《除塵裝置》PPT課件

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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 掌握各類除塵器的工作原理、結(jié)構(gòu)及性能 能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單除塵器的選擇和設(shè)計(jì) 了解目前除塵器的研究和發(fā)展情況,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

2、塵器,重力沉降室a,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)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,沉降室的長寬高分別為L、W、H，處理煙氣量為qv 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 = ?,由于沉降室內(nèi)的氣流擾動(dòng)和返混的影響，工程上一般用分級(jí)效率公式的一

3、半作為實(shí)際分級(jí)效率,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

4、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,重力沉降室的優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 投資少 壓力損失?。ㄒ话銥?0-100Pa） 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

5、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a 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

6、 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

7、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 = ( 0.6-1.0 ) de , de 為排氣管直徑,旋風(fēng)除塵器,徑向速度 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

8、，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)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,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,例題：已知XZT一90型旋風(fēng)除塵器在選取R入口速度v1=13m/s時(shí)，處理氣

9、體量Q=1.37m3/s。試確定凈化工業(yè)鍋爐煙氣（溫度為423K，煙塵真密度為2.1g/cm3）時(shí)的分割直徑和壓力損失。已知該除塵器簡(jiǎn)體直徑0.9m，排氣管直徑為0.45m，排氣管下緣至錐頂?shù)母叨葹?.58m，423K時(shí)煙氣的粘度 （近似取空氣的值）=2.4105pas。 解:假設(shè)接近圓筒壁處的氣流切向速度近似等于氣流的入口速度，即v1=13m/s，取內(nèi)、外渦旋交界圓柱的直徑d0=0.7 de，根據(jù)式 （610） 由式 （6一9）得氣流在交界面上的切向速度 由式（612）計(jì)算,,,,旋風(fēng)除塵器,例題（續(xù)） 根據(jù)式（616） 此時(shí)旋風(fēng)除塵器的分割直徑為5.31m。 根據(jù)式（513）計(jì)算

10、旋風(fēng)除塵器操作條件下的壓力損失：423K時(shí)煙氣密度可近似取為,,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)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，對(duì)提高除塵效率有利 排出管直徑愈小分割

11、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。 特征長度（natural length）-亞歷山大公式 旋風(fēng)除塵器排出管以下部分的長度應(yīng)當(dāng)接近或等于 ，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

12、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 效率最高時(shí)的入口速度,,,,,,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,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（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

13、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 12-25 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/ de1；,旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì),例題： 已知煙氣處理量Q=5000m3/h，煙

14、氣密度=1.2kg/ m3，允許壓力損失為900Pa 若選用XLP/B型旋風(fēng)除塵器，試求其主要尺寸。 解：由式（626） 根據(jù)表61，5.8 v1 的計(jì)算值與表53的氣速與壓力降數(shù)據(jù)一致。 參考XLP/B品系列；取D=700mm，,,,,第二節(jié) 電除塵器,機(jī)械式除塵器對(duì)于 dp < 5um的粒子效率低，必須借助外力（電場(chǎng)力等）捕集更小的粒子 使塵粒荷電并在電場(chǎng)力的作用下沉積在集塵極上 與其他除塵器的根本區(qū)別: 分離力直接作用在粒子上，而不是作用在整個(gè)氣流上 具有耗能小、氣流阻力小的特點(diǎn),電除塵器,,電除塵器,,,,,電除塵器,電除塵器的主要優(yōu)點(diǎn) 壓力損失小，一般為200500Pa 處

15、理煙氣量大，可達(dá)105106m3/h 能耗低，大約0.20.4kWh/1000m3 對(duì)細(xì)粉塵有很高的捕集效率，可高于99 可在高溫或強(qiáng)腐蝕性氣體下操作,電除塵器的工作原理,三個(gè)基本過程 懸浮粒子荷電高壓直流電暈 帶電粒子在電場(chǎng)內(nèi)遷移和捕集延續(xù)的電暈電場(chǎng)（單區(qū)電除塵器）或光滑的不放電的電極之間的純靜電場(chǎng)（雙區(qū)電除塵器） 捕集物從集塵表面上清除振打除去接地電極上的粉塵層并使其落入灰斗,電除塵器的工作原理,電除塵器的工作原理,單區(qū)和雙區(qū)電除塵器,雙區(qū)電除塵器,單區(qū)電除塵器,電暈放電,金屬絲放出的電子迅速向正極移動(dòng)，與氣體分子撞擊使之離子化 氣體分子離子化的過程又產(chǎn)生大量電子雪崩過程 遠(yuǎn)離金屬絲，電場(chǎng)

16、強(qiáng)度降低，氣體離子化過程結(jié)束，電子被氣體分子捕獲 氣體離子化區(qū)域電暈區(qū) 自由電子和氣體負(fù)離子是粒子荷電的電荷來源,電暈放電,電暈放電,起始電暈電壓開始產(chǎn)生電暈電流所施加的電壓 管式電除塵器內(nèi)任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 起始電暈電壓與煙氣性質(zhì)和電極形狀、幾何尺寸等因素有關(guān)，起始電暈所需要電場(chǎng)強(qiáng)度（皮克經(jīng)驗(yàn)公式） 一空氣的相對(duì)密度 m導(dǎo)線光滑修正系數(shù)，無因次，0.5

17、 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,電暈放電,影響電暈特性的因素 電極的形狀、電極間距離 氣體組成、壓力、溫度 不同氣體對(duì)電子的親合力、遷移率不同 氣體溫度和壓力的不同影響電子平均自由程和加速電子及能產(chǎn)生碰撞電離所需要的電壓 氣流中要捕集的粉塵的濃度、粒度、比電阻以及在電暈極和集塵極上的沉積 電壓的波形,粒子荷電,兩種機(jī)理 電場(chǎng)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)散荷電離子的擴(kuò)散現(xiàn)象而導(dǎo)致的粒子荷電過程；依賴于離子的熱能，而不是依賴于電場(chǎng) 粒子的主要荷電過程取決于粒徑 大

