰機(jī)構(gòu)等部分組成。 按濾袋形狀筒形和扁形 按進(jìn)氣方式上進(jìn)氣和下進(jìn)氣 按清灰方式簡(jiǎn)易清灰、機(jī)械振動(dòng)清灰、逆氣流清灰和脈沖噴吹清灰等。,袋式除塵裝置的進(jìn)風(fēng)與過(guò)濾方式,

38、5.5 袋式除塵器,125,內(nèi),126,5.5 袋式除塵器清灰,清灰是袋式除塵器運(yùn)行中十分重要的一環(huán)，多數(shù)袋式除塵器是按清灰方式命名和分類的 常用的清灰方式有三種 機(jī)械振動(dòng)式 逆氣流清灰 脈沖噴吹清灰,127,機(jī)械振動(dòng)清灰 是利用機(jī)械裝置振打或搖動(dòng)懸吊濾袋的框架，使濾袋產(chǎn)生振動(dòng)，從而清除積灰。 機(jī)械振動(dòng)袋式除塵器的過(guò)濾風(fēng)速一般取0.52.0m/min，壓力損失為4001200Pa,機(jī)械振動(dòng)袋式除塵器工作過(guò)程,5.5 袋式除塵器清灰,128,129,機(jī)械振動(dòng)清灰 此類型袋式除塵器的優(yōu)點(diǎn)是工作性能穩(wěn)定，清灰效果較好 缺點(diǎn)是濾袋常受機(jī)械力作用，損壞較快，濾袋檢修與更換工作量大,130,機(jī)械振動(dòng)方式,

39、131,132,逆氣流清灰 過(guò)濾風(fēng)速一般為0.51.2m/min，壓力損失控制范圍10001500Pa 這種清灰方式的除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，清灰效果好，濾袋磨損少，特別適用于粉塵粘性小，玻璃纖維濾袋的情況,5.5 袋式除塵器清灰,133,134,135,脈沖噴吹清灰 每排濾袋上方裝設(shè)一根與脈沖閥相連的噴吹管，通過(guò)程序控制機(jī)構(gòu)控制脈沖閥的啟閉。清灰時(shí)由控制儀發(fā)出指令，觸發(fā)排氣閥，脈沖閥開啟后，氣包中的壓縮空氣經(jīng)噴吹管下各小孔高速噴出，并誘導(dǎo)比自身體積大57倍的誘導(dǎo)空氣一起經(jīng)文氏管吹入濾袋，使濾袋急劇膨脹，引起沖擊振動(dòng)，使積附在袋外的粉塵層脫落掉入灰斗。 必須選擇適當(dāng)壓力的壓縮空氣和適當(dāng)?shù)拿}沖持續(xù)時(shí)間

40、（通常為0.1一0.2s） 每清灰一次，叫做一個(gè)脈沖，全部濾袋完成一個(gè)清灰循環(huán)的時(shí)間稱為脈沖周期，通常為60s,5.5 袋式除塵器清灰,136,137,138,139,脈沖噴吹清灰 脈沖噴吹耗用壓縮空氣量 脈沖噴吹清灰實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)清灰，清灰強(qiáng)度高，清灰效果好，凈化效率達(dá)99；過(guò)濾風(fēng)速較高，除塵裝置體積小，濾袋磨損輕，運(yùn)行安全可靠,5.5 袋式除塵器清灰,140,4. 影響袋式除塵裝置性能的因素 有過(guò)濾風(fēng)速、通風(fēng)阻力、濾料、清灰方式等 過(guò)濾風(fēng)速 煙氣實(shí)際體積流量與濾布面積之比，也稱氣布比 過(guò)濾風(fēng)速是一個(gè)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。選用高的過(guò)濾風(fēng)速，所需要的濾布面積小，除塵器體積、占地面積和一次投資等都會(huì)

