污水處理常規(guī)工藝顆粒污染物控制PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1污水處理常規(guī)工藝污水處理常規(guī)工藝 顆粒污染物控制顆粒污染物控制第1頁/共162頁人類活動(dòng)燃料燃燒及加熱建筑材料及裝飾材料室外來源家用電器第2頁/共162頁第3頁/共162頁煙塵的擴(kuò)散原理 煙塵主要是依賴氣流的運(yùn)動(dòng)來進(jìn)行擴(kuò)散的，煙塵從靜止?fàn)顟B(tài)變成懸浮于周圍空氣的作用稱為塵化作用。 工業(yè)企業(yè)常見的幾種塵化作用如下: 1.剪切壓縮造成的塵化作用 篩分物料的振動(dòng)篩上下振動(dòng)時(shí)，使疏松的物料不斷受擠壓，物料間的煙塵隨高速向外運(yùn)動(dòng)的氣流一起逸出。 2.誘導(dǎo)空氣造成的塵化作用 物體或塊、粒狀物料在空氣中高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)周圍空氣隨其一起運(yùn)動(dòng)，這部分空氣稱為誘導(dǎo)空氣。例如，砂輪磨光金屬時(shí)，在砂輪高速旋轉(zhuǎn)下

2、甩出的金屬屑會(huì)產(chǎn)生誘導(dǎo)空氣，使磨削下來的細(xì)煙塵隨其擴(kuò)散。 第4頁/共162頁第5頁/共162頁第6頁/共162頁故；有些煙塵如煤塵、鋁塵和谷物煙塵在一定條件下會(huì)發(fā)生爆炸，造成經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。影響煙塵危害大小的因素主要是其物理化學(xué)性質(zhì)、粒徑大小和濃度。第7頁/共162頁5.建立嚴(yán)格的檢查管理制度第8頁/共162頁第9頁/共162頁袋式除塵器第10頁/共162頁旋風(fēng)除塵器靜電除塵器濕法除塵器第11頁/共162頁第12頁/共162頁第13頁/共162頁氣動(dòng)力學(xué)直徑，空氣動(dòng)力粒徑氣動(dòng)力學(xué)直徑，空氣動(dòng)力粒徑與塵粒在流體中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力特與塵粒在流體中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力特性密切相關(guān)，在除塵技術(shù)中性密切相關(guān)，在除塵

3、技術(shù)中應(yīng)應(yīng)用最多用最多。斯托克斯徑斯托克斯徑是在層流是在層流區(qū)區(qū)Re2.0的空氣動(dòng)力學(xué)直徑。的空氣動(dòng)力學(xué)直徑。第14頁/共162頁nn21gdddd nnddpnndd22333nndd名稱計(jì)算公式物理意義應(yīng)用范圍幾何平均粒徑單一粒徑的幾何平均值粒徑分布算術(shù)平均值單一粒徑的算術(shù)平均值蒸發(fā)、各種粒徑的比較平均平方根粒徑將總面積除以總個(gè)數(shù)取其平方根吸收、吸附、能見度平均立方根粒徑將總體積除以總個(gè)數(shù)取其立方根 第15頁/共162頁333nnddndnddsl223ndnddv名稱計(jì)算公式物理意義應(yīng)用范圍平均立方根粒徑將總體積除以總個(gè)數(shù)取其立方根 面積長度平均徑表面積總和除以直徑的總和吸附體面積平均徑

4、全部粒子的體積除以總表面積傳質(zhì)、粒子充填層的流體阻力，充填材料的強(qiáng)度第16頁/共162頁ad/16名稱計(jì)算公式物理意義應(yīng)用范圍比表面積徑由比表面積計(jì)算的粒徑蒸發(fā)、分子擴(kuò)散中位徑d50粒徑分布的累計(jì)值為50%時(shí)的粒徑分離、分級裝置性能的表示眾徑dd粒徑分布中頻度最高的粒徑 分割粒徑d除塵過程中分級效率為50時(shí)的粒徑研究旋風(fēng)除塵器和洗滌式除塵器的性能第17頁/共162頁圖示法圖示法函數(shù)法函數(shù)法第18頁/共162頁（%）：簡稱篩上累積分布。）：簡稱篩上累積分布。指大于某一粒徑指大于某一粒徑dp的全部顆的全部顆粒質(zhì)量占塵樣總質(zhì)量的百分粒質(zhì)量占塵樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)數(shù)（4）篩下累積頻率分布）篩下累積頻率分布