18、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)考慮這兩種過程。,電場(chǎng)荷電,,,,電場(chǎng)荷電,粒子獲得的飽和電荷,,真空介電常數(shù)，等于8.8510-12 一電場(chǎng)強(qiáng)度，V/m 一粒子相對(duì)介電常數(shù),影響電場(chǎng)荷電的因素 粒徑dp和介電常數(shù) 電場(chǎng)強(qiáng)度E0和離子密度N0 一般粒子的荷電時(shí)間僅為0.1s，相當(dāng)于氣流在除塵器內(nèi)流動(dòng)10一20cm所需要的時(shí)間，一般可以認(rèn)為粒子進(jìn)入除塵器后立刻達(dá)到了飽和電荷,擴(kuò)散荷電,與電場(chǎng)荷電過程相反，不存在擴(kuò)散荷電的最大極限值（根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)理論，不存在離子動(dòng)能上限） 荷電量取決于離子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能、粒子大小和荷電時(shí)間 擴(kuò)散荷電理

19、論方程,k一玻爾茲曼常數(shù)，1.381023J/K T一氣體溫度，K N0離子密度，個(gè)/m3 e電子電量，e1.61019C 一氣體離子的平均熱運(yùn)動(dòng)速度，m/s,電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電的綜合作用,處于中間范圍 （0.150.5m）的粒子，需同時(shí)考慮電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電,根據(jù)Robinson的研究，簡(jiǎn)單地將電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電的電荷相加，可近似地表示兩種過程綜合作用時(shí)的荷電量，與實(shí)驗(yàn)值基本一致,電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電的綜合作用,例題 利用下列數(shù)據(jù)，決定電場(chǎng)和擴(kuò)散荷電綜合作用下粒子荷電量隨時(shí)間的變化。已知5，E03106V/m，T300K，N=21015離子/m3， =467m/s，dp0.1，0.5和1.0m

20、。 解：由方程 （6-31）得電場(chǎng)荷電的飽和電荷 由方程 （6-32）可以計(jì)算擴(kuò)散荷電過程的荷電量隨時(shí)間的變化 那么,,,電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電的綜合作用,例題（續(xù)） 粒子荷電量隨時(shí)間和粒徑的變化,,,,異常荷電現(xiàn)象,沉積在集塵極表面的高比電阻粒子導(dǎo)致在低電壓下發(fā)生火花放電或在集塵極發(fā)生反電暈現(xiàn)象,破壞正常電暈過程 氣流中微小粒子的濃度高時(shí)，荷電塵粒所形成的電暈電流不大，可是所形成的空間電荷卻很大，嚴(yán)重抑制著電暈電流的產(chǎn)生 當(dāng)含塵量大到某一數(shù)值時(shí)，電暈現(xiàn)象消失，塵粒在電場(chǎng)中根本得不到電荷，電暈電流幾乎減小到零，失去除塵作用，即電暈閉塞,,荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集,驅(qū)進(jìn)速度 力平衡關(guān)系 t0時(shí)，0

21、，則 最終得,,,,,驅(qū)進(jìn)速度,驅(qū)進(jìn)速度 e的指數(shù)項(xiàng)是一個(gè)很大的數(shù)值。例如，密度為1g/cm3、直徑為10m的球狀粉塵粒子，在空氣中有 若t102s， 完全可以忽略不計(jì) 所以，驅(qū)進(jìn)速度為：,,,,驅(qū)進(jìn)速度,驅(qū)進(jìn)速度與粒徑和場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系 當(dāng)顆粒直徑為250m時(shí)，與粒徑成正比,,捕集效率,捕集效率一德意希公式 德意希公式的假定: 除塵器中氣流為紊流狀態(tài) 在垂直于集塵表面的任一橫斷面上粒子濃度和氣流分布是均勻的 粒子進(jìn)入除塵器后立即完成了荷電過程 忽略電風(fēng)、氣流分布不均勻、被捕集粒子重新進(jìn)入氣流等影響,捕集效率,dt時(shí)間內(nèi)在長度為dx的空間所捕集的粉塵量為 由dtdx/u 積分 最終得,,,,,

22、捕集效率,捕集效率隨粒徑的變化,,有效驅(qū)進(jìn)速度,當(dāng)粒子的粒徑相同且驅(qū)進(jìn)速度不超過氣流速度的1020時(shí)，德意希方程理論上才是成立的 作為除塵總效率的近似估算，應(yīng)取某種形式的平均驅(qū)進(jìn)速度 有效驅(qū)進(jìn)速度實(shí)際中常常根據(jù)在一定的除塵器結(jié)構(gòu)型式和運(yùn)行條件下測(cè)得的總捕集效率值，代入德意希方程式中反算出的相應(yīng)驅(qū)進(jìn)速度值，以e表示,有效驅(qū)進(jìn)速度,被捕集粉塵的清除,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 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

23、振動(dòng)力清灰,被捕集粉塵的清除,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,,電除塵器結(jié)構(gòu)除塵器類型,除塵器類型 雙區(qū)電除塵器通風(fēng)空氣的凈化和某些輕工業(yè)部門 單區(qū)電除塵器控制各種工藝尾氣和燃燒煙氣污染 管式電除塵器用于氣體流量小，含霧滴氣體，或需要用水洗刷電極的場(chǎng)合 板式電除塵器為工業(yè)上應(yīng)用的主要型式，氣體處理量一般為25一50m3/s以上,電除塵器結(jié)構(gòu)電暈電極,電暈電極 常用的有直徑3mm左右的圓形線、星形線及鋸齒線、芒刺線等 電暈線的一般要求：起暈電壓低、電暈電流大、機(jī)械強(qiáng)度高、能維持準(zhǔn)確的極距、易