41、減小，但除塵器的壓力損失卻會(huì)加大。 一般來(lái)講，除塵效率隨過(guò)濾風(fēng)速增加而下降 過(guò)濾風(fēng)速的選取還與濾料種類和清灰方式有關(guān),5.5 袋式除塵器,141,(2) 通風(fēng)阻力(壓力損失) 重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，不僅決定著能量消耗，而且決定著除塵效率和清灰周期等 由三部分組成，即： 式中，,-除塵裝置通風(fēng)總阻力，Pa；,-袋式除塵裝置的結(jié)構(gòu)阻力(正常過(guò)濾風(fēng)速下，一般為300500Pa)，Pa；,-清潔濾料的阻力，Pa；,-粉塵層的阻力，Pa；,5.5 袋式除塵器,142,(3) 濾料 是袋式除塵裝置的主要組成部分，對(duì)除塵效率、阻力、造價(jià)、和運(yùn)行費(fèi)用等影響很大，是袋式除塵技術(shù)中的關(guān)鍵。 濾料的選擇必須考慮含塵氣

42、體的特性，如粉塵和氣體的組成、溫度、濕度和粒徑等 性能好的濾料具有容塵量大、吸濕性小、效率高、阻力低、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，還應(yīng)耐高溫、耐磨、耐腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度高等,5.5 袋式除塵器,143,(4) 清灰方式 是運(yùn)行中一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，袋式除塵裝置的除塵效率、通風(fēng)阻力、過(guò)濾風(fēng)速及濾袋使用壽命等均與清灰方式有關(guān) 機(jī)械振動(dòng)和逆氣流反吹清灰沒有粉塵外溢，除塵效率較高 脈沖清灰可以連續(xù)不斷地進(jìn)行，壓力損失穩(wěn)定，適用于處理高濃度的含塵氣體,5.5 袋式除塵器,144,5.袋式除塵器的選型與設(shè)計(jì) （1）選定除塵器型式、濾料及清灰方式 根據(jù)對(duì)除塵效率的要求、廠房面積、投資和設(shè)備的情況等，選定除塵器類型 根據(jù)含塵氣

43、體特性，選擇合適的濾料 根據(jù)除塵器型式、濾料種類、氣體含塵濃度、允許的壓力損失等便可初步確定清灰方式,5.5 袋式除塵器,145,清灰方式,5.5 袋式除塵器,146,濾料比較,5.5 袋式除塵器,147,（2）計(jì)算過(guò)濾面積 一般情況下的過(guò)濾風(fēng)速歸納如下 簡(jiǎn)易清灰: vF=0.200.75m/min 機(jī)械振動(dòng)清灰: vF=1.02.0m/min 逆氣流反吹清灰: vF=0.52.0m/min 脈沖噴吹清灰: vF=2.04.0m/min,5.5 袋式除塵器,148,（3）除塵裝置設(shè)計(jì) 若選擇定型產(chǎn)品，根據(jù)處理煙氣量和總過(guò)濾面積，即可選定除塵裝置型號(hào)規(guī)格，若自行設(shè)計(jì)，其主要步驟為： 確定濾袋尺寸

44、:直徑d和高度l 計(jì)算每條濾袋面積:a=dl 計(jì)算濾袋條數(shù):n=A/a 在濾袋條數(shù)多時(shí)，根據(jù)清灰方式及運(yùn)行條件將濾袋分成若干組，每組內(nèi)相鄰兩濾袋之間的凈距一般取5070mm 設(shè)計(jì)清灰機(jī)構(gòu)及殼體 設(shè)計(jì)粉塵的輸送回收及綜合利用系統(tǒng),5.5 袋式除塵器,149,6. 應(yīng)用 袋式除塵器作為一種高效除塵器，廣泛用于各種工業(yè)部門的尾氣除塵 比電除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資省、運(yùn)行穩(wěn)定，可以回收高比電阻粉塵 與文丘里洗滌器相此，動(dòng)力消耗小，回收的干粉塵便于綜合利用 對(duì)于微細(xì)的干燥粉塵，采用袋式除塵器捕集最適宜,5.5 袋式除塵器,150,優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)用低,可提高干法脫硫的脫硫率,處理高溫、高濕

