大氣污染控制工程_除塵裝置

1、1 第六章第六章 除塵裝置除塵裝置 l教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容: : n機械除塵器機械除塵器 n電除塵器電除塵器 n濕式除塵器濕式除塵器 n過濾式除塵器過濾式除塵器 n除塵器的選擇與發(fā)展除塵器的選擇與發(fā)展 2 第六章第六章 除塵裝置除塵裝置 l1.1.教學(xué)要求：教學(xué)要求： l要求了解除塵器的類型，包括各種干式和濕式除塵要求了解除塵器的類型，包括各種干式和濕式除塵 器，理解和掌握電除塵器、過濾式除塵器設(shè)計等。器，理解和掌握電除塵器、過濾式除塵器設(shè)計等。 l2. 2. 教學(xué)重點教學(xué)重點 l掌握機械除塵器作原理、結(jié)構(gòu)與設(shè)計；電除塵器的掌握機械除塵器作原理、結(jié)構(gòu)與設(shè)計；電除塵器的 工作原理，了解其選型和設(shè)計；

2、掌握過濾式除塵器工作原理，了解其選型和設(shè)計；掌握過濾式除塵器 的工作原理，了解其選型和設(shè)計；了解除塵系統(tǒng)的的工作原理，了解其選型和設(shè)計；了解除塵系統(tǒng)的 選擇設(shè)計與除塵器的發(fā)展。選擇設(shè)計與除塵器的發(fā)展。 l3 3、教學(xué)難點、教學(xué)難點 l電除塵器的工作原理，過濾式除塵器的工作原理及電除塵器的工作原理，過濾式除塵器的工作原理及 設(shè)計。設(shè)計。 學(xué)時數(shù)：學(xué)時數(shù)：12學(xué)時學(xué)時 3 除塵裝置概述除塵裝置概述 l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 濕式除塵裝置濕式除塵裝置 干式除塵裝置干式除塵裝置 l按分離原理分類按分離原理分類 ： 重力除塵裝

3、置（機械式除塵裝置）重力除塵裝置（機械式除塵裝置） 慣性力除塵裝置（機械式除塵裝置）慣性力除塵裝置（機械式除塵裝置） 離心力除塵裝置（機械式除塵裝置）離心力除塵裝置（機械式除塵裝置） 洗滌式除塵裝置洗滌式除塵裝置 過濾式除塵裝置過濾式除塵裝置 電除塵裝置電除塵裝置 聲波除塵裝置聲波除塵裝置 袋式除塵袋式除塵 電除塵電除塵 重力除重力除 塵塵 慣性除塵慣性除塵 濕式除塵濕式除塵 4 1 機械除塵器機械除塵器 l機械除塵器通常指利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心力）的作用使顆機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：粒物與氣體分離的裝置，常用的有：

4、l 重力沉降室重力沉降室 慣性除塵器慣性除塵器 旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器 5 一、重力沉降室一、重力沉降室 l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 塵裝置塵裝置 l氣流進入重力沉降室后，流動截面積擴大，流速降低，較氣流進入重力沉降室后，流動截面積擴大，流速降低，較 重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降 l層流式和湍流式兩種層流式和湍流式兩種 6 l層流區(qū)：雷諾數(shù)層流區(qū)：雷諾數(shù)Rep1，對球形粒子而言：對球形粒子而言： l l當介質(zhì)為空氣時當介質(zhì)為空氣時p則有：則有： l由上式可見由上式可見us , 若若dp

5、小，則小，則us就小，故小顆粒就難分離。就小，故小顆粒就難分離。 l若將雷諾數(shù)若將雷諾數(shù)Rep=1代入，可求出塵粒沉降時的臨界粒徑代入，可求出塵粒沉降時的臨界粒徑dc。 l l 得得 l代入得：代入得： sm gd u pp s / 18 2 sm gd u pp s / 18 2 2 p d 1 cp ep ud R p c d u 3 2 63. 2 g d p c 7 1.層流式重力沉降室層流式重力沉降室 l假定沉降室內(nèi)氣流為柱塞流；假定沉降室內(nèi)氣流為柱塞流； l顆粒均勻分布于煙氣中顆粒均勻分布于煙氣中 l忽略氣體浮力，粒子僅受重力和阻力的作用忽略氣體浮力，粒子僅受重力和阻力的作用 縱剖

6、面示意圖縱剖面示意圖 8 1.層流式重力沉降室層流式重力沉降室 l沉降室的沉降室的長寬高分別為長寬高分別為L、W、H，處理煙氣量為，處理煙氣量為Q l氣流在沉降室內(nèi)的停留時間氣流在沉降室內(nèi)的停留時間 l在在t時間內(nèi)粒子的沉降距離時間內(nèi)粒子的沉降距離 l該粒子的除塵效率該粒子的除塵效率 0 / LWH tL v Q 0 v s u 0 ss cs u Lu LWH hu t vQ 0 () css ic hu Lu LW hH Hv HQ 1.0 () ic hH 9 1.層流式重力沉降室層流式重力沉降室 l對于對于stokes粒子，重力沉降室能粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子捕集的最小

