2022年《大氣污染控制工程》教案第六章

1、精選學習資料 - - - 歡迎下載第六章除塵裝置從氣體中去除或捕集固態(tài)或液態(tài)微粒的設備稱為除塵裝置或除塵器；依據(jù)主要除塵機理,目前常用的除塵器可分為：1機械式除塵器；2電除塵器； 3袋式除塵器4濕式除塵器等；近年來為提高對微粒的捕集效率,間續(xù)顯現(xiàn)了綜合幾種除塵機制的一些新型除 塵器,如通量力冷凝ff c洗滌器,高梯度磁分別器.荷電袋式過濾器.荷電液滴洗滌器等；下面分別介紹幾種常用除塵裝置的工作原理；第一節(jié)機械式除塵器機械式除塵器通常指利用質(zhì)量力重力.慣性力和離心力等的作用使顆粒物與氣流分別的裝置,包括重力沉降室.慣性除塵器和旋風除塵器等；一.重力沉降室重力沉降室為通過重力作用使塵粒從氣流中沉降

2、分別的除塵起置,它的結(jié)構(gòu)如圖 61 所示； 含塵氣流進入重力沉降室后,由于擴大了流淌截面積而使氣體流速大大降低使較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降；設計重力沉降室的模式有層流式和湍流式兩種；圖 6 1簡潔的重力沉降室1層流式重力沉降室沉降室設計的簡潔模式的假定為在沉降室內(nèi)氣流為校塞流,流淌狀態(tài)保持在層流范疇內(nèi),顆粒勻稱地分布在煙氣中；粒子的運動內(nèi)兩種速度組成；在垂直方向,忽視氣體的浮力,僅在重力和氣體阻力的作用下,每個粒子以其沉降速度獨立沉降,在煙氣流淌方向,粒子和氣流具有相同的速度；圖6 2 為這種沉降室縱截面的示意圖；- 1 -精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載圖 62層流式重

3、力沉降室縱斷面圖假定粒子沉降運動處于斯托克斯區(qū)域,就重力沉降室能100捕集的最小粒子直徑為2.湍流式重力沉降室重力沉降室設計的另一種模式為假定沉降室中氣流為湍流狀態(tài),在垂直于氣流方向的每個橫斷面上粒子完全混合,即各種粒徑的粒子都勻稱分布于氣流中；圖6 3 為湍流式重力沉降室內(nèi)粒子分別示意圖；圖 6 3湍流式重力沉降室粒子分別示意圖降低沉降室內(nèi)氣體流速,降低沉降室高度和增加沉降室長度,可提高粉塵的沉降效率；為提高沉降室沉降效率和容積利用率,從降低高度動身,顯現(xiàn)了設有多成水平隔板的多層沉降室；從增大長度動身,設計出帶有多塊垂直擋板的沉降室；沉降室適用于凈化密度大,顆粒粗的顆粒,特殊為磨損性很強的粉

4、塵；它能捕集 50 微米以上的塵粒,而不宜捕集20 微米以下的塵粒,其缺點為體積大,沉降效率低；因此只能作為高效除塵的預除塵裝置,除去大于50 微米的塵粒；但因其結(jié)構(gòu)簡潔,投資少,保護治理簡潔及壓力缺失少等優(yōu)點,仍有肯定應用；- 2 -精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載二.慣性除塵器1.機理慣性除塵器為使氣流沖擊在擋板上,氣流方向發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變,借助塵粒本身的慣性作用,使其氣流發(fā)生分別的裝置；2.結(jié)構(gòu)形式慣性除塵器依據(jù)其結(jié)構(gòu)形式可分為碰撞式和回轉(zhuǎn)式兩類；沖擊力為靠氣流中的粒子沖擊擋板捕集較粗的粒子,如圖6 4 所示；含塵氣流撞擊到擋板上后,粉塵失去慣性力,而靠重力作用沿擋板落下；回轉(zhuǎn)

5、式（反轉(zhuǎn)式）為靠轉(zhuǎn)變氣流流淌方向而捕集細粒子,如圖6 5 所示,含塵氣體進入后,粗粉塵靠慣性力沖入下部灰斗中,而氣體和慣性較小的細粉塵,就發(fā)生急劇轉(zhuǎn)彎穿過擋板,經(jīng)出口排出；圖 6 4 沖擊式慣性除塵裝置a單極型b 多級型- 3 -精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載3.應用圖 6-5反轉(zhuǎn)式慣性除塵裝置a彎管型b 百葉窗型c 多層隔板型精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載慣性除塵器的氣流速度越高,氣流方向轉(zhuǎn)變角度越大,轉(zhuǎn)變次數(shù)越多,凈化效率就越高,壓力缺失也越大；慣性除塵器應用于凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物粉塵,具備較高除塵效率