45、度、腐蝕性氣體應(yīng)慎選濾袋,濾袋易破損,阻力損失大,除塵效率高，處理量大,體積和占地面積都很大,5.5 袋式除塵器,5.5.1 濾筒式除塵器,結(jié)構(gòu)和袋式除塵器類似，內(nèi)部裝配濾筒，有橫裝和豎裝兩種方式。,151,5.5.1 濾筒式除塵器,運(yùn)行：采用脈沖清灰 過(guò)濾風(fēng)速：0.52m/min 初阻力：300500Pa 運(yùn)行阻力：10001500Pa 特點(diǎn)： 濾筒過(guò)濾面積大，除塵器體積??； 除塵效率高，99% 濾筒易于更換 適合處理粒徑小、低濃度的含塵氣體 在某些回風(fēng)濃度較高的工業(yè)空調(diào)系統(tǒng)，采用濾筒作為新回風(fēng)的過(guò)濾器。,152,153,154,優(yōu)點(diǎn)： 既能除塵，也脫除氣態(tài)污染物，同時(shí)還能起到氣體降溫的作用

46、 設(shè)備投資少、構(gòu)造簡(jiǎn)單，除塵凈化效率高 較為適用于非纖維性、不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、不發(fā)生黏結(jié)現(xiàn)象的各類粉塵，尤其適宜凈化高溫、易燃、易爆、有害氣體 缺點(diǎn)： 易受酸堿性氣體腐蝕，管道設(shè)備必須防腐 需要處理污水和污泥 寒冷地區(qū)考慮防凍 疏水性粉塵除塵效率低，要添加凈化劑,5.6 濕式除塵器,155,一、濕式除塵裝置的結(jié)構(gòu)型式及除塵性能 按液體的產(chǎn)生方式分 分為噴淋除塵裝置、旋風(fēng)水膜除塵裝置、自激式濕式除塵裝置、泡沫除塵裝置、填料床除塵裝置、文丘里除塵裝置及機(jī)械誘導(dǎo)噴霧除塵裝置。 根據(jù)氣液分散形式分 有液滴除塵裝置、液膜除塵裝置和液層氣泡除塵裝置,5.6 濕式除塵器,156,1、噴淋除塵裝置 又稱噴淋

47、塔或洗滌塔，按塵粒和水滴流動(dòng)方式來(lái)分，可分為逆流式、并流式和橫流式。 逆流式噴淋塔為例，見圖 捕集效率為：,5.6 濕式除塵器,157,158,噴淋塔的特點(diǎn) 壓力損失小，一般在250Pa以下 多用于50um以上的塵粒 捕集粉塵的最佳液滴直徑約為800um，噴水壓力一般為1.58MPa，水流速度與氣流速度之比大致為 0.0150.075,氣體入口速度一般為0.61.2m/s 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、阻力小、操作方便 耗水量大、設(shè)備龐大、占地面積大、除塵效率低,5.6 濕式除塵器,159,2、沖擊式除塵裝置 在其內(nèi)儲(chǔ)有一定量的水，將具有一定動(dòng)能的含塵氣體直接沖擊到液體，激起大量水滴和水霧，使塵粒從氣流中分離出來(lái)

48、的一種除塵設(shè)備 主要有水浴除塵裝置和自激式除塵裝置,5.6 濕式除塵器,160,水浴除塵裝置 除塵過(guò)程： 沖擊作用階段：氣流中的塵粒因慣性與水碰撞被捕集 泡沫作用階段：氣流穿過(guò)水層，激發(fā)泡沫和水花 淋浴作用階段：氣流穿過(guò)泡沫層，受到其淋浴，粉塵被捕集 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，泥漿處理困難，適用于中小型工廠,5.6 濕式除塵器,161,162,(2) 自激式除塵裝置 分為立式和臥式兩種，以立式為例，見圖。 除塵過(guò)程： 氣流沖擊水面，粗塵粒由于慣性落入水中 細(xì)塵粒進(jìn)入S形凈化室，由于高速氣流沖擊水面激起的水滴的碰撞及離心力的作用，細(xì)塵粒被捕集 凈化后的氣體通過(guò)氣液分離室和擋水板，去除水后排出。,5.6 濕

