第04章除塵技術3

1、第三節(jié)第三節(jié) 濕式除塵器濕式除塵器l使含塵氣體與液體使含塵氣體與液體 （一般為水）密切接觸，利用水滴（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皆龃蠛蛪m粒的慣性碰撞及其它作用捕集塵粒或使粒徑增大的裝置的裝置 l可以有效地除去直徑為可以有效地除去直徑為0.120m的液態(tài)或固態(tài)粒子，的液態(tài)或固態(tài)粒子，亦能脫除氣態(tài)污染物亦能脫除氣態(tài)污染物 l適用于凈化不與水發(fā)生化學作用的各種粉塵，尤其是適用于凈化不與水發(fā)生化學作用的各種粉塵，尤其是高溫、易爆、易燃氣體高溫、易爆、易燃氣體濕式除塵器的效率濕式除塵器的效率l高能和低能濕式除塵器高能和低能濕式除塵器低能濕式除塵器的壓力損失為低

2、能濕式除塵器的壓力損失為0.21.5kpa，對，對10m以上粉塵的凈化效率可達以上粉塵的凈化效率可達9095%高能濕式除塵器的壓力損失為高能濕式除塵器的壓力損失為2.59.0kpa，凈化，凈化效率可達效率可達99.5以上以上濕式除塵器濕式除塵器l根據(jù)濕式除塵器的凈化機理，大致分為根據(jù)濕式除塵器的凈化機理，大致分為重力噴霧洗滌器重力噴霧洗滌器旋風洗滌器旋風洗滌器自激噴霧洗滌器自激噴霧洗滌器板式洗滌器板式洗滌器填料洗滌器填料洗滌器文丘里洗滌器文丘里洗滌器機械誘導噴霧洗滌器機械誘導噴霧洗滌器 濕式除塵器濕式除塵器濕式除塵器濕式除塵器濕式除塵器濕式除塵器l主要濕式除塵裝置的性能和操作范圍主要濕式除塵裝

3、置的性能和操作范圍裝置名稱裝置名稱氣體流速氣體流速/ms-1液氣比液氣比 /l m-3壓力損失壓力損失/pa分割直徑分割直徑/m噴淋塔噴淋塔0.12231005003.0填料塔填料塔0.5123100025001.0旋風洗滌器旋風洗滌器15450.51.5120015001.0轉筒洗滌器轉筒洗滌器（300750r/min）0.7250015000.2沖擊式洗滌器沖擊式洗滌器1020105001500.2文丘里洗滌器文丘里洗滌器60900.31.5300080000.1濕式除塵器的優(yōu)點濕式除塵器的優(yōu)點 l在在耗用相同能耗時，耗用相同能耗時， 比干式機械除塵器高。高能耗濕式除塵器比干式機械除塵器高

4、。高能耗濕式除塵器清除清除0.1 m以下粉塵粒子，仍有很高效率以下粉塵粒子，仍有很高效率l 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燃易爆的含塵氣體l在去除粉塵粒子的同時，還可去除氣體中的水蒸氣及某些氣態(tài)污在去除粉塵粒子的同時，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濕式除塵器的缺點 l排排出的污水污泥需要處

5、理，澄清的洗滌水應重復回用出的污水污泥需要處理，澄清的洗滌水應重復回用l 凈化含有腐蝕性的氣態(tài)污染物時，洗滌水具有一定程度的凈化含有腐蝕性的氣態(tài)污染物時，洗滌水具有一定程度的腐蝕性，因此要特別注意設備和管道腐蝕問題腐蝕性，因此要特別注意設備和管道腐蝕問題l不適用于凈化含有憎水性和水硬性粉塵的氣體不適用于凈化含有憎水性和水硬性粉塵的氣體l冬季煙囪易產(chǎn)生冷凝水冬季煙囪易產(chǎn)生冷凝水l寒冷地區(qū)使用濕式除塵器，容易結凍，應采取防凍措施寒冷地區(qū)使用濕式除塵器，容易結凍，應采取防凍措施 濕式除塵器的除塵機理濕式除塵器的除塵機理 l慣性碰撞參數(shù)與除塵效率慣性碰撞參數(shù)與除塵效率 簡化模型簡化模型 含塵氣體與液滴