24、清灰等,,電除塵器結(jié)構(gòu)電暈電極,電暈電極 電暈線固定方式 重錘懸吊式 管框繃線式,,電除塵器結(jié)構(gòu)集塵極,集塵極 集塵極結(jié)構(gòu)對(duì)粉塵的二次揚(yáng)起，及除塵器金屬消耗量 （約占總耗量的4050%）有很大影響 性能良好的集塵極應(yīng)滿足下述基本要求 振打時(shí)粉塵的二次揚(yáng)起少 單位集塵面積消耗金屬量低 極板高度較大時(shí)，應(yīng)有一定的剛性，不易變形 振打時(shí)易于清灰，造價(jià)低,電除塵器結(jié)構(gòu)集塵極,常用板式電除塵器集塵極,,電除塵器結(jié)構(gòu)高壓供電設(shè)備,高壓供電設(shè)備提供粒子荷電和捕集所需要的高場(chǎng)強(qiáng)和電暈電流 供電設(shè)備必須十分穩(wěn)定，希望工作壽命在二十年之上 通常高壓供電設(shè)備的輸出峰值電壓為70一l000kV，電流為1002000m

25、A 增加供電機(jī)組的數(shù)目，減少每個(gè)機(jī)組供電的電暈線數(shù)，能改善電除塵器性能，但投資增加。必須考慮效率和投資兩方面因素,電除塵器結(jié)構(gòu)氣流分布板,電除塵器內(nèi)氣流分布對(duì)除塵效率具有較大影響 為保證氣流分布均勻，在進(jìn)出口處應(yīng)設(shè)變徑管道，進(jìn)口變徑管內(nèi)應(yīng)設(shè)氣流分布板 最常見的氣流分布板有百葉窗式、多孔板分布格子、槽形鋼式和欄桿型分布板 對(duì)氣流分布的具體要求是 任何一點(diǎn)的流速不得超過該斷面平均流速的土40% 在任何一個(gè)測(cè)定斷面上，85%以上測(cè)點(diǎn)的流速與平均流速不得相差土25%。,電除塵器結(jié)構(gòu)氣流分布板,氣流分布不均勻時(shí)，電除塵器通過率的校正系數(shù)FV,,粉塵比電阻,通常所需要的粉塵的最小導(dǎo)電率是1010（/cm）

26、1 高比電阻粉塵導(dǎo)電率低于大約1010（/cm）1，即電阻率大于1010/cm的粉塵 影響粉塵層比電阻除粒子溫度和組成之外，還包括粒子大小和形狀，粉塵層厚度和壓縮程度，施加于粉塵層的電場(chǎng)強(qiáng)度等 在評(píng)價(jià)電除塵器的操作性能時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的粉塵比電阻數(shù)據(jù),粉塵比電阻,煙氣濕度和溫度對(duì)粉塵比電阻的影響,,,a.飛灰 b.水泥窯粉塵,粉塵比電阻,高比電阻粉塵對(duì)電除塵器性能的影響 高比電阻粉塵會(huì)干擾電場(chǎng)條件，導(dǎo)致除塵效率下降 低于10/cm時(shí)，比電阻幾乎對(duì)除塵器操作和性能沒有影響 比電阻介于10101011/cm之間時(shí)，火花率增加，操作電壓降低 高于1010/cm時(shí)，產(chǎn)生明顯反電暈,粉塵比電阻

27、,粉塵比電阻對(duì)除塵器伏安特性的影響,,粉塵比電阻,粉塵比電阻對(duì)有效驅(qū)進(jìn)速度的影響,,粉塵比電阻,粉塵比電阻對(duì)場(chǎng)強(qiáng)分布的影響,,粉塵比電阻,克服高比電阻影響的方法 保持電極表面盡可能清潔 采用較好的供電系統(tǒng) 煙氣調(diào)質(zhì) 增加煙氣濕度，或向煙氣中加入SO3、NH3，及Na2CO3等化合物，使粒子導(dǎo)電性增加。最常用的化學(xué)調(diào)質(zhì)劑是SO3 改變煙氣溫度 向煙氣中噴水，同時(shí)增加煙氣濕度和降低溫度 發(fā)展新型電除塵器,煙氣調(diào)質(zhì),S含量對(duì)粉塵比電阻的影響,電除塵器的選擇和設(shè)計(jì),電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)仍然主要采用經(jīng)驗(yàn)公式類比方法,電除塵器的選擇和設(shè)計(jì),比集塵表面積的確定 根據(jù)運(yùn)行和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，確定有效驅(qū)進(jìn)速度e按德意希

28、方程求得比集塵表面積A/Q 長高比的確定 集塵板有效長度與高度之比，直接影響振打清灰時(shí)二次揚(yáng)塵的多少 要求除塵效率大于99%時(shí)，除塵器的長高比至少要1.01.5。,,電除塵器的選擇和設(shè)計(jì),氣流速度的確定 通常由處理煙氣量和電除塵器過氣斷面積，計(jì)算煙氣的平均流速 平均流速高于某一臨界速度時(shí)，作用在粒子上的空氣動(dòng)力學(xué)阻力會(huì)迅速增加，粉塵的重新進(jìn)入量亦迅速增加 氣體的含塵濃度 如果氣體含塵濃度很高，電場(chǎng)內(nèi)塵粒的空間電荷很高，易發(fā)生電暈閉塞 應(yīng)對(duì)措施提高工作電壓，采用放電強(qiáng)烈的芒剌型電暈極，電除塵器前增設(shè)預(yù)凈化設(shè)備等,電除塵器的選擇和設(shè)計(jì),電除塵器的輔助設(shè)計(jì)因素,某電除塵器的除塵效率為90%，欲將其除