7、粒子 l的的dmin = ? c hH 2 18 pp s dg u 2 18 pp dg LWH H Q 即 min 18 p Q d gWL min 36 p Q d gWL n 由于沉降室內(nèi)的氣流擾動和返混的影響，工程上一般用分由于沉降室內(nèi)的氣流擾動和返混的影響，工程上一般用分 級效率公式的一半作為實際分級效率級效率公式的一半作為實際分級效率 10 1.層流式重力沉降室層流式重力沉降室 l提高沉降室效率的主要途徑提高沉降室效率的主要途徑： 降低沉降室內(nèi)氣流速度降低沉降室內(nèi)氣流速度 增加沉降室長度增加沉降室長度 降低沉降室高度降低沉降室高度 l沉降室內(nèi)的氣流速度一般為沉降室內(nèi)的氣流速度一般

8、為0.32.0m/s 不同粉塵的最高允許氣流速度不同粉塵的最高允許氣流速度 11 1.層流式重力沉降室層流式重力沉降室 l多層沉降室：使沉降高度多層沉降室：使沉降高度 減少為原來的減少為原來的1/（n+1），）， 其中其中n為水平隔板層數(shù)為水平隔板層數(shù) l考慮清灰的問題，一般隔考慮清灰的問題，一般隔 板數(shù)在板數(shù)在3以下以下 (1) s i u LW n Q 多層沉降室多層沉降室 1.錐形閥；錐形閥；2.清灰孔；清灰孔；3.隔隔 板板 12 2.重力沉降室優(yōu)缺點重力沉降室優(yōu)缺點 l優(yōu)點優(yōu)點: 結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單 投資少投資少 壓力損失?。ㄒ话銥閴毫p失小（一般為50100Pa） 維修管理容易維修管

9、理容易 l缺點缺點: 體積大體積大 效率低效率低 僅作為高效除塵器的預(yù)除塵裝置，除去較大和較僅作為高效除塵器的預(yù)除塵裝置，除去較大和較 重的粒子重的粒子 13 3.3.重力沉降室的設(shè)計重力沉降室的設(shè)計 l假設(shè)假設(shè): : l通過重力沉降室斷面的水平氣流的速度通過重力沉降室斷面的水平氣流的速度V分分 布是均勻的，呈層流狀態(tài)；布是均勻的，呈層流狀態(tài)； l入口斷面上粉塵分布均勻（即每個顆粒以入口斷面上粉塵分布均勻（即每個顆粒以 自己的沉降末端速度沉降，互不影響）；自己的沉降末端速度沉降，互不影響）； l在氣流流動方向上塵粒和氣流速度相等。在氣流流動方向上塵粒和氣流速度相等。 14 L H V 0 0

10、0 0 us W L us V0 W H 凈 氣 15 l（1 1）設(shè)計要求）設(shè)計要求 l1保證粉塵能沉降，保證粉塵能沉降，L足夠長；足夠長； l2氣流在沉降室的停留時間要大于塵粒沉降所需的時間。氣流在沉降室的停留時間要大于塵粒沉降所需的時間。 l3能能100%沉降的最小粒徑沉降的最小粒徑 l（2）設(shè)計的主要內(nèi)容設(shè)計的主要內(nèi)容： l根據(jù)粒徑根據(jù)粒徑dp算出算出 l1）us； l2）初步確定了初步確定了V0、H ，根據(jù)根據(jù) 求長度求長度L。 l3）根據(jù)進氣量根據(jù)進氣量Q求寬度求寬度w，Q=V0WH. su H V L 0 2 1 min min 1818 gLg Hu g u d p s p s

11、 0V u H L s 16 二、慣性除塵器二、慣性除塵器 l慣性碰撞慣性碰撞 17 二、慣性除塵器二、慣性除塵器 l1.慣性除塵器慣性除塵器機理機理 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，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，氣流方向發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，借助塵粒本身的慣性力作用， 使其與氣流分離使其與氣流分離 18 二、慣性除塵器二、慣性除塵器 l2.慣性除塵器結(jié)構(gòu)形式慣性除塵器結(jié)構(gòu)形式 沖擊式氣流沖擊擋板捕集較粗粒子沖擊式氣流沖擊擋板捕集較粗粒子 沖擊式慣性除塵裝置沖擊式慣性除塵裝置 a單級型單級型 b多級型多級型 19

12、二、慣性除塵器二、慣性除塵器 反轉(zhuǎn)式改變氣流方向捕集較細粒子反轉(zhuǎn)式改變氣流方向捕集較細粒子 反轉(zhuǎn)式慣性除塵裝置反轉(zhuǎn)式慣性除塵裝置 a a 彎管型彎管型 b b 百葉窗型百葉窗型 c c 多層隔板型多層隔板型 20 設(shè)備示意圖設(shè)備示意圖 彎管慣性除塵彎管慣性除塵 3.慣性除塵器應(yīng)用慣性除塵器應(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，凈化效率不高， 一般只用于多級除塵中的一級除塵，一般只用于多級除塵中的一級除塵， 捕集捕集1020m以上的粗顆粒以上的粗顆粒 壓力損失壓力損失1001000Pa 沖擊式?jīng)_擊式 反轉(zhuǎn)式反轉(zhuǎn)式 21 l旋風(fēng)除塵器