6、；對于粘結(jié)性和纖維性粉塵,由于堵賽而不宜采納；由于其除塵效率不高,故一般只用于多級除塵中的第一級除塵,捕集 10 20 微米以上的粗顆粒；壓力缺失依形式而定,一般為100 1000pa.三.旋風除塵器旋風除塵器為使氣流作旋轉(zhuǎn)運動,顆粒受到離心力作用而與氣體分別的裝置；由于其結(jié)構(gòu)簡潔.分別效率較高,在工業(yè)上獲得廣泛的應用；1.旋風除塵器的基本原理旋風除塵器為由進氣管.筒體.錐體和排氣管等組成；如圖6 6 所示；含塵氣體- 4 -精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載圖 66 一般旋風除塵器的結(jié)構(gòu)及內(nèi)部氣流沿切線方向進入除塵器后,沿外壁自上而下作旋轉(zhuǎn)運動,形成外渦旋流；當旋轉(zhuǎn)氣 流的大部分

7、到達錐體底部后,轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn)形成內(nèi)旋流（內(nèi)漩流與外旋流的 方向為相同的） ,最終通過出口管排出；懸浮在旋流中的塵粒,在逐步增強的離心力作用下,一面對除塵器壁靠近,然后在重力作用下落入灰斗中,一面隨氣流旋轉(zhuǎn)向 下至氣體底,落入灰斗；在外漩流轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)旋流的錐體底部鄰近區(qū)域稱為回流區(qū)； 在此區(qū)將有少量細粉塵被內(nèi)旋轉(zhuǎn)帶走,最終有部分被排出；此外進口氣流的少部分 沿筒體內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)而上,到達上頂蓋后折回沿出口外壁向下旋轉(zhuǎn)到達出口管下端鄰近 被上升的內(nèi)漩流帶走,這部分氣流通常稱為上漩流；上漩流中的微量細小粉塵被內(nèi) 漩流帶走；解決上漩流和回流區(qū)中細粉塵的二次返混問題,為設計旋風除塵器時應 留意的兩個問題；

8、2.旋風除塵器的除塵效率（ 1）分割直徑在旋風除塵器內(nèi)塵粒的分別沉降,主要取決于塵粒瑣受的離心力和徑向氣流的摩擦阻力；重力和塵粒間的摩擦力等影響較小,可以忽視不計；（ 2） 除 塵 效 率3.依據(jù)生產(chǎn)實踐和理論分析,影響旋風除塵器除塵效率的因素主要有：（ 1）除塵器的結(jié)構(gòu)形式,即相對尺寸,對除塵效率影響很大；（ 2）煙塵的物理性質(zhì)氣體的密度和粘度,塵粒的大小和比重,煙氣含塵濃度等都影響旋風除塵器的效率；氣體密度和粘度增大,效率下降；粉塵的密度和粘度減小,效率明顯提高；進口粉塵濃度增大,效率會有所提高,化學影響不大；（ 3）操作變量4.旋風除塵器的壓力缺失- 5 -精品學習資料精選學習資料 -

9、- - 歡迎下載旋風除塵器的壓力缺失為指氣流通過旋風分別器的壓力降；此值直接關(guān)系到送風機的動力消耗；它與其結(jié)構(gòu)和運行條件等有關(guān),要從理論上運算為比較困難的,主要靠試驗確定；試驗說明,旋風除塵的壓力缺失一般與氣體進口流速的平方成正比；影響壓力缺失的主要因素有：（ 1）壓力缺失隨入口氣量的增加而增加；（ 2）壓力缺失隨進口面積和排出管直徑減小而增大,隨圓通和圓錐部分增大而減?。唬?3）壓力缺失隨入口含塵濃度的增高而明顯下降；（ 4）壓力缺失隨氣流溫度與粘度的增高而減?。唬?5）除塵器內(nèi)有葉片, 突起和支持物時,使氣流的旋轉(zhuǎn)速度降低,離心力削減,因而使總的壓降減?。?.旋風除塵器的結(jié)構(gòu)形式（ 1）銨

10、進氣方式分：可分為切向進入式和軸向進入式（ 2）銨氣流組織分類：可分為回流式.直流式和旋流式多種； 6.旋風除塵器的設計選型一般可銨以下步驟進行：（ 1）依據(jù)含塵濃度,粒度分布,密度等煙氣特點及除塵要求答應的阻力和制備條件等因素全面分析,合理的挑選旋風除塵器的形式；（ 2）依據(jù)使用時答應的壓力降確定進口氣速；（ 3）確定旋風除塵器的進口截面；（ 4）確定各部分幾何尺寸；旋風除塵器為一種中效除塵裝置,結(jié)構(gòu)簡潔,制造.安裝和保護治理簡潔,投資少,占地面微小,因此廣泛應用于各工業(yè)部門；其次節(jié)電除塵器一.電除塵器的除塵機理電除塵器為含塵氣體在通過高壓電場進行電離的過程電使塵粒荷電并在電場力的作用下使塵

11、粒沉積在集塵極上,將塵粒從含塵氣體中分別出來的一種除塵設備； 電除塵過程與其它除塵過程的根本區(qū)分在于：分別力 主要為靜電力直接作用在粒子上,而不為作用在整個氣流上,這就打算了它具有分別粒于耗能小.氣流阻力也小的特點；由于作用在粒子上的靜電力相對較大所以即使對亞微米級的粒子也能有效地捕集；電除塵器的主要優(yōu)點為：1 壓力缺失??；- 6 -精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2 處理煙氣量大；3 能耗低；4 對細粉塵有很高的捕集效率,可高于99；5 可在高溫或強腐蝕性氣體下操作雖然在實踐中電除塵器的種類和結(jié)構(gòu)型式繁多,但都基于相同的工作原理；其除塵大致可分為四個過程：i. 氣體電離ii.

