第06章 除塵裝置

1、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n從氣體中除去或收集固態(tài)或液態(tài)粒子的設(shè)備稱為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 n按分離原理分類按分離原理分類 ： 重力除塵裝置（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

2、塵裝置聲波除塵裝置 n機械除塵器通常指利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心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：力）的作用使顆粒物與氣體分離的裝置，常用的有：重力沉降室重力沉降室慣性除塵器慣性除塵器旋風除塵器旋風除塵器n重力沉降室是通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離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的除塵裝置 n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作用下緩慢向灰斗沉降 n層流式和湍流式兩種層流式和湍流式兩種 n假定沉降

3、室內(nèi)氣流為柱塞流；顆粒均勻分布于煙氣中假定沉降室內(nèi)氣流為柱塞流；顆粒均勻分布于煙氣中n在垂直方向，忽略氣體浮力，粒子僅受重力和阻力的作用在垂直方向，忽略氣體浮力，粒子僅受重力和阻力的作用縱剖面示意圖縱剖面示意圖n層流：層流：流體在管內(nèi)流動時，其質(zhì)點沿著與管軸平行的方流體在管內(nèi)流動時，其質(zhì)點沿著與管軸平行的方向作平滑直線運動。此種流動稱為層流或滯流，亦有稱向作平滑直線運動。此種流動稱為層流或滯流，亦有稱為直線流動的。流體的流速在管中心處最大，其近壁處為直線流動的。流體的流速在管中心處最大，其近壁處最小。管內(nèi)流體的平均流速與最大流速之比等于最小。管內(nèi)流體的平均流速與最大流速之比等于0.5，根，根據(jù)

4、雷諾實驗，當雷諾準數(shù)據(jù)雷諾實驗，當雷諾準數(shù)Re2320時，流體的流動狀態(tài)時，流體的流動狀態(tài)為層流。為層流。n柱塞流：柱塞流：氣體速度的進一步增加使氣、液界面的波達到氣體速度的進一步增加使氣、液界面的波達到一定幅度一定幅度,以致氣泡塞以較高的速度沿著流動通道傳播以致氣泡塞以較高的速度沿著流動通道傳播,這種流動方式稱為柱塞流。在垂直通道里這種流動方式稱為柱塞流。在垂直通道里,氣塞大小和管氣塞大小和管的直徑差不多的直徑差不多,氣塞和管壁被一層液膜隔開。氣塞和管壁被一層液膜隔開。n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 n氣流在沉降室內(nèi)的停留時間氣流在沉降室內(nèi)

5、的停留時間n在在t時間內(nèi)粒子的時間內(nèi)粒子的沉降距離沉降距離n該粒子的除塵效率該粒子的除塵效率0vsu0/LWHtL vQsscs0 u Lu LWHhutvQcssc0 ()ihu Lu LWhHHv HQc1.0 ()ihHn對于對于stokes粒子，重力沉降室能粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的捕集的最小粒子的dmin = ?chH2pps18dgu2pp 18即dgLWHHQminp18QdgWLminp36QdgWLn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

6、率minp36QdgWLn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用用36替代替代18，這樣理論和實踐就符合得更好。，這樣理論和實踐就符合得更好。n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n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n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

7、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) n考慮清灰的問題，一般隔板數(shù)考慮清灰的問題，一般隔板數(shù)在在3以下以下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.隔板隔板s(1)iu LW nQn湍流模式湍流模式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斷面上粒子完全混合方向的每個斷面上粒子完全混合n寬度為寬度為W、高度為、高度為H和長度為和長度為dx的捕集元，假定氣體流過的捕集元，假定氣體流過d dx x距離距離的時間內(nèi)，邊界層的時間內(nèi)，邊界層dy內(nèi)粒徑為內(nèi)粒徑為dp的粒子都將沉降而除去的粒子都將沉降而除去

8、n粒子在微元內(nèi)的停留時間粒子在微元內(nèi)的停留時間n被去除的粒子分數(shù)被去除的粒子分數(shù)n對上式積分得對上式積分得n兩個邊界條件：兩個邊界條件： 得得n因此，其分級除塵效率因此，其分級除塵效率0sdd /d /tx vy upsp0ddd Nyu xNHv Hsp0dlnln u xNCv Hpp0ppL0 ; xNNxLNNspLp00exp()u LNNv Hpsp00s11 exp()1 exp() LiNu LNv Hu LWQn湍流模式湍流模式2完全混合模式，即沉降室內(nèi)未捕集顆粒完全完全混合模式，即沉降室內(nèi)未捕集顆粒完全混合混合 單位時間排出：單位時間排出： （ 為除塵器內(nèi)粒子濃度，均一）為

