第06章 顆粒物污染控制技術(shù)-2013-13

1、 第六章第六章 除塵裝置除塵裝置 n機(jī)械除塵器機(jī)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?jié)袷匠龎m器濕式除塵器n主要濕式除塵裝置的性能和操作范圍主要濕式除塵裝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(fēng)洗滌器旋風(fēng)洗滌器15450.51.5120015001.0轉(zhuǎn)筒洗滌器轉(zhuǎn)筒洗滌器（300750r/min）0.7250015000.2沖擊式洗滌器沖擊式洗

2、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(diǎn)濕式除塵器的優(yōu)點(diǎn) n在在耗用相同能耗時(shí)，耗用相同能耗時(shí)， 比干式機(jī)械除塵器高。高能耗濕式除塵比干式機(jī)械除塵器高。高能耗濕式除塵器清除器清除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n 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，能勝任的條件，如能夠處理高溫，高濕氣流，高比電阻粉塵，及易燃易爆的含塵氣體及易燃易爆的含塵氣體n在去除粉塵粒子的同時(shí)，還可

3、去除氣體中的水蒸氣及某些氣在去除粉塵粒子的同時(shí)，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、凈化的作用態(tài)污染物。既起除塵作用，又起到冷卻、凈化的作用濕式除塵器的缺點(diǎn)濕式除塵器的缺點(diǎn) n排排出的污水污泥需要處理，澄清的洗滌水應(yīng)重復(fù)回用出的污水污泥需要處理，澄清的洗滌水應(yīng)重復(fù)回用n 凈化含有腐蝕性的氣態(tài)污染物時(shí)，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(shí)，洗滌水具有一定程度的腐蝕性，因此要特別注意設(shè)備和管道腐蝕問題腐蝕性，因此要特別注意設(shè)備和管道腐蝕問題n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n寒冷地區(qū)使用濕式除塵器，容易結(jié)凍，

4、應(yīng)采取防凍措施寒冷地區(qū)使用濕式除塵器，容易結(jié)凍，應(yīng)采取防凍措施 濕式除塵器的除塵機(jī)理濕式除塵器的除塵機(jī)理 n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(dòng)，處開始繞過液滴流動(dòng)，慣性較大的塵粒繼續(xù)保持原來的直線運(yùn)動(dòng)。塵粒從脫離慣性較大的塵粒繼續(xù)保持原來的直線運(yùn)動(dòng)。塵粒從脫離流線到慣性運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)所移動(dòng)的直線距離為粒子的停止流線到慣性運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)所移動(dòng)的直線距離為粒子的停止距離距離xs，若，若xs大于大于xd；塵粒和液滴就會(huì)發(fā)生碰撞塵粒和液滴就會(huì)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

5、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(duì)斯托克斯粒子對(duì)斯托克斯粒子up：粒子運(yùn)動(dòng)速度：粒子運(yùn)動(dòng)速度uD：液滴運(yùn)動(dòng)速度：液滴運(yùn)動(dòng)速度dD：液滴直徑：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越高越高對(duì)于勢(shì)流和粘性流，對(duì)于勢(shì)流和粘性流，II = =f f( (NI)有理論解，一般情況有理論解，一般情況下，下，John Stone等人的研究結(jié)果等人的研究結(jié)果 K K關(guān)聯(lián)系數(shù)，其值取決關(guān)聯(lián)系數(shù)，其值取決于設(shè)備幾何結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)于

6、設(shè)備幾何結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)操作條件操作條件L L液氣比，液氣比，L/1000mL/1000m3 3 I1exp()KLN接觸功率與除塵效率接觸功率與除塵效率 n根據(jù)接觸功率理論得到的經(jīng)驗(yàn)公式，能夠較好根據(jù)接觸功率理論得到的經(jīng)驗(yàn)公式，能夠較好地關(guān)聯(lián)濕式除塵器壓力損失和除塵效率之間的地關(guān)聯(lián)濕式除塵器壓力損失和除塵效率之間的關(guān)系關(guān)系n接觸功率理論接觸功率理論：假定洗滌器除塵效率僅是系統(tǒng)：假定洗滌器除塵效率僅是系統(tǒng)總能耗的函數(shù)，與洗滌器除塵機(jī)理無關(guān)總能耗的函數(shù)，與洗滌器除塵機(jī)理無關(guān)接觸功率與除塵效率接觸功率與除塵效率 n總能耗總能耗E Et t: :氣流通過洗滌器時(shí)的能量損失氣流通過洗滌器時(shí)的能量損失E EG