6、相遇，在液滴前含塵氣體與液滴相遇，在液滴前xd處開始繞過液滴流動，慣性較大處開始繞過液滴流動，慣性較大的塵粒繼續(xù)保持原來的直線運動。塵粒從脫離流線到慣性運動結的塵粒繼續(xù)保持原來的直線運動。塵粒從脫離流線到慣性運動結束時所移動的直線距離為粒子的停止距離束時所移動的直線距離為粒子的停止距離xs，若，若xs大于大于xd；塵粒和塵粒和液滴就會發(fā)生碰撞液滴就會發(fā)生碰撞慣性碰撞參數(shù)與除塵效率慣性碰撞參數(shù)與除塵效率定義定義慣性碰撞參數(shù)慣性碰撞參數(shù)ni：停止距離停止距離xs與液滴直徑與液滴直徑dd的比的比值值對斯托克斯粒子對斯托克斯粒子up：粒子運動速度：粒子運動速度ud：液滴運動速度：液滴運動速度dd：液滴

7、直徑：液滴直徑 2pppdstidd()9duu cxsndd慣性碰撞參數(shù)與除塵效率慣性碰撞參數(shù)與除塵效率除塵效率：除塵效率：ni值越大，粒子慣性越大，則值越大，粒子慣性越大，則ii越高越高 噴霧塔洗滌器噴霧塔洗滌器 l假定假定所有液滴具有相同直徑所有液滴具有相同直徑液滴進入洗滌器后立刻液滴進入洗滌器后立刻以終末速度沉降以終末速度沉降液滴在斷面上分布均勻、液滴在斷面上分布均勻、無聚結現(xiàn)象無聚結現(xiàn)象含塵氣體清潔氣體循環(huán)水含塵水噴霧塔洗滌器噴霧塔洗滌器 l則立式逆流噴霧塔靠慣性碰撞捕集粉塵的效率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估可以用下式預估ut 一液滴的終末沉降速度，一液滴的

8、終末沉降速度，m/svg空塔斷面氣速，空塔斷面氣速，m/sz氣液接觸的總塔高度，氣液接觸的總塔高度，m d單個液滴的碰撞效率單個液滴的碰撞效率ltdgdtg31 exp2() q u zq duv噴霧塔洗滌器噴霧塔洗滌器l單液滴捕集效率單液滴捕集效率d d可用下式表示可用下式表示對于對于stokes 粒子，粒子， 紊流過渡區(qū)，紊流過渡區(qū)， 牛頓區(qū)，牛頓區(qū)， 2tdt()0.7sssdpdtiddd2()2xuuusnddd2tddddiudd()正比tddddiudd不隨變化0 5tdddd1iudd./()反比噴霧塔洗滌器噴霧塔洗滌器l噴霧塔結構簡單、壓力損失小，操作穩(wěn)定，經(jīng)常與高噴霧塔結構

9、簡單、壓力損失小，操作穩(wěn)定，經(jīng)常與高效洗滌器聯(lián)用捕集粒徑較大效洗滌器聯(lián)用捕集粒徑較大( m 50）粉塵）粉塵l噴霧塔體積龐大，占地大，處理粒徑噴霧塔體積龐大，占地大，處理粒徑10 m的粉塵的粉塵效效率低，同時處理過程耗液多，液體需循環(huán)使用率低，同時處理過程耗液多，液體需循環(huán)使用l嚴格控制噴霧的過程，保證液滴大小均勻，對有效的嚴格控制噴霧的過程，保證液滴大小均勻，對有效的操作是很有必要操作是很有必要旋風洗滌器旋風洗滌器l干式旋風分離器內(nèi)部以環(huán)形方式安干式旋風分離器內(nèi)部以環(huán)形方式安裝一排噴嘴，就構成一種最簡單的裝一排噴嘴，就構成一種最簡單的旋風洗滌器旋風洗滌器l噴霧作用發(fā)生在外渦旋區(qū)，并捕集噴霧作

10、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塵粒，攜帶塵粒的液滴被甩向旋風洗滌器的濕壁上，然后沿壁面沉落洗滌器的濕壁上，然后沿壁面沉落到器底到器底l在出口處通常需要安裝除霧器在出口處通常需要安裝除霧器旋風水膜除塵器旋風水膜除塵器 l噴霧沿切向噴向筒壁，使壁面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形成一層很薄的不斷下流的水膜膜l含塵氣流由筒體下部導入，旋含塵氣流由筒體下部導入，旋轉上升，靠離心力甩向壁面的轉上升，靠離心力甩向壁面的粉塵為水膜所粘附，沿壁面流粉塵為水膜所粘附，沿壁面流下排走下排走 旋風洗滌器旋風洗滌器l旋風洗滌器的壓力損失范圍一般為旋風洗滌器的壓力損失范圍一