5、R（%）：與篩上累積分布相）：與篩上累積分布相對應(yīng)對應(yīng)%100ommgpdgfmaxmaxmaxddpddpddpdpfdpdpggR第19頁/共162頁第20頁/共162頁 22pppdd21exp2100df正態(tài)分布曲線及特征數(shù)估計(jì)第21頁/共162頁2lnlnln21exp2ln100lnggpgpdddf對數(shù)正態(tài)分布曲線及特征數(shù)估計(jì)第22頁/共162頁用顯微鏡觀測顆粒的直徑第23頁/共162頁第24頁/共162頁第25頁/共162頁沉降曲線沉降天平法原理圖沉降天平結(jié)構(gòu)示意圖l-稱量盤，2-沉降瓶，3-天平橫梁，4-光源，5-反光鏡，6-光電二極管，7-放大鏡，8-驅(qū)動(dòng)裝置，9-記錄裝置

6、，10-加載裝置第26頁/共162頁第27頁/共162頁分級。分級。兩次分級室內(nèi)兩次分級室內(nèi)殘留的粉塵質(zhì)量差殘留的粉塵質(zhì)量差就是對應(yīng)的塵粒粒就是對應(yīng)的塵粒粒徑間隔之問的粉塵徑間隔之問的粉塵質(zhì)量。質(zhì)量。計(jì)算粒徑分布。計(jì)算粒徑分布。離心分級機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖l一帶金屬篩的試料容器，2一帶調(diào)節(jié)螺釘?shù)拇怪闭诎?3一供料漏斗，4一小孔，5一旋轉(zhuǎn)通道，6一氣流出口 7一分級室，8一節(jié)流，9一節(jié)流片，10一電機(jī)，11一圓柱狀芯子，12一均流片，13一輻射葉片，14一上部邊緣，15一保護(hù)圈第28頁/共162頁bp空隙率將煙塵之間的空間體積與包含空間的煙塵總體積之比 。b=（1- ）p第29頁/共162頁細(xì)砂細(xì)砂細(xì)煤

7、粉細(xì)煤粉煙灰煙灰纖維灰纖維灰m m0.750.730.550.30第30頁/共162頁成部分，如結(jié)晶水。干燥可以去除自由水和一部分結(jié)合水，其余部分作為平衡水分殘留，其量隨干燥條件而變。 Ww含水率W%= 100% Ww+Wd第31頁/共162頁第32頁/共162頁增加。第33頁/共162頁電導(dǎo)率與測定時(shí)的溫度條件有關(guān)。粒子的比電阻在104-51010cm一種物質(zhì)的比電阻是其長度和橫截面積各為一單位時(shí)的電阻，比電阻的倒數(shù)稱為電阻率。當(dāng)灰塵的比電阻超過1010cm，電除塵器的性能就隨著比電阻的增加而下降。第34頁/共162頁在3545?；瑒?dòng)角是指光滑平面傾斜時(shí)粉塵開始滑動(dòng)的傾斜角。安息角及滑動(dòng)角是

8、評價(jià)粉塵流動(dòng)特征的一個(gè)重要指標(biāo)。粉塵安息角和滑動(dòng)角是設(shè)計(jì)除塵器灰斗（或粉塵倉）錐度、除塵管路或輸灰管路傾斜度的主要依據(jù)。7、燃爆性第35頁/共162頁第36頁/共162頁第37頁/共162頁第38頁/共162頁第39頁/共162頁分級捕集效率即某一粒徑（或粒徑范圍）的除塵效率。Gcnd= 100%Go Gc直徑在dp范圍內(nèi)的出口煙塵流量g/s。第40頁/共162頁第41頁/共162頁重力沉降重力沉降室第42頁/共162頁第43頁/共162頁第44頁/共162頁重力沉降室原理示意圖第45頁/共162頁第46頁/共162頁各部件對除塵效率的影響除塵效率：平均80左右優(yōu)點(diǎn)：簡單、投資少、易操作缺點(diǎn)：