13、是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵 粒從氣流中分離粒從氣流中分離的裝置的裝置 。 l用來分離粒徑大于用來分離粒徑大于510m以上的的顆粒物。以上的的顆粒物。 工業(yè)上已有工業(yè)上已有100多年的歷史。多年的歷史。 l特點：結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小，投資低，操作特點：結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小，投資低，操作 維修方便，壓力損失較大，動力消耗也較大，維修方便，壓力損失較大，動力消耗也較大， 可用于各種材料制造，能用于高溫、高壓及腐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。蝕性氣體，并可回收干顆粒物。 l缺點：效率缺點：效率80%左右，捕集左右，捕集

14、 FD ，顆粒移向外壁，顆粒移向外壁 l若若 FC ,即滿足要求，否則按要求重新計即滿足要求，否則按要求重新計 算。算。 l 確定型號規(guī)格確定型號規(guī)格 l 計算壓力損失。計算壓力損失。 43 l經(jīng)驗法：經(jīng)驗法： l 計算所要求的除塵效率計算所要求的除塵效率； l 選定除塵器的結(jié)構(gòu)型式；選定除塵器的結(jié)構(gòu)型式； l 根據(jù)選用的除塵器的根據(jù)選用的除塵器的Vi實驗曲線，實驗曲線， 確定入口風(fēng)速確定入口風(fēng)速Vi； l 根據(jù)氣量根據(jù)氣量Q，入口風(fēng)速入口風(fēng)速Vi計算進口面積計算進口面積 A； l 由旋風(fēng)器的類型系數(shù)由旋風(fēng)器的類型系數(shù) l求除塵器筒體直徑求除塵器筒體直徑D，然后便從手冊中查到所然后便從手冊中查

15、到所 需的型號規(guī)格。需的型號規(guī)格。 2 D A k 44 l尺寸比例尺寸比例 l1 1筒體直徑筒體直徑D D：D愈小，愈能分離細小顆粒，但過小愈小，愈能分離細小顆粒，但過小 易引起堵塞。易引起堵塞。 l為此，有人用為此，有人用 l作為限制指標。作為限制指標。D：150-200mm800-1100mm l 若處理氣量大，可并聯(lián)使用或采用多管式旋風(fēng)器。若處理氣量大，可并聯(lián)使用或采用多管式旋風(fēng)器。 l2 2入口尺寸（圓形和矩形）入口尺寸（圓形和矩形） l為減小顆粒的入射角，一般采用矩形（長為減小顆粒的入射角，一般采用矩形（長H、寬寬B、面面 積積A、）、） l l類型系數(shù)類型系數(shù)k一般取一般取0.0

16、7-0.3，蝸殼型入口的，蝸殼型入口的k較大，較大，D較較 小，處理氣量小，處理氣量Q大，大，H/B為為2-4。 sm r V r /500 2 22 D HB D A k 45 l3 3排氣管：排氣管：多為圓形，且與筒體同心，一多為圓形，且與筒體同心，一 般般 d=(0.4-0.6)D0。 。 l深度深度h：切線式切線式h小，則壓損小，但效率降低。小，則壓損小，但效率降低。 經(jīng)驗取經(jīng)驗取h)De或稍低于入口管底部。或稍低于入口管底部。 l4 4筒體筒體L L1 1 、 、錐體錐體L L2 2： l L1=（1.4-2.0）D l L2=（2.0-3.0）D l L1+ L25D（3-4）D

17、l L1/ L21.5/2.5較宜。較宜。 l5 5圓錐角圓錐角：一般取一般取20-30 l6 6排塵口直徑排塵口直徑DcDc：Dc=(0.25-0.5)D0，一般一般 Dc70mm 46 6.6.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計旋風(fēng)除塵器的設(shè)計 l選擇除塵器的型式選擇除塵器的型式 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口氣速，或取為根據(jù)允許的壓力降確定進口氣速，或取為 121225 m/s25 m/s - -確定入口截面確定入口截面A A，入口寬度，入口寬度

18、b b和高度和高度h h - - 確定各部分幾何尺寸確定各部分幾何尺寸 1 2 p v 1 Q Abh v 47 6.6.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計旋風(fēng)除塵器的設(shè)計（續(xù)續(xù)） l也可選擇其它的結(jié)構(gòu)，但應(yīng)遵循以下原則也可選擇其它的結(jié)構(gòu)，但應(yīng)遵循以下原則 為防止粒子短路漏到出口管，為防止粒子短路漏到出口管，hs，其中，其中s為排氣管插人為排氣管插人 深度；深度； 為避免過高的壓力損失，為避免過高的壓力損失，b（Dde e）/2； 為保持渦流的終端在錐體內(nèi)部，（為保持渦流的終端在錐體內(nèi)部，（H+ +L）3D3D； 為利于粉塵易于滑動，錐角為利于粉塵易于滑動，錐角7 7o o8 8o o； 為獲得最大的除塵效率，為獲得最大的除塵效率，de e/ /D0.40.40.50.5， （H+ +L）/ /de e881010； s/