11、般為0.51.5kpa，可以可以下式進行估算下式進行估算 2l0ldg qppuq旋風洗滌器的壓力損失，旋風洗滌器的壓力損失，pa噴霧系統(tǒng)關閉時的壓力損失，噴霧系統(tǒng)關閉時的壓力損失，pa液滴密度，液滴密度，kg/m3液滴初始平均速度，液滴初始平均速度，m/s0pldup旋風洗滌器旋風洗滌器l離心洗滌器凈化離心洗滌器凈化dp5m的塵粒仍然有效，中心噴霧的的塵粒仍然有效，中心噴霧的旋風洗滌器對于旋風洗滌器對于dp0.5m的塵粒，效率可達的塵粒，效率可達95以上以上l耗水量耗水量l/g=0.51.5l/m3l適用于處理煙氣量大，含塵濃度高的場合適用于處理煙氣量大，含塵濃度高的場合l可單獨使用，也可安

12、裝在文丘里洗滌器之后作脫水器可單獨使用，也可安裝在文丘里洗滌器之后作脫水器l由于氣流的旋轉運動，使其帶水現(xiàn)象減弱由于氣流的旋轉運動，使其帶水現(xiàn)象減弱l可采用比噴霧塔更細的噴嘴可采用比噴霧塔更細的噴嘴文丘里洗滌器文丘里洗滌器l除塵器系統(tǒng)的構成除塵器系統(tǒng)的構成文丘里洗滌器文丘里洗滌器除霧器除霧器沉淀池沉淀池加壓循環(huán)水泵加壓循環(huán)水泵高效濕式洗滌器，常用于高溫煙氣降溫和除塵高效濕式洗滌器，常用于高溫煙氣降溫和除塵文丘里洗滌器文丘里洗滌器l除塵過程除塵過程文丘里除塵器：文丘里除塵器： 收縮管，收縮管， 喉管，喉管， 擴散管擴散管就其斷面形狀就其斷面形狀l圓形文丘里除塵器圓形文丘里除塵器l矩形文丘里除塵器

13、矩形文丘里除塵器文丘里洗滌器文丘里洗滌器 l除塵過程除塵過程 含塵氣體由進氣管進入收縮管后，流速逐漸增大，氣流含塵氣體由進氣管進入收縮管后，流速逐漸增大，氣流的壓力能逐漸轉變?yōu)閯幽艿膲毫δ苤饾u轉變?yōu)閯幽茉诤砉苋肟谔?，氣速達到最大，一般為在喉管入口處，氣速達到最大，一般為50180m/s洗滌液洗滌液 （一般為水）通過沿喉管周邊均勻分布的噴嘴（一般為水）通過沿喉管周邊均勻分布的噴嘴進入，液滴被高速氣流霧化和加速進入，液滴被高速氣流霧化和加速充分的霧化是實現(xiàn)高效除塵的基本條件充分的霧化是實現(xiàn)高效除塵的基本條件 除塵過程除塵過程霧化霧化水通過喉管周邊水通過喉管周邊均勻分布的若干均勻分布的若干小孔進入，

14、被高小孔進入，被高速的含塵氣流撞速的含塵氣流撞擊成霧狀液滴擊成霧狀液滴文丘里洗滌器文丘里洗滌器 凝聚凝聚 氣體中塵粒氣體中塵粒與與液滴液滴凝聚凝聚成較大顆粒成較大顆粒分離除塵分離除塵脫水或除霧脫水或除霧文丘里洗滌器文丘里洗滌器l通常假定通常假定微細塵粒以氣流相同的速度進人喉管微細塵粒以氣流相同的速度進人喉管洗滌液滴的軸向初速度為零，由于氣流曳力在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，由于液滴與部分被逐漸加速。在液滴加速過程中，由于液滴與粒子之間慣性碰撞，實現(xiàn)微細塵粒的捕集粒子之間慣性碰撞，實現(xiàn)微細塵粒的捕集l碰撞捕集效率隨相對速度增加而增加，因此氣流

15、入口碰撞捕集效率隨相對速度增加而增加，因此氣流入口速度必須較高速度必須較高 文丘里洗滌器文丘里洗滌器l幾何尺寸幾何尺寸進氣管直徑進氣管直徑d d1 1按與之相聯(lián)管道直徑確定按與之相聯(lián)管道直徑確定收縮管的收縮角收縮管的收縮角1常取常取23o25o喉管直徑喉管直徑d dt按喉管氣速按喉管氣速vt確定，其截面積與進口管確定，其截面積與進口管截面積之比的典型值為截面積之比的典型值為1：4v vt的選擇要考慮到粉塵、氣體和洗滌液的物理化學的選擇要考慮到粉塵、氣體和洗滌液的物理化學性質、對洗滌器效率和阻力的要求等因素性質、對洗滌器效率和阻力的要求等因素文丘里洗滌器文丘里洗滌器l幾何尺寸（續(xù)）幾何尺寸（續(xù)）