12、粉塵荷電iii. 粉塵沉積iv. 清灰為保證電除塵器在高效率下運行,必需使電暈的發(fā)生.粉塵荷電.粉塵沉積和清灰等過程有效的進行；二.電暈的發(fā)生電暈為在高壓電極鄰近相伴著氣體被擊穿的放電現(xiàn)象；電暈現(xiàn)象為放電電極鄰近有各種外形的光點.光環(huán)和光帶；一般依據(jù)電暈極的極性將電暈定義為正電暈和負電暈；光的外觀隨電暈極性不同而不同；正電暈一般在電極表面顯現(xiàn)連續(xù)的勻稱分布的光云,而負電暈就出現(xiàn)連續(xù)分布的光點.光簇或光帶；1電暈放電機理假如電暈電極為負極從金屬絲表面或鄰近放出的電子快速向接地極或正極運動,與氣體分子發(fā)生撞擊并使之離子化,結(jié)果又產(chǎn)生廣大量電于,通常稱這種過程為雪崩過程；隨著電子離開金屬絲表面距離的

13、增加,電場快速減弱；由于電子運動的速度主要由電場強度打算,致使電子運動速度快速減低到使氣體分子離子化所需要的最小速度；對于電暈極為正極的情形,除電子雪崩過程產(chǎn)生的正離子向接地極移動之外,電暈放電機理與電暈極為負極時情形相同；2起始電暈電壓在電除塵器內(nèi),很多因素影響電暈的發(fā)生和施加電壓與電暈電流之間的關(guān)系常稱為伏一安特性 ；當電壓超過擊穿電壓時,電暈區(qū)范疇逐步擴大至使極間空氣全部電離這種現(xiàn)象稱為電場擊穿；電場擊穿時發(fā)生火花放電,電路短路,電除塵器停止工作；3影響電暈特性的因素電暈特件取決于很多因素包括電極的外形.電極間距離,氣體組成.壓力.溫度,氣流中要捕集的粉塵的濃度.粒度.比電阻以及它們在電

14、暈極和集塵極上的沉積等；氣體組成影響電暈特性主要為由于不向氣體對電子的親合力不同；氫.氮和員等氣體對電子沒有親合力,不能使電子附著而形成負離子；但氧.二氧化硫等氣體- 7 -精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載卻易俘獲電子而形成穩(wěn)固的負離子；二氧化碳和水蒸氣的分子與高速電子碰撞離解出氧原子,繼而由氧原子俘獲電子形成負離子；此外不同種類氣體形成的負離子在電場中的遷移率也不向；所以,氣體組成不同導致了電暈特性的差異；氣體溫度和壓力的不同導致氣體密度轉(zhuǎn)變,進而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；氣體溫度和壓力的變化也影響離子的遷移率, 因此溫度和壓力也影響電暈特性；三

15、.電場強度電場強度在電除塵過程中起著重要作用,由于它即影響所要捕集的塵粒的荷電,也影響作用在荷電粉塵上的力的大?。还╇姵龎m器用的電場,其電場強度必需為非勻稱的才行；假如電場內(nèi)任一點的電場強度相同,就形成電暈后,電場內(nèi)外處有電暈,即電場被擊穿；這種情形說明,對勻稱電場而言,電壓工作帶寬度趨于零,要么不導電,要么擊穿；因此,勻稱電 場為不能用來除塵的；四.粒子荷電粉塵進入電場后開頭了兩個基本過程：即粉塵荷電荷在電場作用下荷電粒子向集沉極移動；除塵過程的基本要求為,在相應的條件下,使粉塵荷電達到最大值；粉塵荷電方式（或機理）有兩種：電場荷電和擴散荷電；1電場荷電1 荷電量的運算：對單極電暈電場條件下

16、的電場荷電過程的爭論,雖為針對置于具有勻稱離子密度的勻稱電場中的孤立球形粒子進行的,但對于大多數(shù)電除塵過程,這些條件為能夠滿意的；2 影響電場荷電的因素：影響電場荷電的重要因素,對于粒于特性為粒徑dp 和介電常數(shù)；對于電暈電場就為電場強度e0 和離子密度n 0；對于大多數(shù)工業(yè)電除全 器荷電壓電場強度為：3 6kv cm,某些特殊設計有可能超過10kv cm； 2擴散荷電離子熱運動引起它們通過氣體擴散并與存在于氣體中的粒子碰撞,使粒子荷電；粒子上累積的電荷雖然會產(chǎn)生排斥電場,阻擋其它離子接近荷電粒子但為, 與電場電荷過程相反,并不存在擴散荷電的最大極限位由于依據(jù)分子運動理論, 并不存在離子動能的