49、式除塵器,163,164,3、濕式旋風(fēng)除塵裝置 有旋風(fēng)水膜除塵裝置和中心噴霧旋風(fēng)除塵裝置兩種 旋風(fēng)水膜除塵裝置 分立式和臥式兩大類,5.6 濕式除塵器,165,臥式旋風(fēng)水膜除塵裝置 含塵氣體沿切線方向進(jìn)入，氣體在內(nèi)外筒形成的螺旋通道內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在離心力作用下粉塵被甩向筒壁、 氣流沖擊水面時(shí)，塵粒因慣性落于水中 氣流沖擊水面激起水滴與塵粒碰撞，將塵粒捕集 綜合了旋風(fēng)、沖擊水浴和水膜三種除塵形式 效率90%以上,5.6 濕式除塵器,166,167,立式旋風(fēng)水膜除塵裝置 噴霧沿切向噴向筒壁，使壁面形成一層很薄的不斷下流的水膜 含塵氣流由筒體下部導(dǎo)入，旋轉(zhuǎn)上升，靠離心力甩向壁面的粉塵為水膜所粘附，沿

50、壁面流下排走 除塵效率9095%,立式旋風(fēng)水膜除塵器,5.6 濕式除塵器,168,(2)中心噴霧旋風(fēng)除塵裝置 含塵氣流由筒體下部導(dǎo)入，旋轉(zhuǎn)上升，水通過(guò)軸向安裝的多頭噴嘴噴出形成水霧與螺旋旋轉(zhuǎn)氣流相碰，使塵粒被捕集下來(lái) 除塵效率90%以上，特別適用于氣流量大和含塵濃度高的煙氣除塵,5.6 濕式除塵器,169,170,4、文丘里濕式除塵裝置 為高效濕式洗滌器，可分為噴霧式和射流自吸式文丘里除塵裝置兩種 兩者區(qū)別 噴霧式為機(jī)械通風(fēng)機(jī)供風(fēng)，噴嘴以噴霧為主 射流式利用水氣射流通風(fēng)器的原理，通過(guò)壓力水的噴射自行吸風(fēng)，噴嘴的作用以射流吸風(fēng)為主,5.6 濕式除塵器,171,文丘里洗滌器由噴霧器、文丘里管（簡(jiǎn)稱

51、文氏管）和脫水器三部分組成 文丘里管：包括漸縮管、喉管、漸擴(kuò)管。 除塵過(guò)程 分為霧化、凝聚和脫水三個(gè)過(guò)程,噴霧式文丘里濕式除塵裝置結(jié)構(gòu)示意圖,5.6 濕式除塵器,172,173,除塵過(guò)程 含塵氣體進(jìn)入 收縮管后，流速 逐漸增大，氣流的壓力能逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能 。在喉管入口處，氣速達(dá)到最大，一般為50180m/s 水沿喉管周邊均勻分布的噴嘴進(jìn)入，液滴被高速氣流霧化和加速。在液滴加速過(guò)程中，由于液滴與粒子之間慣性碰撞，實(shí)現(xiàn)微細(xì)塵粒的捕集。 充分的霧化是實(shí)現(xiàn)高效除塵的基本條件,5.6 濕式除塵器,174,壓力損失 高速氣流的動(dòng)能要用于霧化和加速液滴，因而壓力損失大于其它濕式和干式除塵器。,特點(diǎn) 對(duì)細(xì)粉塵

52、的除塵效率高，對(duì)高溫氣體有良好的降溫效果 常用于煉鐵高爐、煉鋼電爐、有色冶煉和化工生產(chǎn)中的煙氣凈化 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小、布置靈活、投資費(fèi)用低，壓損大,5.6 濕式除塵器,175,5、填料式除塵裝置 一般分為固定床和流動(dòng)床兩類，工程上一般使用流動(dòng)床填料式除塵裝置，又稱為湍球塔，結(jié)構(gòu)如右圖示,5.6 濕式除塵器,176,177,除塵過(guò)程 兩柵板間充滿小球，即填料，上方噴頭噴出霧化水流經(jīng)填料，形成水膜 含塵氣體下部進(jìn)入，將小球吹成流態(tài)化，依靠碰撞、攔截、擴(kuò)散等作用，粉塵被小球上的水膜捕獲 由于小球的湍動(dòng)、碰撞，使液膜更新，強(qiáng)化了氣液接觸，提高了凈化效率 突出優(yōu)點(diǎn)是可有效地凈化氣態(tài)污染物,5.6 濕式除