16、擴散管的擴散角擴散管的擴散角2一般為一般為5o7o出口管的直徑出口管的直徑dz按與其相聯(lián)的除霧器要求的氣速確定按與其相聯(lián)的除霧器要求的氣速確定 1t1122ddlctg2t2222ddlctg文丘里洗滌器文丘里洗滌器l壓力損失壓力損失高速氣流的動能要用于霧化和加速液滴，因而壓力高速氣流的動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損失大于其它濕式和干式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)展了計算文丘里洗滌器壓力內(nèi)加速液滴的假定，發(fā)展了計算文丘里洗滌器壓力損失的數(shù)學模式損失的數(shù)學模式文丘里洗滌器文丘里

17、洗滌器l壓力損失（續(xù)）壓力損失（續(xù)）l假定：假定：1.1.在喉管內(nèi)氣流速度為常數(shù)；在喉管內(nèi)氣流速度為常數(shù)；2.2.氣體流動為不可壓縮的絕熱過程；氣體流動為不可壓縮的絕熱過程；3.3.在任何斷面上液氣比不變；在任何斷面上液氣比不變；4.4.液滴直徑為常數(shù)；液滴直徑為常數(shù)；5.5.液滴周圍壓力是對稱的，因而可以忽略液滴周圍壓力是對稱的，因而可以忽略l根據(jù)作用在液滴上的慣性力與阻力的平衡根據(jù)作用在液滴上的慣性力與阻力的平衡2ddlgdddd1()d2umvua ctmd液滴質量ad液滴在垂直于流動方向上的截面積cd阻力系數(shù)2ddlgdddd1()d2umvua ctmd液滴質量ad液滴在垂直于流動方

18、向上的截面積cd阻力系數(shù)文丘里洗滌器文丘里洗滌器l壓力損失（續(xù)）壓力損失（續(xù)）l對于球形液滴對于球形液滴l根據(jù)由多種型式文丘里洗滌器得到的實驗數(shù)據(jù)間的關系，根據(jù)由多種型式文丘里洗滌器得到的實驗數(shù)據(jù)間的關系，海斯凱茨（海斯凱茨（heskethhesketh）提出了如下方程式）提出了如下方程式32ltg1.03 10() qpvq0.13320.78lgtg0.863( )()qpavq文丘里洗滌器文丘里洗滌器l除塵效率除塵效率 卡爾弗特等人作了一系列簡化后提出下式以計算文卡爾弗特等人作了一系列簡化后提出下式以計算文丘里洗滌器的通過率丘里洗滌器的通過率 922lpcp2g6.1 10exp()c

19、d fpp 和和分別為洗滌液和粉塵的密度，分別為洗滌液和粉塵的密度，g/cm3；氣體粘度，氣體粘度，101pa.s；文丘里洗滌器壓力損失，文丘里洗滌器壓力損失，cmh2o。粉塵粒徑，粉塵粒徑，m；一經(jīng)驗常數(shù)，在該表達式中為一經(jīng)驗常數(shù)，在該表達式中為0.10.4。lpgppdf和和分別為洗滌液和粉塵的密度，分別為洗滌液和粉塵的密度，g/cm3；氣體粘度，氣體粘度，101pa.s；文丘里洗滌器壓力損失，文丘里洗滌器壓力損失，cmh2o。粉塵粒徑，粉塵粒徑，m；一經(jīng)驗常數(shù)，在該表達式中為一經(jīng)驗常數(shù)，在該表達式中為0.10.4。lpgppdf文丘里洗滌器文丘里洗滌器l文丘里洗滌器性能氣流速度、液氣比之間的關系文丘里洗滌器性能氣流速度、液氣比之間的關系文丘里洗滌器文丘里洗滌器l喉部氣速增大，除塵效率提高。一般喉部氣速為喉部氣速增大，除塵效率提高。一般喉部氣速為50-80m/s，管道進出口流速，管道進出口流速10-20m/sl水的噴射速度控制水的噴射速度控制6m/s，過低，會被氣流帶走；過高，過低，會被氣流帶走；過高，霧化效果差，除塵效率降低霧化效