17、上限；粒子在這些條件下的荷電量取決于離子熱運動的動能.粒子大小和荷電時間,而不依靠電場；對于粒徑小于0.2 微米的塵粒,以擴散荷電為主；3電場荷電和擴散荷電的綜合作用對于粒徑處于中間范疇0.15 0.5 m 的粒子, 同時考慮電場荷電和擴散荷電作用為必要的；描述這兩種荷電過程同時作用的微分方程不能用解析方法求解,必需借助于近似解或數(shù)值解法；- 8 -精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載4反常荷電現(xiàn)象此外,應當指出,在一些情形下也會顯現(xiàn)反常荷電；最重要的情形有三種：a沉積在集塵極表面的高比電阻粒子導致在低電壓下發(fā)生火花放電或在集塵極發(fā)生反電暈現(xiàn)象； b 當氣流中微小粒子的濃度高時,雖然

18、荷電塵粒所形成的電暈電流不大,可為所形成的空間電荷卻很大,嚴峻的抑制著電暈電流的產(chǎn)生,使塵粒不能獲得足夠的電荷,因此,電防塵器的除塵效率,顯著降低；c當含塵量達到某一數(shù)值時,電暈現(xiàn)象消逝,塵粒在電場中根本得不到電荷.電暈電流幾乎減小到零,失去除塵作用,即電暈閉塞；由于氣流分布不當,氣流速度過高或不適當?shù)恼翊虻染売蓪е鲁练e在集塵極表面的粒子重新進人氣流；這些粒子往平常有正電荷對于負電暈電極,致使它們不能重新荷電,或僅部分荷電；在電除塵器的運行中應盡量防止顯現(xiàn)這些情形；五.荷電粒子的運動和捕集在電除塵器內(nèi)粒子捕集的理論取決于氣體流淌的模型,最簡潔的情形為含塵氣體在除塵器內(nèi)作層流運動；在這種情形下粒

19、子向集塵極移動的速度可以依據(jù)經(jīng)典力學和電學定律求得；1驅(qū)進速度2 粒子的捕集效率德意希公式安德森 anderson 依據(jù)現(xiàn)場試驗的分析,德意希 deustch 通過理論推導,得到了形式相同的粒子捕集效率公式；德意希在推導該公式時做了如下假定：除塵器中氣流為湍流狀態(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為勻稱的；粒子進入除塵器后立刻完成了荷電過程；忽視電風.氣流分布不勻稱.被捕集粒子重新進入氣流等影響；在此三條假定條件下推導除如下的理論分級除塵效率方程式：德意希方程式概括了分級除塵效率與集塵板面積.氣體流量和粉塵驅(qū)進速度之間的關(guān)系,指明白提高電陳塵器捕集效率的途徑因而在除塵器性能分析

20、和設計中校廣泛采納；應當指出：只有當粒子的粒徑相同且驅(qū)進速度不超過氣流速度的10 20時,這個方程理論上才為成立的作為除塵總效率的近似估算,應取某種形式的平均驅(qū)進速度；3有效驅(qū)進速度由于各種因素的影響,由上式運算得到的理論捕集效率要比實際值高得多；為此.實際中經(jīng)常依據(jù)在肯定的除塵器結(jié)構(gòu)型式和運行條件下測得的總捕集效率值,代入德意希方程式中運算出相應的驅(qū)進速度值,并稱為有效驅(qū)進速度,以e 表示；總之,電除塵器過程為去除微小粒子的有效方法；在很多情形下最高捕集效率- 9 -精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載發(fā)生在0.2 0.5 微米的粒徑之間；在收集細粉塵的場合,電除塵器為最主要的除塵

21、裝置；六.被捕集粉塵的清除電暈板上荷集塵板上都會有粉塵沉積；粉塵沉積在電暈板上會影響電暈電流的大小荷勻稱性,保持電暈極表面清潔的最一般方法為對電極實行振打清灰方式,使電暈極上的粉塵很快被振打潔凈；七.電除塵器的結(jié)構(gòu)1.除塵器類型電除塵器分為單區(qū)和雙區(qū),雙區(qū)主要用在通風空氣的凈化和某些輕工業(yè)部門；為掌握各種工藝尾氣和燃燒煙氣污染,就主要應用單區(qū)電除塵器；2電暈電極電暈極型式很多,目前常用的有直徑3mm 左右的圓形線.星形線及鋸齒線.芒刺線等；對電導線的一般要求為：起暈電壓低.電暈電流大,機械強度高.能保護精確的極距以及易清灰等；3集塵極小型管式除塵器的集塵極為直徑約15cm.長 3m 左右的管；