29、塵效率提高至99%。 有人建議使用一種添加劑可以改變?yōu)V餅的比電阻，從而使電除塵器的有效驅(qū)進(jìn)速度提高一倍。 若此建議可行，電除塵器的效率能滿足要求嗎？也有人建議，通過提高電除塵器的電壓即可滿足將除塵效率提高至99% 的要求。若按此建議，電除塵器的電壓應(yīng)增加多少？,解：由下列公式,可知有效驅(qū)進(jìn)速度提高一倍后能滿足99的除塵效率的要求。 因?yàn)?驅(qū)進(jìn)速度正比于EP q，因此將EPq提高到原來的兩倍即可滿足要求。,第三節(jié) 過濾式除塵器,使含塵氣流通過過濾材料將粉塵分離捕集的裝置 分類,空氣過濾器 濾紙或玻璃纖維,顆粒層除塵器 砂、礫、焦炭等顆粒物,袋式除塵器 纖維織物,除塵器工作原理,工作原理 截留in

30、terception、慣性碰撞inertial impaction,除塵器工作原理,工作原理 擴(kuò)散diffusion、電沉積electrical force,除塵器工作原理,工作原理 篩分,袋式除塵器,采用纖維織物作濾料的袋式除塵器，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，因而獲得越來越廣泛的應(yīng)用,袋式除塵器的工作原理,含塵氣流從下部進(jìn)入圓筒形濾袋，在通過濾料的孔隙時(shí)，粉塵被捕集于濾料上 沉積在濾料上的粉塵，可在機(jī)械振動(dòng)的作用下從濾料表面脫落，落人灰斗中 粉塵因截留、慣性碰撞、靜電和擴(kuò)散等作 用，在濾袋表面形成粉塵層，常稱為粉層初層,,袋式除塵

31、器的工作原理,新鮮濾料的除塵效率較低 粉塵初層形成后，成為袋式除塵器的主要過濾層，提高了除塵效率 隨著粉塵在濾袋上積聚，濾袈兩側(cè)的壓力差增大，會(huì)把己附在濾料上的細(xì)小粉塵擠壓過去，使除塵效率下降,,除塵器壓力過高，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,袋式除塵器的工作原理,袋式除塵器的分級(jí)效率曲線,,袋式除塵器除塵效率的影響因素,粉塵負(fù)荷 過濾速度 煙氣實(shí)際體積流量與濾布面積之比，也稱氣布比 過濾速度是一個(gè)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。選用高的過濾速度，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)減小，但除塵器的壓力損失卻會(huì)加大。

32、一般來講，除塵效率隨過濾速度增加而下降 過濾速度的選取還與濾料種類和清灰方式有關(guān),袋式除塵器的除塵效率,丹尼斯 （Dennis）和克萊姆（Klemm）提出了一系列方程，以預(yù)測(cè)袋式除塵器的粉塵出口濃度和穿透率,,, 粉塵出口濃度，g/m3 無量綱常數(shù) 表面過濾速度，m/s 粉塵入口濃度，g/m3 脫落濃度 （常數(shù)），g/m3 粉塵負(fù)荷，g/m2,Dennis and Klemm 取 =0.5,袋式除塵器的壓力損失,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間隔時(shí)間等,,, 粉塵或?yàn)V料的滲透率（permeability），由實(shí)驗(yàn)測(cè)定 粉塵或?yàn)V料的厚度, 通過潔凈濾料

33、的壓力損失，100130Pa; 通過粉塵層（dust cake）的壓力損失； 兩者均可以達(dá)西定律表示,袋式除塵器的壓力損失,滲透率K是沉積粉塵層性質(zhì)，如孔隙率、比表面積、孔隙大小分布和粉塵粒徑分布等的函數(shù) 對(duì)于給定的濾料和操作條件，濾料的壓力損失 基本上是一個(gè)常數(shù) 通過袋式除塵器的壓力損失主要由 決定,,袋式除塵器的壓力損失,在時(shí)間t內(nèi)，沉積在濾袋上的粉塵質(zhì)量m可以表示為 因此 粉塵層的壓力損失 令 ，定義為顆粒層的比阻力系數(shù)，因此,,濾袋的過濾面積 一煙氣中粉塵濃度,,,,,,袋式除塵器的壓力損失,,,對(duì)于給定的煙氣特征和粉塵層滲透率， 與粉塵濃度C和過濾時(shí)間t成線性關(guān)系，而與過濾速度

34、的平方成正比,粉塵的比阻力系數(shù),袋式除塵器的壓力損失,過濾阻力與粉塵負(fù)荷,,,,,袋式除塵器的濾料,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，耐溫、耐磨、耐腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度 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，采用的過濾速度不宜過高 表面起毛（絨）的濾料容塵量大，粉塵能深入濾料內(nèi)部，可以采用較高的過濾速度，但必須及時(shí)清灰,袋式除塵器的濾料,濾料種類 按濾料材質(zhì)分 天然纖維:棉毛織物，適于無腐蝕、350-360K以下氣體 無機(jī)纖維:主要指玻璃纖維，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐高溫；質(zhì)地脆 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,袋式除塵器的濾料

35、,濾料種類 按濾料結(jié)構(gòu)分 濾布（編織物） 毛氈 工藝簡(jiǎn)單；致密，除塵效率高；容塵量小，易于清灰,袋式除塵器的濾料,,袋式除塵器的清灰,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,袋式除塵器的清灰,機(jī)械振動(dòng)清灰 機(jī)械振動(dòng)袋式除塵器的過濾風(fēng)速一般取1.02.0m/min，壓力損失為8001200Pa,,袋式除塵器的清灰,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,,袋式除塵器的清灰,逆氣流清灰 過濾風(fēng)速一般為0.52.0m/m

36、in，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,,袋式除塵器的清灰,脈沖噴吹清灰 利用4一7atm的壓縮空氣反吹，壓縮空氣的脈沖產(chǎn)生沖擊波，使濾袋振動(dòng)，粉塵層脫落 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 （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,,袋式除塵器的清灰,脈沖噴吹清灰,,袋式除塵器的清灰,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，凈化效率達(dá)99%；過濾負(fù)荷較高，濾袋磨損輕，運(yùn)行安全可靠,,