53、塵器,178,二、濕式除塵裝置的脫水 重力式脫水器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，依靠液滴的重力分離 慣性式脫水器：與慣性除塵裝置結(jié)構(gòu)基本相同 旋風(fēng)式脫水器：與旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)基本相同 過(guò)濾式脫水器：多層尼龍絲網(wǎng)或銅絲網(wǎng)，對(duì) 于直徑10um以上的液滴，分離效率高達(dá)99%,5.6 濕式除塵器,179,5.7 電除塵器,電除塵是利用高壓電場(chǎng)使氣體發(fā)生電離，再使氣體中的粉塵荷電，并在電場(chǎng)力的作用下，使氣體中的懸浮粒子分離出來(lái)的裝置。,特點(diǎn)： 1分離的作用力直接施之于粒子本身，而機(jī)械方法大多把作用力作用在整個(gè)氣體。 2氣流阻力小。耗電少：0.20.4度/1000m3，壓損?。阂话銥?00500Pa。 3 捕集細(xì)小顆粒（1m

54、左右）的效率高。 4 除塵效率高，一般在95-99%(最高可達(dá)99.9%)。 5. 處理氣量大，可達(dá)105106m3/h 6. 可在高溫或強(qiáng)腐蝕性氣體下操作。 7. 主要缺點(diǎn)是設(shè)備龐大，消耗鋼材多，初投資大，要求安裝和運(yùn)行管理技術(shù)較高。,180,5.7 電除塵器,181,182,183,管式電除塵器,184,5.7 電除塵器-工作原理,包括四個(gè)基本過(guò)程 電暈放電 粉塵荷電 放電極與集塵極間施加高壓放電極附近發(fā)生電暈放電氣體電離 產(chǎn)生 正離子移向電暈極 自由電子和部分隨即形成的負(fù)離子與粉塵碰撞并附著其上，實(shí)現(xiàn)粉塵荷電 粉塵沉積荷電粉塵向集塵極移動(dòng)，到達(dá)其表面并放出電荷而沉積其上 清灰,185,主

55、要構(gòu)件： 電暈極 集塵極 清灰裝置,5.7 電除塵器-靜電除塵器構(gòu)造,186,1、電暈放電 電暈放電發(fā)生在細(xì)金屬電暈線和集塵板(或板)之間。 假如電暈電極為負(fù)極(負(fù)電暈)，從金屬絲表面或附近放出的電子迅速向正極運(yùn)動(dòng)，與氣體分子發(fā)生撞擊并使之離子化，結(jié)果又產(chǎn)生了大量離子，通常稱為雪崩過(guò)程。 隨著電子離開金屬絲表面距離的增加，電場(chǎng)迅速減弱。因?yàn)殡娮舆\(yùn)動(dòng)的速度主要由電場(chǎng)強(qiáng)度決定，致使電子運(yùn)動(dòng)速度迅速減低到使氣體分子離子化所需要的最小速度。假如存在電負(fù)性氣體，如氧氣、水蒸氣和二氧化硫等，則電暈產(chǎn)生的自由電子被這些氣體的分子俘獲并產(chǎn)生負(fù)離子，它們也和電子一樣，向正極運(yùn)動(dòng)。這些負(fù)離子和自由電子就構(gòu)成了使顆

56、粒荷電的電荷來(lái)源。 自由電子能引起氣體分子離子化的區(qū)域，常稱為電暈區(qū),5.7 電除塵器,187,5.7 電除塵器,188,189,起始電暈電壓可以通過(guò)調(diào)整電極的幾何尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)。電暈線越細(xì)，起始電暈電壓越小。,電暈區(qū)范圍逐漸擴(kuò)大致使極間空氣全部電離電場(chǎng)擊穿，相應(yīng)的電壓擊穿電壓。此時(shí)發(fā)生火花放電，電路短路，電除塵器停止工作。 在相同電壓下通常負(fù)電暈電極產(chǎn)生較高的電暈電流，且擊穿電壓也高得多 工業(yè)氣體凈化傾向于采用穩(wěn)定性強(qiáng)，操作電壓和電流高的負(fù)電暈極； 空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用正電暈極，好處在于其產(chǎn)生臭氧和氮氧化物的量低（約為負(fù)電暈的1/10）,起始電暈電壓 開始產(chǎn)生電暈電流時(shí)的電壓,190,兩種機(jī)理 電場(chǎng)