22、大型的直徑可達到 40cm,長 6m；每個除之器所含集塵管數(shù)目少就幾個,多就可達100 個以上；性能良好的集塵極應滿意下述基本要求：(1) 振打時粉少的二次揚起少；(2) 單位集沉面積消耗金屬量低；(3) 極板高度較大時.應有肯定的剛性,不易變形；(4) 振打時易于清灰.造價低；近午束板式屯除塵器一個引人留意的變化為進展災間距超高4 高壓供電設備高壓供電設備供應粒子荷電和捕集所需要的高場強和電暈電流；為滿意現(xiàn)場需要,供電設備操作必需非常穩(wěn)固,期望工作壽命在二十年之上；通常高壓供電設備的輸出峰值電壓為 70 100kv 電流為 100 2000ma ；5氣流分布板電除塵器內(nèi)氣流分布對除塵效率具備

23、較大影響為了削減渦流,保證氣流分布勻稱,在進出口處應設變徑管道,進口變徑管內(nèi)應設氣流分布板；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等,而以多孔板使用最廣；電除塵器正式投入運行前,必需進行測式調(diào)整.檢查氣流分布為否勻稱對氣流分布的詳細要求為：1 任何一點的流速本得超過該斷面平均流速的正負40；2 在任何一個測定斷面上.85以上測點的流速與平均流速不得相差正負- 10 -精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載25；八.粉塵比電阻1粉塵的導電性為了在電暈極和集塵極之間輸送離子電流,沉積在集傘極表面的粉塵必需具有肯定的導電性,為此所需要的最小導電率為10-10/c

24、m ；與一般金屬相比,其導電率為很小的 但與硅和大部分塑料等性能良好的絕緣體比較,其導電串就大得多了；導電率低于大約10-10 /cm ,即電阻率大于1010 /cm的粉塵,通常稱為高比電阻粉塵；高比電阻粉塵將影響靜電除塵器操作和性能； 2高比電阻粉塵對電除塵器性能的影響現(xiàn)已公認高比電阻粉塵將會干擾電場條件,并導致除塵效率下降；假如電防塵器設計已經(jīng)考慮丁這些不利影響,采納有效的自動掌握系統(tǒng)或適當調(diào)整供電系統(tǒng),電除塵器仍可達到較高效率和穩(wěn)固操作；3 克服高比電阻影響的方法實踐中克服高比電阻影響的方法有：保持電極表斷盡可能清潔采納較好的供電系統(tǒng),煙氣調(diào)質(zhì),以及進展新型電除塵器；理論上講,保持電極表

25、面清潔為可以排除高比電阻影響的,雖然在實踐上保持電極表向完全無粉塵為不行能的但提高振打強度可以使電極表面粉塵層的厚度保持在 1mm 以下；這樣就基本排除高比電阻的不利影響；九.電除塵器的挑選和設計1比集塵表面積的確定2長高比的確定電除塵器長高比定義為集塵板有效長度與高度之比它直接影響振打清灰時二次揚塵的多少；與集塵板高度相比假如集塵板不夠長.部分下落粉塵在到達灰斗之前可能被煙氣帶出除塵器,從而降低了除塵效率；3氣流速度的確定雖然在集塵區(qū)氣流速度變化較大,但除塵器內(nèi)平均流速卻為設計和運行中的重要參數(shù)；通常由處理煙氣量和電防塵器過氣斷面積,運算煙氣的平均流速；煙氣平均流速對振打方式和粉塵的重新進入

26、量有重要影響；當平均流速高于某一臨界速度時,作用在粒子上的空氣動力學阻力會快速增加進而使粉塵的重新進入量亦快速增加；對于給定的集塵板類型,這個臨界速度的大小取決于煙氣流淌特點.板的外形供電方式.除塵器的大小和其它因素；4氣體的含塵濃度電除塵器內(nèi)同時存在著兩種空間電荷一種為氣體離子的電荷,一種為帶電塵粒的電荷；由于氣體離子運動速度大大高于帶電塵粒的運動速度,所以含塵氣流通過電除塵器時的電暈電流要比通過清潔氣流時小假如氣體含塵濃度很高電場內(nèi)塵粒的空間電荷很高,會使電除塵器的電暈電流急劇下降,嚴峻時可能會趨近于- 11 -精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載零這種情形稱為電暈閉塞；為了防止

27、電暈閉塞的發(fā)生處理含塵濃度較高的氣體時必需實行肯定的措施,如提高工作電壓,采納放電劇烈的芒刺型電暈極電除塵器前增設預凈化設備等；第三節(jié)濕式除塵器一.概述濕式除塵器為使含塵氣體與液體一般為水 親密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；濕式除塵器可以有效地將直徑為01 20 m 的液態(tài)或固態(tài)粒子從氣流中除去,同時,也能脫除氣態(tài)污染物；它具有結(jié)構(gòu)簡潔.造價低.占地面積小,操作及修理便利和凈化效率高等優(yōu)點能夠處理高溫.高濕的氣流將著火.爆炸的可能減至最低；但采納濕式除塵器時要特殊留意設備和管道腐蝕以及污水和污泥的處理等問題；濕式陳塵過程也不利于副產(chǎn)品的回收；假如設備安裝在