37、一濾袋總數(shù)，條 一脈沖周期，min 一安全系數(shù)，取1.5 一每條濾袋噴吹一次耗用的壓縮空氣量,袋式除塵器的選擇、設(shè)計(jì)和應(yīng)用,設(shè)計(jì)流程 選擇過濾介質(zhì)：與溫度和氣體與粉塵的其他性質(zhì)相適應(yīng) 選擇清灰方式：與濾布相適應(yīng) 計(jì)算氣布比 計(jì)算穿透率 計(jì)算需要的過濾面積和布袋數(shù)目 提出風(fēng)機(jī)和管道的技術(shù)要求 經(jīng)濟(jì)核算,袋式除塵器的選擇、設(shè)計(jì)和應(yīng)用,選擇與設(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)備定貨的情況等，選定除塵器類型 根據(jù)含塵氣體特性，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,袋式除塵器的選擇、設(shè)計(jì)和應(yīng)用,選擇

38、與設(shè)計(jì) 清灰方式,袋式除塵器的選擇、設(shè)計(jì)和應(yīng)用,選擇與設(shè)計(jì) 濾料的比較,袋式除塵器的選擇、設(shè)計(jì)和應(yīng)用,選擇與設(shè)計(jì) 氣布比對(duì)穿透率的影響,,袋式除塵器的選擇、設(shè)計(jì)和應(yīng)用,選擇與設(shè)計(jì) （2）計(jì)算過濾面積 一般情況下的過濾氣速歸納如下 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,,袋式除塵器的選擇、設(shè)計(jì)和應(yīng)用,選擇與設(shè)計(jì) （3）除塵器設(shè)計(jì) 確定濾袋尺寸: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

39、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,袋式除塵器的選擇、設(shè)計(jì)和應(yīng)用,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是適宜,袋式除塵器的選擇、設(shè)計(jì)和應(yīng)用,袋式除塵器和靜電除塵器對(duì)細(xì)粒子的捕集性能比較,袋式除塵器的測(cè)定,測(cè)定除塵器的性能 穿透性 壓力損失：U型管壓力計(jì) 測(cè)量位置：系統(tǒng)的總壓降（為風(fēng)機(jī)技術(shù)條件所需要） 法蘭盤連接袋濾器的壓降 濾袋兩側(cè)的壓降 濾袋出現(xiàn)孔洞時(shí)的檢驗(yàn) 對(duì)濾袋或小塊過濾介

40、質(zhì)進(jìn)行測(cè)試 透氣性 耐腐蝕性 抗張?jiān)囼?yàn)等,袋式除塵器的運(yùn)行,最佳操作 最佳費(fèi)用，即長期的最低費(fèi)用,袋式除塵器的運(yùn)行,費(fèi)用與清灰頻率之間的關(guān)系,,顆粒層除塵器,顆粒層除塵器是利用顆粒狀物料 （如硅石、礫石、焦炭等）作填料層的一種內(nèi)部過濾式除塵裝置 顆粒層除塵器的除塵機(jī)理與袋式除塵器類似，主要靠慣性截留及擴(kuò)散作用等,電袋除塵器,電袋除塵器是將電除塵技術(shù)和袋式除塵技術(shù)結(jié)合起來的一種新型高效除塵器。,特點(diǎn)：除塵效率可達(dá)99.9%以上。,主要類型：串聯(lián)式電袋除塵器和混合式電袋除塵器,電袋除塵器,1.串聯(lián)式電袋除塵器,將前級(jí)電除塵和后級(jí)袋式除塵串聯(lián)成一體的電袋結(jié)合形式。按照電除塵和袋式除塵的連接方式分為：

41、分體式和一體式。,2.混合式電袋除塵器,電除塵的放電極和收塵極與袋式除塵的濾袋交錯(cuò)排列，放電極、收塵極和濾袋布置在同一個(gè)單元內(nèi)。,電袋復(fù)合除塵器工作時(shí)，煙氣從進(jìn)口喇叭進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)，粉塵在電場(chǎng)區(qū)荷電并大部分被收集，粗顆粒煙塵直接沉降至灰斗，少量已荷電難收集粉塵隨煙氣均勻進(jìn)入濾袋區(qū)，通過濾袋過濾后完成煙氣凈化過程。 在除塵過程中，前級(jí)電場(chǎng)預(yù)收煙氣中7080%以上的粉塵量；后級(jí)布袋除塵裝置攔截收集煙氣中剩余的粉塵。其中，前級(jí)電場(chǎng)的預(yù)除塵作用和荷電作用為提高電袋除塵器的性能起到了重要作用。,電袋除塵器,工作原理,電袋除塵器,工作原理,電袋除塵器,工作原理,電袋除塵器的特點(diǎn),一、長期、穩(wěn)定的低排放,電袋復(fù)

42、合除塵器適應(yīng)煤種、煙塵比電阻變化的能力強(qiáng)，出口排放濃度能夠長期高效、穩(wěn)定地滿足30mg/Nm3的要求。實(shí)踐證明，在所有投運(yùn)的工程上，其排放濃度均小于30 mg/Nm3。同時(shí)，無論電廠使用煤質(zhì)如何變化，其排放量均保持穩(wěn)定。所以，電袋除塵器尤其適用在城市附近等排放要求嚴(yán)格的場(chǎng)合應(yīng)用。,二、運(yùn)行阻力低,電袋除塵器的特點(diǎn),由于電場(chǎng)區(qū)的作用，進(jìn)入濾袋區(qū)煙氣流的粉塵濃度大幅降低，同時(shí)這些粉塵受到電荷之間的排斥力和異性靜電凝聚作用，濾袋表面粉層結(jié)構(gòu)呈蓬松絮狀，降低了濾袋內(nèi)外的壓差，并減少微塵鉆入或嵌入濾袋層而增加濾袋殘余阻力。工程實(shí)測(cè)結(jié)果表明，濾袋內(nèi)外壓差僅有200-400 Pa，正常投運(yùn)的電袋除塵器其整體