57、荷電或碰撞荷電離子在靜電力作用下做定向運(yùn)動(dòng)，與粒子碰撞而使粒子荷電 擴(kuò)散荷電離子由于熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生擴(kuò)散而導(dǎo)致的粒子荷電過(guò)程；依賴于離子的熱能，而不是依賴于電場(chǎng) 粒子的主要荷電過(guò)程取決于粒徑 大于0.5m的微粒，以電場(chǎng)荷電為主 小于0.15m的微粒，以擴(kuò)散荷電為主 介于之間的粒子，需要同時(shí)考慮這兩種過(guò)程。,電除塵過(guò)程對(duì)粒子荷電的基本要求是：相同條件下荷電速度快，荷電量大。,5.7 電除塵器-粉塵荷電,191,在電暈區(qū)內(nèi)，氣體正離子向電暈極運(yùn)動(dòng)的路程極短，只能與極少數(shù)的粉塵相遇并使之荷正電，而沉積在電暈極上。 在負(fù)離子區(qū)，大量荷負(fù)電的粉塵顆粒在電場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下向集塵極運(yùn)動(dòng)，到達(dá)極板失去電荷后便沉降在集塵

58、板上。 當(dāng)塵粒所受的靜電力 與塵粒的運(yùn)動(dòng)阻力達(dá) 到平衡時(shí)時(shí)，塵粒便 達(dá)到一個(gè)靜電沉降的 末端速度驅(qū)進(jìn)速度。,5.7 電除塵器-粉塵沉積,192,5.7 電除塵器-清灰,電暈極和集塵極上都會(huì)有粉塵沉積 粉塵沉積在電暈極上會(huì)影響電暈電流的大小和均勻性，一般方法采取振打清灰方式清除 從集塵極清除已沉積的粉塵的主要目的是防止粉塵重新進(jìn)入氣流 在濕式電除塵器中，用水沖洗集塵極板。無(wú)二次揚(yáng)塵，效率高。主要問(wèn)題是清灰水的處理及設(shè)備腐蝕。 在干式電除塵器中，一般用機(jī)械撞擊或電極振動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)力清灰。有利于回收有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的粉塵，但易產(chǎn)生二次揚(yáng)塵。,193,現(xiàn)代的電除塵器大都采用電磁振打或錘式振打清灰。振打系統(tǒng)要

59、求既能產(chǎn)生高強(qiáng)度的振打力，又能調(diào)節(jié)振打強(qiáng)度和頻率 常用的振打器有電磁型和撓臂錘型,5.7 電除塵器-清灰,194,5.7 電除塵器-電除塵裝置的種類,按粒子荷電段和分離段的空間布置不同，分為單區(qū)式和雙區(qū)式電除塵裝置 單區(qū)式：電除塵的四個(gè)過(guò)程都在同一空間區(qū)域內(nèi)完成的 雙區(qū)式：荷電和除塵分設(shè)在兩個(gè)空間區(qū)域內(nèi) 目前單區(qū)式電除塵裝置應(yīng)用最廣,195,196,按集塵極的形式不同，分為管式和板式電除塵裝置 管式電除塵器：多根并列的圓管，處理氣量較小，一般采用濕式清灰 板式電除塵器：集塵極由軋制成各種斷面形狀的平行鋼板制作，極板之間布置電暈線，清灰方便，制作、安裝比較容易。,5.7 電除塵器-電除塵裝置的種類,197,198,199,5.7 電除塵器-電除塵裝置的種類,按氣流流動(dòng)方向不同，分為臥式和立式電除塵裝置 按清灰方式不同，分為干式和濕式電除塵裝置 濕式：于集塵極形成一層水膜，將沉積的塵粒帶出，可避免二次揚(yáng)塵，但操作溫度低，需