28、室外,仍必需考慮在冬天設備可能凍結(jié)的問題；再就,要使去除微細塵粒的效率也較高,就需使液相更好地分散,但能耗增大；依據(jù)濕式除塵器的凈化機理,可分為：(1) 重力噴霧洗滌器；(2) 旋風洗滌器；(3) 自激噴霧洗滌器；(4) 板式洗滌器；(5) 填料洗滌器；(6) 文丘里洗滌器；(7) 機械誘導噴霧吸毒器：本節(jié)將局限于爭論應用廣泛的三類濕式除塵器,即噴霧塔洗滌器,旋風洗滌器和文丘里洗滌器二.濕式除塵器除塵視理1慣性碰撞參數(shù)和除塵效率雖然在濕式除塵設備中可以采納第五章中爭論的幾種或全部除塵機理,但任何此類裝置的除塵機理主要為液滴和塵粒之間的慣性碰撞及攔截作用；因此爭論顆粒.液滴和氣流性質(zhì)對碰撞的影響

29、成為一個重要問題；2接觸功率與除塵效率最近依據(jù)接觸功率包括輸送氣體和霧化.噴淋液體所需的功率理論得到的體會公式,能夠較好地關(guān)聯(lián)濕式除塵器壓力缺失和除塵效率之間的關(guān)系,被工業(yè)界廣泛接受；最初,萊伊和卡馬克觀看到噴淋洗滌器的除塵效率主要由氣體壓力缺失與霧化液體所消耗能量之和打算；接觸功率理論推廣了這結(jié)果,并假定洗滌器除塵效率僅為系統(tǒng)總能耗的函數(shù),與洗滌器除塵機理無關(guān)；- 12 -精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載3 分割粒徑與除塵效率猜測洗滌器除塵性能的另一種方法為分割粒徑法；這種方法為基于分割粒徑能全面表示從氣流中分別粒子的難易程度和洗滌器性能；三.噴露塔洗滌器圓柱形的噴霧塔為一種最

30、簡潔的濕式除塵裝置；在逆流式噴霧塔中,含塵氣體向上運動,液滴由噴嘴噴出向下運動；因塵粒和液滿之間的慣性碰撞.攔截和凝結(jié)等作用.使較大的粒子被液摘捕集；假如氣體流速較小,夾帶了塵粒的液滴將因重力作用而沉于塔底；為保證塔內(nèi)氣流分布勻稱,常采納孔板形氣流分布板；通常在塔的頂部安裝噴霧器,以除去那些非常小的液滴；噴霧塔的除塵效率取決于液滴大小.塵粒的空氣動力學直徑.液氣流量比 以及氣體性質(zhì)；為了預估噴霧塔的除塵效率,通常假定全部液滴具有相同直徑,且 進入洗滌器后馬上以終末沉降速度沉降,液滴在整個過氣斷面上分布勻稱；無聚結(jié) 現(xiàn)象； 基于這些假定,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：四.

31、旋風洗滌器在干式旋風分別器內(nèi)部以環(huán)形方式安裝一排噴哄,這就構(gòu)成一種最簡潔的旋風洗滌器；噴霧作用發(fā)生在外渦旋區(qū),并捕集塵粒攜帶塵粒的液摘被甩向旋風洗滌器的濕壁上然后沿壁面沉落到器底；近水噴嘴也可安裝在旋風洗滌器人口處；在出口處通常需要安裝除霧器；旋風洗滌器的另一種形式如圖6 7 所示, 常稱為中心噴霧的旋風洗滌器；含塵氣體由筒體的下部切向引入,水通過軸上安裝的多頭噴嘴噴出,徑向噴出的水霧與螺旋形旋轉(zhuǎn)氣流相碰,使塵粒被捕集下來；假如在噴霧段上面有足夠的高度,也能起肯定的除霧作用；旋風水膜除塵器在我國得到廣泛應用；其裝置如圖6 8 所示, 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

32、氣流由筒體下部導入,旋轉(zhuǎn)上升,靠離心力甩向壁網(wǎng)的粉塵為水膜所粘附,沿壁面流下排走；- 13 -精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載圖 6 7中心噴霧的旋風洗滌器圖 68旋風水膜除塵器五.文丘里洗滌器1.除塵過程文丘里洗滌器為一種高效濕式洗滌器,常用在高溫煙氣降溫順除塵上,其結(jié)構(gòu)如圖 6 9 所示,由收縮管.喉管和擴散管組成；含塵氣體由進氣管進入收縮管后,流速逐步增大,氣流的壓力能逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?在喉管人口處,氣速達到最大,一般為 50 一 180m s 洗滌液 一殷為水 通過沿喉管周邊勻稱分布的噴嘴進入液滴被高速氣流霧化和加速；- 14 -精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下

33、載圖 6 9文丘里洗滌器示意圖充分的霧化為實現(xiàn)高效除塵的基本條件；通常假定1 微細塵粒以氣流相同的速度進入喉管；2 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步加速；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；當液滴速度接 近氣流速度時液滴與塵粒之間相對速度接近零；在喉管下游,慣性碰撞的可能性 快速減??；由于碰撞捕集效率隨相對速度增加而增加,因此,氣流人口速度必需高；在擴散管中,氣流速度減小和壓力的回升,使以塵粒為凝結(jié)核的凝結(jié)作用的速度加 快,形成立徑較大的含塵液滴；以便于被低能洗滌器或除霧器捅集下來； 2幾何尺寸文丘里洗滌器的幾何尺寸主要包括收縮骨.喉管和擴散