43、壓差僅為600-900Pa。,三、操作簡(jiǎn)便、維護(hù)簡(jiǎn)單,電袋除塵器的特點(diǎn),實(shí)踐證明，由于電袋除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)電場(chǎng)區(qū)與濾袋區(qū)的合理設(shè)置，充分發(fā)揮了電除塵器和袋除塵的各自優(yōu)點(diǎn)，電場(chǎng)區(qū)積灰少，極板清潔，濾袋區(qū)負(fù)荷輕，清灰周期長，濾袋不易損壞；因此，電袋除塵器運(yùn)行極為安全可靠，維護(hù)工作量極小。,電袋復(fù)合除塵器由于濾袋場(chǎng)煙氣含塵濃度低，又是荷電粉塵，所以其清灰壓力低（一般0.2-0.25MPa），清灰周期長（一般為12小時(shí)），同時(shí)不受SiO2等粗大顆粒的沖刷磨損，因此，濾袋壽命比常規(guī)布袋除塵器大大延長。例如，華電天津軍糧城電廠#2爐電袋除塵器濾袋已使用五年，至今仍保持濾袋零破損。,四、濾袋壽命長,電袋除塵

44、器的特點(diǎn),五、節(jié)能明顯，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低,電袋除塵器的特點(diǎn),電袋復(fù)合除塵器節(jié)能主要通過三個(gè)方面：A、由于電袋除塵器阻力低于常規(guī)布袋除塵器而節(jié)省引風(fēng)機(jī)的電耗；B、濾袋清灰周期得到延長而節(jié)省空壓機(jī)的電耗；C、電場(chǎng)配置電源數(shù)量與傳統(tǒng)電除塵器相比，僅為四分之一左右，因而大大節(jié)省了電能。,電袋除塵器的設(shè)計(jì),收集相關(guān)的參數(shù)：處理煙氣量、煙氣溫度、入口氣體含塵濃度、氣體露點(diǎn)或含濕量、氣體化學(xué)成分、粉塵粒徑分布和化學(xué)成分、除塵器阻力和漏風(fēng)率要求、出口粉塵排放要求、濾袋壽命等。,（1）確定電除塵區(qū)的規(guī)格,確定收塵極面積,電袋除塵器的設(shè)計(jì),確定氣流速度,確定電除塵器的流通截面積,確定電場(chǎng)高度、寬度、電場(chǎng)通道數(shù)等,確

45、定電場(chǎng)長度,計(jì)算結(jié)構(gòu)尺寸,（1）確定電除塵區(qū)的規(guī)格,電袋除塵器的設(shè)計(jì),（2）確定袋式除塵區(qū)的規(guī)格,確定袋式除塵區(qū)的清灰方式和濾料；,確定過濾速度,確定氣流速度,計(jì)算過濾面積,計(jì)算機(jī)構(gòu)尺寸,（3）電除塵區(qū)和袋式除塵區(qū)的結(jié)合,除塵系統(tǒng)的處理煙氣量10000m3/h，初始含塵濃度為6g/m3，擬采用逆氣流反吹清灰袋式除塵器，選用滌綸絨布濾料，要求進(jìn)入除塵器的氣體溫度不超過393K，除塵器壓力損失不超過1200Pa，煙氣性質(zhì)近似于空氣。試確定 （1）過濾速度： （2）粉塵負(fù)荷； （3）除塵器的壓力損失； （4）最大清灰周期； （5）濾袋面積； （6）濾袋的尺寸（直徑和長度）和濾袋條數(shù),第四節(jié) 濕式除塵

46、器,使含塵氣體與液體 （一般為水）密切接觸，利用水滴和塵粒的慣性碰撞及其它作用捕集塵?；蚴沽皆龃蟮难b置 可以有效地除去直徑為0.120m的液態(tài)或固態(tài)粒子，亦能脫除氣態(tài)污染物 高能和低能濕式除塵器 低能濕式除塵器的壓力損失為0.2一1.5kPa，對(duì)10m以上粉塵的凈化效率可達(dá)9095% 高能濕式除塵器的壓力損失為2.59.0kPa，凈化效率可達(dá)99.5以上,濕式除塵器,,,濕式除塵器,,濕式除塵器,根據(jù)濕式除塵器的凈化機(jī)理，大致分為 重力噴霧洗滌器 旋風(fēng)洗滌器 自激噴霧洗滌器 板式洗滌器 填料洗滌器 文丘里洗滌器 機(jī)械誘導(dǎo)噴霧洗滌器,濕式除塵器,主要濕式除塵裝置的性能和操作范圍,濕式除塵器的優(yōu)

47、點(diǎn),在耗用相同能耗時(shí)，比干式機(jī)械除塵器高。高能耗濕式除塵器清除0.1m以下粉塵粒子，仍有很高效率 可與靜電除塵器和布袋除塵器相比，而且還可適用于它們不能勝任的條件，如能夠處理高溫，高濕氣流，高比電阻粉塵，及易燃易爆的含塵氣體 在去除粉塵粒子的同時(shí)，還可去除氣體中的水蒸氣及某些氣態(tài)污染物。既起除塵作用，又起到冷卻、凈化的作用,濕式除塵器的缺點(diǎn),排出的污水污泥需要處理，澄清的洗滌水應(yīng)重復(fù)回用 凈化含有腐蝕性的氣態(tài)污染物時(shí)，洗滌水具有一定程度的腐蝕性，因此要特別注意設(shè)備和管道腐蝕問題 不適用于凈化含有憎水性和水硬性粉塵的氣體 寒冷地區(qū)使用濕式除塵器，容易結(jié)凍，應(yīng)采取防凍措施,濕式除塵器的除塵機(jī)理,慣