9、除塵器內(nèi)粒子濃度，均一） 單位時間捕集：單位時間捕集： 總分級效率總分級效率 0in v HWin0ss0ss0/1/iiiinuWLu L Hvn Hv WnuWLu L HvniusWLn三種模式的分級效率均可用三種模式的分級效率均可用 歸一化歸一化n對對Stokes顆粒，分級效率與顆粒，分級效率與dp成正比成正比重力沉降室歸一化的分級效率曲線重力沉降室歸一化的分級效率曲線a層流無混合層流無混合 b湍流垂直混合湍流垂直混合 c湍流完全混合湍流完全混合1/2s0()uLvHn重力沉降室的優(yōu)點重力沉降室的優(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

10、理容易維修管理容易n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，除去較大和較重的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粒子n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 n結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式?jīng)_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多級型多級型反轉(zhuǎn)式

11、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n應(yīng)用應(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，一般只用于多級除塵中的一級除塵，凈化效率不高，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1001000Pan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 n旋風除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運動旋風除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運動普通旋風除塵器是由進氣管、筒普通旋風除塵器是由進氣管、筒體、錐體和排氣管等組成

12、體、錐體和排氣管等組成 氣流沿外壁由上向下旋轉(zhuǎn)運動：氣流沿外壁由上向下旋轉(zhuǎn)運動：外渦旋外渦旋 少量氣體沿徑向運動到中心區(qū)域少量氣體沿徑向運動到中心區(qū)域 旋轉(zhuǎn)氣流在錐體底部轉(zhuǎn)而向上沿旋轉(zhuǎn)氣流在錐體底部轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn)：內(nèi)渦旋軸心旋轉(zhuǎn)：內(nèi)渦旋 氣流運動包括切向、軸向和徑向：氣流運動包括切向、軸向和徑向：切向速度、軸向速度和徑向速度切向速度、軸向速度和徑向速度 n旋風除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運動（續(xù)）旋風除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運動（續(xù)）切向速度決定氣流質(zhì)點離心力大小，切向速度決定氣流質(zhì)點離心力大小，顆粒在離心力作用下逐漸移向外壁顆粒在離心力作用下逐漸移向外壁到達外壁的塵粒在氣流和重力共同作到達外壁的塵粒

13、在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗用下沿壁面落入灰斗上渦旋氣流從除塵器頂部向下高速上渦旋氣流從除塵器頂部向下高速旋轉(zhuǎn)時，一部分氣流帶著細小的塵粒旋轉(zhuǎn)時，一部分氣流帶著細小的塵粒沿筒壁旋轉(zhuǎn)向上，到達頂部后，再沿沿筒壁旋轉(zhuǎn)向上，到達頂部后，再沿排出管外壁旋轉(zhuǎn)向下，最后從排出管排出管外壁旋轉(zhuǎn)向下，最后從排出管排出排出n旋風除塵器對于旋風除塵器對于 dp 44帶擋板的沉降室?guī)醢宓某两凳?8.67.522438090普通的旋風除塵器普通的旋風除塵器65.31233578291長錐體旋風除塵器長錐體旋風除塵器84.240799299.5100噴淋塔噴淋塔94.5729698100100電除塵器電除塵器

14、97.09094.59799.5100文丘里除塵器文丘里除塵器（P 7.5kPa）99.59999.5100100100袋式除塵器袋式除塵器99.799.5100100100100 3. .氣體的含塵濃度氣體的含塵濃度氣體的含塵濃度較高時，在靜電除塵器或袋式除塵氣體的含塵濃度較高時，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，去除粗大塵粒器前應(yīng)設(shè)置低阻力的初凈化設(shè)備，去除粗大塵粒 4 4.氣體溫度和其它性質(zhì)也是選擇除塵設(shè)備時必須考慮氣體溫度和其它性質(zhì)也是選擇除塵設(shè)備時必須考慮的因素的因素 高溫、高濕氣體不宜采用袋式除塵器高溫、高濕氣體不宜采用袋式除塵器 煙氣中同時含有煙氣中同時含有SO

15、SO2 2、NONO等氣態(tài)污染物，可以考慮采等氣態(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用濕式除塵器，但是必須注意腐蝕問題5.5.選擇除塵器時，必須同時考慮捕集粉塵的處理問題選擇除塵器時，必須同時考慮捕集粉塵的處理問題6其他因素其他因素 設(shè)備的位置，可利用的空間，環(huán)境條件設(shè)備的位置，可利用的空間，環(huán)境條件 設(shè)備的一次投資設(shè)備的一次投資 （設(shè)備、安裝和工程等）以及操作和（設(shè)備、安裝和工程等）以及操作和維修費用維修費用設(shè)備設(shè)備投資費用投資費用運行費用運行費用高效旋風除塵器高效旋風除塵器100100袋式除塵器袋式除塵器250250電除塵器電除塵器450150塔式洗滌器塔式洗滌器270260文丘里洗滌器文丘里洗滌器220500n1.1