34、管的長度.直徑以及收縮管和擴散管的張開角度等；3壓力缺失文丘里洗滌器內(nèi)高速氣流的動能耍用于霧化和加速液滴,因而氣流的壓力缺失自然大于其它濕式和干式除塵器；卡爾弗特等人基于氣流缺失的能量全部用于在喉管內(nèi)加速液滴的假定進展了運算文丘里洗滌器壓力缺失的數(shù)學模式：基于喉管內(nèi)氣流方向上 dx 段的力平穩(wěn)得為打算在整個喉管內(nèi)的壓力缺失,假定:1 在喉管內(nèi)氣流速度為常數(shù)；2 氣體流淌為不行壓縮的絕熱過程；3 在任何斷面上液氣比不變；4 液簡直徑為常數(shù)5 液滴四周壓力為對稱的,因而可以忽視；- 15 -精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載4.除塵效率雖然文丘里洗滌器廣泛應用于除塵過程,但尚缺乏牢靠的

35、運算除塵效率的方程式；卡爾弗特等人作了簡化后提出以下式運算文丘里洗滌器的通過率：第四節(jié)過濾式除塵器過濾式除塵器,又稱空氣過濾器,為使含塵氣流通過過濾材料將粉塵分別捕集的裝置；采納濾紙或玻璃纖維等填充層做濾料的空氣過濾器,主要可用于通風及空氣調(diào)劑方面的氣體凈化；采納廉價的砂.礫.焦炭等顆粒物做為濾料的顆粒層除塵器為七十歲月顯現(xiàn)的一種除塵裝置,在高溫煙氣除塵方面引人注目；采納纖維織物作濾料的袋式除塵器主要在工業(yè)尾氣的除塵方面,應用較廣；本節(jié)主要爭論這類除塵器；袋式除塵器的除塵效率一般可達99以上；雖然它為最古老的除塵方法之一但由于它效率高,性能穩(wěn)固牢靠.操作簡潔,因而獲得越來越廣泛的應用；同時,在

36、結(jié)構(gòu)型式.濾料.清灰方式和運行方式等方面也都得到不斷的進展；濾袋外形傳統(tǒng)上為圓形,近年來又顯現(xiàn)了扁袋,在相同過濾面積下體積小而顯示較大的生命力；一.袋式除塵器工作原理簡潔的袋式除塵器如圖6 10 所示；含塵氣流從下部進入圓筒形濾袋,在通過濾料的孔隙時粉塵被捕集到濾料上透過濾料的清潔氣體由排心口排山；沉積在濾料上的粉塵,可在機械振動的作用下從濾料表面脫落,落人灰斗中；常用濾料由棉.毛.人造纖維等加工而成,濾料本身網(wǎng)孔較大,一般為20 50 微米,表面起絨的濾料為5 10 微米,因而新奇濾料的除塵效率較低；粉塵因截留.慣性碰撞.靜電和擴散等作用逐步在濾袋表面形成粉塵層,常稱為粉層初層；初層形成后.

37、它成為袋式除塵器的主要過濾層,提高了除塵效率；濾布只不過起著形成粉塵初層和支撐它的骨架作用,但隨著粉塵在濾袋上積聚,濾袋兩側(cè)的壓力差增大,會把有些已附在濾料上的細小粉塵擠壓過去,使除塵效率廠降；另外,如除塵器阻力過高,仍會使除塵系統(tǒng)的處理氣體量顯著下降,影響生產(chǎn)系統(tǒng)的排風成效；因此,除塵器阻力達到肯定數(shù)值后,要準時清灰；另一個影響袋式除塵器效率的因素為過濾速度,它定義為煙氣實際體積流量與濾布面積之比,所以也稱氣布比；過濾速度為一個重要的技術(shù)經(jīng)濟指標；從經(jīng)濟上考慮,選用高的過濾速度,處理相應體積煙氣所需要的濾布面積小,- 16 -精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載就除塵器體積.占地面

38、積和一次投資等都會減小,但除塵器的壓力缺失卻會加大；從除塵機理看,過濾速度主要影響慣性碰撞和擴散作用；選取過濾速度時仍應當考慮欲捕集粉塵的粒徑及其分布；一般來講,除塵效率隨過濾速度增加而下降；另外過濾速度的選取仍與濾料種類和清灰方式有關(guān)；二.袋式除塵器的壓力缺失迫使氣流通過濾袋為需要能量的,這種能量通常用氣流通過濾袋的壓力缺失表示,它為個重要的技術(shù)經(jīng)濟指標,不僅打算著能量消耗,而且打算著除塵效率和清灰間隔時間等；三.袋式除塵器的濾料1.對濾料的要求濾料為組成袋式除塵器的核心部分其性能對袋式除塵器操作有很大影響選擇濾料時必需考慮含塵氣體的特點,如粉塵和氣體件質(zhì)溫度.濕度粒徑和含塵濃度等 ；性能良