48、性碰撞參數(shù)與除塵效率 簡(jiǎn)化模型 含塵氣體與液滴相遇，在液滴前xd處開始繞過液滴流動(dòng)，慣性較大的塵粒繼續(xù)保持原來的直線運(yùn)動(dòng)。塵粒從脫離流線到慣性運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)所移動(dòng)的直線距離為粒子的停止距離xs，若xs大于xd；塵粒和液滴就會(huì)發(fā)生碰撞,,慣性碰撞參數(shù)與除塵效率,定義慣性碰撞參數(shù)NI：停止距離xs與液滴直徑DC的比值 對(duì)斯托克斯粒子,up：粒子運(yùn)動(dòng)速度 uD：液滴運(yùn)動(dòng)速度 Dc：液滴直徑,慣性碰撞參數(shù)與除塵效率,除塵效率：NI值越大，粒子慣性越大，則II越高 對(duì)于勢(shì)流和粘性流，II =f(NI)有理論解，一般情況下，John Stone等人的研究結(jié)果,K關(guān)聯(lián)系數(shù)，其值取決于設(shè)備幾何結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)操作條件

49、L液氣比，l/1000m3,,接觸功率與除塵效率,根據(jù)接觸功率理論得到的經(jīng)驗(yàn)公式，能夠較好地關(guān)聯(lián)濕式除塵器壓力損失和除塵效率之間的關(guān)系 接觸功率理論：假定洗滌器除塵效率僅是系統(tǒng)總能耗的函數(shù)，與洗滌器除塵機(jī)理無關(guān),,接觸功率與除塵效率,總能耗Et:氣流通過洗滌器時(shí)的能量損失EG+霧化噴淋液體過程中的能量消耗EL,,PG: 氣體壓力損失，Pa PL: 液體入口壓力，Pa qvL, qvG: 液體和氣體流量，m3/s,接觸功率與除塵效率,除塵效率 其中，傳質(zhì)單元數(shù) 除塵器的特性參數(shù)（見下頁）,接觸功率與除塵效率,,,除塵器的特性參數(shù),分割粒徑與除塵效率,分割粒徑法：基于分割粒徑能全面表示

50、從氣流中分離粒子的難易程度和洗滌器的性能 多數(shù)慣性分離裝置的分級(jí)通過率可以表示為,da: 粒子的空氣動(dòng)力學(xué)直徑 Ae，Be: 均為常數(shù) 對(duì)填充塔和篩板塔，Be=2； 離心式洗滌器，Be=0.67； 文丘里洗滌器（當(dāng)NI=0.5-5），Be=2,分割粒徑與除塵效率,通過率與分割粒徑的關(guān)系,,,分割粒徑與除塵效率,分割直徑與壓力降的關(guān)系（分割功率關(guān)系）,,,噴霧塔洗滌器,假定 所有液滴具有相同直徑 液滴進(jìn)入洗滌器后立刻以終末速度沉降 液滴在斷面上分布均勻、無聚結(jié)現(xiàn)象,,噴霧塔洗滌器,則立式逆流噴霧塔靠慣性碰撞捕集粉塵的效率可以用下式預(yù)估,,ut 一液滴的終末沉降速度，m/s VG空塔斷

51、面氣速，m/s z氣液接觸的總塔高度，m d單個(gè)液滴的碰撞效率,噴霧塔洗滌器,單液滴捕集效率d可用下式表示,,對(duì)于Stokes 粒子， 紊流過渡區(qū)， 牛頓區(qū)，,噴霧塔洗滌器,錯(cuò)流式噴霧塔,錯(cuò)流式中，垂直方向氣速=0， ,所以,噴霧塔洗滌器,噴霧塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壓力損失小，操作穩(wěn)定，經(jīng)常與高效洗滌器聯(lián)用捕集粒徑較大的粉塵 嚴(yán)格控制噴霧的組成，保證液滴大小均勻，對(duì)有效的操作是很有必要,旋風(fēng)洗滌器,干式旋風(fēng)分離器內(nèi)部以環(huán)形方式安裝一排噴嘴，就構(gòu)成一種最簡(jiǎn)單的旋風(fēng)洗滌器 噴霧作用發(fā)生在外渦旋區(qū)，并捕集塵粒，攜帶塵粒的液滴被甩向旋風(fēng)洗滌器的濕壁上，然后沿壁面沉落到器底 在出口處通常需要安裝除霧器,,噴霧沿

52、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，沿壁面流下排走,,旋風(fēng)洗滌器,旋風(fēng)洗滌器,旋風(fēng)洗滌器的壓力損失范圍一般為0.51.5kPa，可以下式進(jìn)行估算,,旋風(fēng)洗滌器的壓力損失，pa 噴霧系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)的壓力損失，Pa 液滴密度，kg/m3 液滴初始平均速度，m/s,旋風(fēng)洗滌器,離心洗滌器凈化dp<5m的塵粒仍然有效 耗水量L/G=0.5-1.5l/m3 適用于處理煙氣量大，含塵濃度高的場(chǎng)合 可單獨(dú)使用，也可安裝在文丘里洗滌器之后作除塵器 由于氣流的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使其帶水現(xiàn)象減弱 可采用比噴霧塔更細(xì)的噴嘴,文丘里洗滌器,除塵器

53、系統(tǒng)的構(gòu)成 文丘里洗滌器 除霧器 沉淀池 加壓循環(huán)水泵 除塵過程 文丘里除塵器： 收縮管， 喉管， 擴(kuò)散管 就其斷面形狀 圓形文丘里除塵器 矩形文丘里除塵器,文丘里洗滌器,除塵過程 含塵氣體由迸氣管進(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 洗滌液 （一般為水）通過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 充分的霧化是實(shí)現(xiàn)高效除塵的基本條件,,文丘里洗滌器,氣速、液滴速度和捕集效率,文丘里洗滌器,通常假定 微細(xì)塵粒以氣流相同的速度進(jìn)入喉管 洗滌液滴的軸向初速度為零，由于氣流曳力在喉管部分被逐漸加速。在液滴加速過程中，