9、磨損嚴(yán)重，旋風(fēng)子易堵應(yīng)用：多級除塵的預(yù)除塵第47頁/共162頁第48頁/共162頁旋風(fēng)除塵器原理示意圖1、旋風(fēng)除塵器原理在離心力的作用下，煙塵從氣體中分離出來。它是由進(jìn)氣室、渦旋室、集塵室、排氣室組成。氣體由切向進(jìn)入，氣體和煙塵產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的離心力把煙塵帶向進(jìn)氣室和漩渦室的內(nèi)壁，所以能連續(xù)分離煙塵。第49頁/共162頁在離心力和摩擦力綜合作用下，所有的顆粒都按照螺旋狀的軌跡運(yùn)動(dòng)。向外運(yùn)動(dòng)的大微粒從氣體中被分離出來，將旋風(fēng)除塵器的內(nèi)壁碰撞而向煙塵收集室運(yùn)動(dòng)；向內(nèi)運(yùn)動(dòng)的小微粒不但沒從氣流中分離出來，而且被氣流帶，通過出口管道排出除塵器。因此，旋風(fēng)除塵器壓降較大，除塵效率較低。第

10、50頁/共162頁第51頁/共162頁分離器相對的兩端分離出來。第52頁/共162頁第53頁/共162頁入口流量越大，dc50越小，捕集效率越高。但是直徑大的顆粒以較大速度達(dá)到器壁而被反彈回內(nèi)旋流，被上升氣流帶走，會(huì)影響捕集效率；流量過小時(shí)，易在入口管重集灰。第54頁/共162頁第55頁/共162頁第56頁/共162頁面積大，投資大。第57頁/共162頁第58頁/共162頁分子發(fā)生“彈性碰撞”。當(dāng)電壓升高時(shí)，離子的運(yùn)動(dòng)速度將加快，并與氣體分子發(fā)生劇烈的碰撞，從氣體分子中打出新的電子，使其帶電，打出的電子稱“點(diǎn)火電子”，這種電子繼續(xù)與空氣分子碰撞，或者附載在氣體分子上，使其帶電，這種周而復(fù)始的碰

11、撞，從而使的空氣分子大量被電離成除塵所需的離子源。第59頁/共162頁第60頁/共162頁第61頁/共162頁第62頁/共162頁 n電暈區(qū)范圍逐漸擴(kuò)大致使極間空氣全部電離電場擊穿；相應(yīng)的電壓為擊穿電壓n在相同電壓下通常負(fù)電暈電極產(chǎn)生較高的電暈電流，且擊穿電壓也高得多 n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；n空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用正電暈極，在于其產(chǎn)生臭氧和氮氧化物的量低第63頁/共162頁第64頁/共162頁雙區(qū)電除塵器單區(qū)電除塵器第65頁/共162頁振打除去接地電極上的煙塵層并使其落入灰斗第66頁/共162頁第67頁/共162頁pppppppd3ddd3ln(3)3mqEd

12、tmtqEdmdqEtCdp3()()pp e3則dt CmdqEp3()pe dCmqEp3()pp(1)cm/s3dtmqEed第68頁/共162頁p3()pp(1 e)cm/s3dtmqEd43ppp242p11818 1.8 103/3/( )3240610 101（）dmdddp3()edtmpp/(3)qEd第69頁/共162頁n當(dāng)顆粒直徑為250m時(shí)，與粒徑成正比第70頁/共162頁度n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)行條件下測得的總捕集效率值，代入多依奇方程式中反算出的相應(yīng)驅(qū)進(jìn)速度值，以e表示第71頁/共162頁煙塵種類驅(qū)進(jìn)速度/ms-1煙塵種類驅(qū)進(jìn)速度/m

13、s-1煤粉（飛灰）0.100.14沖天爐（鐵焦比10）0.030.04紙漿及造紙0.08水泥生產(chǎn)（干法）0.060.07平爐0.06水泥生產(chǎn)（濕法）0.100.11酸霧（H2SO4）0.060.08多層床式焙燒爐0.08酸霧（TiO2）0.060.08紅磷0.03飄旋焙燒爐0.08石膏0.160.20催化劑煙塵0.08二級高爐（80生鐵）0.125第72頁/共162頁第73頁/共162頁d(d )(d )dd iiinaxtF xdd iiiaxFu2121ddln iiCiCiiiaxFuAQ2111 exp()iiiiAQ 第74頁/共162頁第75頁/共162頁第76頁/共162頁AlR

14、Rs第77頁/共162頁種金屬煙塵和石墨煙塵、炭黑煙塵都可以看到這一現(xiàn)象。n解決途徑：采取在電除塵氣后面串聯(lián)旋風(fēng)除塵器的辦法來解決。第78頁/共162頁 對煙氣進(jìn)行調(diào)節(jié)，降低比電阻，盡可能使電極保持清潔。第79頁/共162頁n在濕式電除塵器中，用水沖洗集塵極板n在干式電除塵器中，一般用機(jī)械撞擊或電極振動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)力清灰第80頁/共162頁第81頁/共162頁n對細(xì)煙塵有很高的捕集效率，可高于99n可在高溫或強(qiáng)腐蝕性氣體下操作第82頁/共162頁煙氣的壓力、溫度和成分；煙氣和煙塵的腐蝕性。第83頁/共162頁第84頁/共162頁第85頁/共162頁c二次揚(yáng)塵d. 電除塵器的類型和特點(diǎn)第86頁/共