39、好的濾料應容塵量大.吸濕性小.效率高.阻力低；使用壽命長,同時具備耐溫.耐磨.耐腐蝕.機械強度高等優(yōu)點；濾料特性除與纖維本身的性質(zhì)有關(guān)外,仍與濾料表面結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系；表面光滑的濾料容塵量小,清灰便利,適用于含塵濃度低.粘性大的粉塵,采納的過濾速度不宜過高；表面起毛絨的濾料 如羊毛氈 容塵量大,粉塵能深化濾料內(nèi)部,可以采納較高的過濾速度,但必需準時清灰；2.濾料種類袋式除塵器的濾料種類很多；按濾料材質(zhì)分,有自然纖維,無機纖維和合成纖維等；按濾料結(jié)構(gòu)分,有濾布和毛氈兩類；無機纖維濾料主要指玻璃纖維濾料,具有過濾性能好.阻力低.化學穩(wěn)固性好.價格廉價等優(yōu)點；用硅酮樹脂處理玻璃纖維濾料能提高其耐磨件.

40、疏水件和松軟件,仍可使其表面光滑易于清灰,可在523k 下長期使用；玻璃纖維較脆,經(jīng)不起揉折 和摩擦,使用上有肯定局限性；四.袋式除塵器的清灰清灰為袋式除塵器運行中非常重要的一環(huán),實際上多數(shù)袋式除塵器為按清灰方式命名和分類的；常用的清灰方式有三種；最早的方法為振動濾料以使沉積的粉塵脫落,稱為機械振動式另外二種為利用氣流把沉積粉塵吹走,即用低壓氣流反吹或用壓縮空氣噴吹,分別稱為逆氣流清灰和脈沖噴吹清灰；此外,仍有一些其它清灰方式,但出于經(jīng)濟和技術(shù)的緣由,現(xiàn)在并不常用；對于難以清除的粉塵,也有同時并用兩種清灰方法的,如逆氣流和振動結(jié)合式；1機械振動清灰圖 6 10 給出了機械振動袋式除塵器的工作過

41、程；含塵氣體通過除塵器底部的花板進入濾袋內(nèi)部當氣體通過濾料時,粉塵沉積在濾袋內(nèi)部,凈化后的氣體- 17 -精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載經(jīng)風機由煙囪排出；振動方式大致有三種：濾袋沿水平方向搖擺；或沿垂直方向振動,或靠機械轉(zhuǎn)動定期將濾袋扭轉(zhuǎn)肯定的角度,使沉積于濾袋的粉塵層破裂而落入灰斗中；精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2逆氣流清灰圖 610機械振動袋式除塵器的工作過程a過濾b 清灰精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載所謂逆氣流清灰指清灰時氣流方向與正常過濾時相反,其形式有反吹風和反吸風兩種；過濾操作過程與機械振動清灰式相向,但在清灰時,要關(guān)閉含塵氣流.開

42、啟逆氣流進行反吹風；此時濾袋變形,沉積過濾袋內(nèi)表面的粉塵層破壞.脫落通過天花板落入灰斗；逆氣流清灰袋式除塵器系統(tǒng)常采納標準化設計,很多濾袋組合起來,用于連續(xù)工藝過程；雖然可以利用除塵器本身的負壓從外部吸入消灰氣流但多數(shù)情形下特地安裝供應逆氣流的風機,逆氣壓通常為幾百帕斯卡；這種清灰方式的陳塵器結(jié)構(gòu)簡潔.清灰成效好,濾袋磨損少,特殊適用于粉塵粘性小,玻璃纖維濾袋的情形；3脈沖噴吹清灰脈沖清灰也包括逆流反吹過程；這種清灰方法為利用4 7atm 的壓縮空氣反吹,產(chǎn)生強度較大的清灰成效；壓縮空氣的脈沖產(chǎn)生沖擊波,使濾袋振動導致積附在濾袋上的粉土層脫落；這種清灰方式有可能使濾袋清灰過度,繼而使粉塵通過率

43、上 升因此,必需選取適當壓力的壓縮空氣和適當?shù)拿}沖連續(xù)時間；海消灰一次叫 做個脈沖,全部濾袋完成一個清灰循環(huán)的時間稱為脈沖周期通常為60s；脈沖清灰的掌握參數(shù)為脈沖壓力.頻率.脈沖連續(xù)時間和清灰次序；五.袋式除塵器的挑選.設計和應用1.挑選與設計1 選定除塵器型式.濾料及清灰方式：第一打算采納的除塵器型式；例如對除塵效率要求高.廠房面積受限制.投資和設備定貨皆有條件的情形可以采納脈沖噴吹袋式除塵器, 否就采納機械振動情灰或逆氣流清灰；其次依據(jù)含塵氣體特性選- 18 -精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載擇合適的濾科,如氣體溫度超過410k,但低于530k 時可選用玻璃纖維濾袋；對纖維狀粉塵就應選用表