54、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 碰撞捕集效率隨相對(duì)速度增加而增加，因此氣流入口速度必須較高,文丘里洗滌器,幾何尺寸 進(jìn)氣管直徑D1按與之相聯(lián)管道直徑確定 收縮管的收縮角1常取23o25o 喉管直徑DT按喉管氣速vT確定，其截面積與進(jìn)口管截面積之比的典型值為1：4 vT的選擇擇要考慮到粉塵、氣體和洗滌液的物理化學(xué)性質(zhì)、對(duì)洗滌器效率和阻力的要求等因素,,,D1,D2,L 2,,文丘里洗滌器,幾何尺寸（續(xù)） 擴(kuò)散管的擴(kuò)散角2一般為5o一7o 出口管的直徑Dz按與其相聯(lián)的除霧器要求的氣速確定,,,文丘里洗滌器,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

55、除塵器 卡爾弗特等人基于氣流損失的能量全部用于在喉管內(nèi)加速液滴的假定，發(fā)展了計(jì)算文丘里洗滌器壓力損失的數(shù)學(xué)模式,,,文丘里洗滌器,壓力損失（續(xù)） 卡爾弗壓力損失模式： 基于喉管內(nèi)氣流方向上dx段的力平衡 令x=0處（液體注入點(diǎn)）液滴在x方向的速度為零，積分得,,,文丘里洗滌器,壓力損失（續(xù)） 假定： 1.在喉管內(nèi)氣流速度為常數(shù)； 2.氣體流動(dòng)為不可壓縮的絕熱過程； 3.在任何斷面上液氣比不變； 4.液滴直徑為常數(shù)； 5.液滴周圍壓力是對(duì)稱的，因而可以忽略 根據(jù)作用在液滴上的慣性力與阻力的平衡,,mD液滴質(zhì)量 AD液滴在垂直于流動(dòng)方向上的截面積 CD阻力系數(shù),,文丘里洗滌器,壓力損失（續(xù)） 對(duì)于

56、球形液滴 因?yàn)? ，所以,,,文丘里洗滌器,壓力損失（續(xù)） 積分得 或 根據(jù)由多種型式文丘里洗滌器得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)間的關(guān)系，海斯凱茨（Hesketh）提出了如下方程式,,,,文丘里洗滌器,液滴平均直徑的估算 拔山一彭澤的經(jīng)驗(yàn)公式估算液滴體積一表面積平均直徑,,VT：喉管氣流速度，m/s ：液體表面張力，N/m ：液體的粘度，Pa s L：液體的密度，kg/m3 QL/QG：同單位,文丘里洗滌器,除塵效率 卡爾弗特等人作了一系列簡(jiǎn)化后提出下式以計(jì)算文丘里洗滌器的通過率,,和 分別為洗滌液和粉塵的密度g/cm3； 氣體粘度，101Pa.s； 文丘里洗滌器壓力損失，cmH2O。 粉塵粒徑，m；

57、一經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，在該表達(dá)式中為0.10.4。,文丘里洗滌器,文丘里洗滌器性能氣流速度、液氣比之間的關(guān)系,,文丘里洗滌器,例題：以液氣比為1.0l/ m3的速率將水噴入文丘里洗滌器的喉部，氣體流速為122m/s，密度和粘度分別為1.15kg/ m3和 2.08105kg/ （m/s），喉管橫斷面積為0.08 m2，參數(shù)f取為0.25，對(duì)于粒徑為1.0m、密度為1.5g/ m3的粒子，試確定氣流通過該洗滌器的壓力損失和粒子的通過率 解:由式（653） 現(xiàn)在運(yùn)用海斯凱茨提出的式 （654），得,,,文丘里洗滌器,例題（續(xù)） 利用式 （655）估算粒子的通過率：,,,第五節(jié) 除塵器選擇與發(fā)展,除塵器的

58、比較,某標(biāo)準(zhǔn)粉塵的粒徑分布,除塵器的比較,續(xù)1,各種除塵器的對(duì)標(biāo)準(zhǔn)粉塵的除塵效率,除塵器的比較,,續(xù)2,費(fèi)用與除塵效率的關(guān)系,除塵器的比較,,,費(fèi)用與除塵效率的關(guān)系,續(xù)3,除塵器的比較,,除塵器的比較,除塵器的合理選擇,1.選用的除塵器必須滿足排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放濃度 2.粉塵的物理性質(zhì)對(duì)除塵器性能具有較大的影響,除塵器的合理選擇,,除塵器的合理選擇,3.氣體的含塵濃度 氣體的含塵濃度較高時(shí)，在靜電除塵器或袋式除塵器前應(yīng)設(shè)置低阻力的初凈化設(shè)備，去除粗大塵粒 4.氣體溫度和其它性質(zhì)也是選擇除塵設(shè)備時(shí)必須考慮的因素 高溫、高濕氣體不宜采用袋式除塵器 煙氣中同時(shí)含有SO2、NO等氣態(tài)污染物，可以考慮采用濕式除塵器，但是必須注意腐蝕問題 5.選擇除塵器時(shí)，必須同時(shí)考慮捕集粉塵的處理問題,除塵器的合理選擇,6其他因素 設(shè)備的位置，可利用的空間，環(huán)境條件 設(shè)備的一次投資 （設(shè)備、安裝和工程等）以及操作和維修費(fèi)用,除塵設(shè)備的發(fā)展,1.除塵設(shè)備趨向高效率 2.發(fā)展處理大煙氣量的除塵設(shè)備 3.著重研究提高現(xiàn)有高效除塵器的性能 4.發(fā)展新型除塵設(shè)備 寬間距或脈沖高壓電除塵器 環(huán)形噴吹袋式除塵器 順氣流噴吹袋式除塵器 帶電水滴濕式洗滌器 帶電袋式除塵器等 5.重視除塵機(jī)理及理論方面的研究,