15、162頁pQAexp1第87頁/共162頁第88頁/共162頁11ln1pcQAhLAnc2bhnA2bhnQvbnhvAvQ22btbvLbhnvhLnQAvLtc22pbvLexp1第89頁/共162頁RLAnc2nRF2nRQvnvRFvQ22或RtRvLnvRRLnQAvLtc2222則ppRtRvL2exp12exp1第90頁/共162頁第91頁/共162頁第92頁/共162頁第93頁/共162頁第94頁/共162頁第95頁/共162頁第96頁/共162頁n 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n 清灰不應(yīng)破壞煙塵初層第97頁/

16、共162頁第98頁/共162頁第99頁/共162頁2nsns1R(0.1)eawCPPCC71.03ns1.5 10exp12.7(1e)P094. 0106 . 343 粉塵出口濃度，粉塵出口濃度，g/m3無量綱常數(shù)無量綱常數(shù)表面過濾速度，表面過濾速度，m/s粉塵入口濃度，粉塵入口濃度，g/m3脫落濃度脫落濃度 （常數(shù)），（常數(shù)），g/m3粉塵負(fù)荷，粉塵負(fù)荷，g/m22CnsP1CWRC 粉塵出口濃度，粉塵出口濃度，g/m3無量綱常數(shù)無量綱常數(shù)表面過濾速度，表面過濾速度，m/s粉塵入口濃度，粉塵入口濃度，g/m3脫落濃度脫落濃度 （常數(shù)），（常數(shù)），g/m3粉塵負(fù)荷，粉塵負(fù)荷，g/m22Cn

17、sP1CWRCDennis andDennis and Klemm Klemm 取取= 0.5= 0.5RCDennis andDennis and Klemm Klemm 取取= 0.5= 0.5RC第100頁/共162頁 通過潔凈濾料的壓力損失，通過潔凈濾料的壓力損失，100130Pa; 通過粉塵層（通過粉塵層（dust cake）的壓力損失；的壓力損失；兩者均可以用達(dá)西定律表示兩者均可以用達(dá)西定律表示fPPP 通過潔凈濾料的壓力損失，通過潔凈濾料的壓力損失，100130Pa; 通過粉塵層（通過粉塵層（dust cake）的壓力損失；的壓力損失；兩者均可以用達(dá)西定律表示兩者均可以用達(dá)西定律

18、表示fPPPgvPxK 粉塵或?yàn)V料的滲透率（粉塵或?yàn)V料的滲透率（permeability），），由實(shí)驗(yàn)測定由實(shí)驗(yàn)測定 粉塵或?yàn)V料的厚度粉塵或?yàn)V料的厚度KxgvPxK 粉塵或?yàn)V料的滲透率（粉塵或?yàn)V料的滲透率（permeability），），由實(shí)驗(yàn)測定由實(shí)驗(yàn)測定 粉塵或?yàn)V料的厚度粉塵或?yàn)V料的厚度Kx第101頁/共162頁fPPPfgPgfPfP xxPPPKK 第102頁/共162頁n，因此CtAm濾袋的過濾面積濾袋的過濾面積一煙氣中粉塵濃度一煙氣中粉塵濃度ACCtAm濾袋的過濾面積濾袋的過濾面積一煙氣中粉塵濃度一煙氣中粉塵濃度ACcCtx/2PgggPPcPPc()xCtCtPKKK CgpPR

19、K2PPPRCt第103頁/共162頁 對于給定的煙氣特征和煙塵層滲透率， 與煙塵濃度C和過濾時(shí)間t成線性關(guān)系，而與過濾速度的平方成正比PP25/3g0p1/35/32PC32634.54.53SRC氣體粘度，氣體粘度，10101 1Pa.sPa.s比表面參數(shù)，比表面參數(shù)，cmcm1 1MMDMMD粉塵粒子的質(zhì)量中位徑，粉塵粒子的質(zhì)量中位徑，cmcm粉塵粒子的幾何標(biāo)準(zhǔn)偏差粉塵粒子的幾何標(biāo)準(zhǔn)偏差粒子的真密度，粒子的真密度，g/cmg/cm3 3坎寧漢校正系數(shù)坎寧漢校正系數(shù)顆粒堆積密度與真密度的比值顆粒堆積密度與真密度的比值g0S1.1512g010lg6()MMDSgPCCcp/ 若已知粉塵的粒

20、徑分布、堆積密度和真密度，可以利用丹若已知粉塵的粒徑分布、堆積密度和真密度，可以利用丹尼斯和克萊姆提出的下述方程式估算尼斯和克萊姆提出的下述方程式估算25/3g0p1/35/32PC32634.54.53SRC氣體粘度，氣體粘度，10101 1Pa.sPa.s比表面參數(shù)，比表面參數(shù)，cmcm1 1MMDMMD粉塵粒子的質(zhì)量中位徑，粉塵粒子的質(zhì)量中位徑，cmcm粉塵粒子的幾何標(biāo)準(zhǔn)偏差粉塵粒子的幾何標(biāo)準(zhǔn)偏差粒子的真密度，粒子的真密度，g/cmg/cm3 3坎寧漢校正系數(shù)坎寧漢校正系數(shù)顆粒堆積密度與真密度的比值顆粒堆積密度與真密度的比值g0S1.1512g010lg6()MMDSgPCCcp/ 若已

21、知粉塵的粒徑分布、堆積密度和真密度，可以利用丹若已知粉塵的粒徑分布、堆積密度和真密度，可以利用丹尼斯和克萊姆提出的下述方程式估算尼斯和克萊姆提出的下述方程式估算第104頁/共162頁第105頁/共162頁第106頁/共162頁第107頁/共162頁第108頁/共162頁第109頁/共162頁濾料名稱直徑/m耐溫性能/K吸水率/耐酸性耐堿性強(qiáng)度長期最高棉織物（植物短纖維）10203483583688很差稍好1蠶絲（動(dòng)物長纖維）183533633731622 羊毛（動(dòng)物短纖維）5153533633731015稍好很差0.4尼龍 3483583684.04.5稍好好2.5奧綸 3984084236好

22、差1.6滌綸（聚脂） 4134336.5好差1.6玻璃纖維（用硅酮樹脂處理）58523 4.0好差1芳香族聚酰胺（諾梅克斯） 4935334.55.0差好2.5聚四氟乙烯 493523 0很好很好2.5 第110頁/共162頁第111頁/共162頁第112頁/共162頁清 潔 氣體出口灰斗濾袋清 潔 氣體一側(cè)含 塵 氣體入口固 定 孔板典型機(jī)械振動(dòng)式布袋除塵器第113頁/共162頁第114頁/共162頁第115頁/共162頁清潔氣體脈沖氣體集流箱脈沖管濾袋含塵氣體入口隔膜閥管板進(jìn)氣柵板支撐框典型脈沖噴灰式布袋除塵器第116頁/共162頁TnVV0一濾袋總數(shù)，條一濾袋總數(shù)，條一脈沖周期，一脈沖周

23、期，min一安全系數(shù)，取一安全系數(shù)，取1.5一每條濾袋噴吹一次耗用的壓縮空氣量一每條濾袋噴吹一次耗用的壓縮空氣量nT0V一濾袋總數(shù)，條一濾袋總數(shù)，條一脈沖周期，一脈沖周期，min一安全系數(shù)，取一安全系數(shù)，取1.5一每條濾袋噴吹一次耗用的壓縮空氣量一每條濾袋噴吹一次耗用的壓縮空氣量nT0V第117頁/共162頁第118頁/共162頁第119頁/共162頁應(yīng)用氣布比主要清灰方式主要濾布種類煙塵粒徑密度谷物加工1214RAF大低石灰石（采石場）68PJF大中氧化鉛1.52SW小高煤飛灰（采暖鍋爐）23RAW小中煤飛灰（工業(yè)鍋爐）45PJW/F中中水泥（窯爐）23RAW中中注：RA空氣反吹； PJ脈沖噴吹；S振打清灰；F氈制；W紡織第120頁/共162頁濾料相對費(fèi)用/US $溫度/聚酯6275諾梅克斯14400特氟隆45450玻璃纖維布25500Hugglas30500*除玻璃纖維布 (G/C=2:1) 外,假定 G/C=5:1 第121頁/共162頁某工業(yè)鍋爐除塵器氣布比與穿透率的關(guān)系某小型民用鍋爐除塵器氣布比與穿透率的