7、 G+ +霧化噴淋液霧化噴淋液體過程中的能量消耗體過程中的能量消耗E EL L PG: 氣體壓力損失，氣體壓力損失，Pa PL: 液體入口壓力，液體入口壓力，PaQL,QG: 液體和氣體流量，液體和氣體流量，m3/s3LtGLGLG1()(kWh/1000m3600氣體）QEEEPPQ接觸功率與除塵效率接觸功率與除塵效率n除塵效率除塵效率n其中，傳質(zhì)單元數(shù)其中，傳質(zhì)單元數(shù) 除塵器的特性參數(shù)（見下頁）除塵器的特性參數(shù)（見下頁） t1e NttNE、接觸功率與除塵效率接觸功率與除塵效率 粉塵和塵源類型粉塵和塵源類型1LD轉(zhuǎn)爐粉塵轉(zhuǎn)爐粉塵4.4500.46632滑石粉滑石粉3.6260.35063磷

8、酸霧磷酸霧2.3240.63124化鐵爐粉塵化鐵爐粉塵2.2550.62105煉鋼平爐粉塵煉鋼平爐粉塵2.0000.56886滑石粉滑石粉2.0000.65667從硅鋼爐升華的粉塵從硅鋼爐升華的粉塵1.2260.45008鼓風(fēng)爐粉塵鼓風(fēng)爐粉塵0.9550.89109石灰窯粉塵石灰窯粉塵3.5671.052910從黃銅熔爐排出的氧化鋅從黃銅熔爐排出的氧化鋅2.1800.531711從石灰窯排出的堿從石灰窯排出的堿2.2001.229512硫酸銅氣溶膠硫酸銅氣溶膠1.3501.067913肥皂生產(chǎn)排出的霧肥皂生產(chǎn)排出的霧1.1691.414614從吹氧平爐升華的粉塵從吹氧平爐升華的粉塵0.8801

9、.619015沒有吹氧的平爐粉塵沒有吹氧的平爐粉塵0.7951.5940除塵器的特性參數(shù)除塵器的特性參數(shù)分割粒徑與除塵效率分割粒徑與除塵效率 n分割粒徑法：基于分割粒徑能全面表示從氣流中分割粒徑法：基于分割粒徑能全面表示從氣流中分離粒子的難易程度和洗滌器的性能分離粒子的難易程度和洗滌器的性能n多數(shù)慣性分離裝置的分級(jí)通過率可以表示為多數(shù)慣性分離裝置的分級(jí)通過率可以表示為da: 粒子的空氣動(dòng)力學(xué)直徑粒子的空氣動(dòng)力學(xué)直徑Ae，Be: 均為常數(shù)均為常數(shù) 對(duì)填充塔和篩板塔，對(duì)填充塔和篩板塔，Be=2； 離心式洗滌器，離心式洗滌器，Be=0.67； 文丘里洗滌器（當(dāng)文丘里洗滌器（當(dāng)NI=0.55），），B

10、e=2eea1 exp()BiiPAd分割粒徑與除塵效率分割粒徑與除塵效率n通過率與分割粒徑的關(guān)系通過率與分割粒徑的關(guān)系分割粒徑與除塵效率分割粒徑與除塵效率n分割直徑與壓力降的關(guān)系（分割功率關(guān)系）分割直徑與壓力降的關(guān)系（分割功率關(guān)系）噴霧塔洗滌器噴霧塔洗滌器 n假定假定所有液滴具有相同直所有液滴具有相同直徑徑液滴進(jìn)入洗滌器后立液滴進(jìn)入洗滌器后立刻以終末速度沉降刻以終末速度沉降液滴在斷面上分布均液滴在斷面上分布均勻、無聚結(jié)現(xiàn)象勻、無聚結(jié)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 n則立式逆流噴霧塔靠慣性碰撞捕集粉塵的效率可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(yù)估以用下

11、式預(yù)估ut 一液滴的終末沉降速度，一液滴的終末沉降速度，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(gè)液滴的碰撞效率單個(gè)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n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(duì)于對(duì)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./()反比錯(cuò)流式中，垂直方向氣速錯(cuò)流式中，垂直方向

12、氣速=0=0， , ,所以所以噴霧塔洗滌器噴霧塔洗滌器n錯(cuò)流式噴霧塔錯(cuò)流式噴霧塔tgtuVuLdtGD3exp()2Q ZPQ d噴霧塔洗滌器噴霧塔洗滌器n噴霧塔結(jié)構(gòu)簡單、壓力損失小，操作穩(wěn)定，經(jīng)常與高效噴霧塔結(jié)構(gòu)簡單、壓力損失小，操作穩(wěn)定，經(jīng)常與高效洗滌器聯(lián)用捕集粒徑較大的粉塵洗滌器聯(lián)用捕集粒徑較大的粉塵n嚴(yán)格控制噴霧的過程，保證液滴大小均勻，對(duì)有效的操嚴(yán)格控制噴霧的過程，保證液滴大小均勻，對(duì)有效的操作是很有必要作是很有必要旋風(fēng)洗滌器旋風(fēng)洗滌器n干式旋風(fēng)分離器內(nèi)部以環(huán)形方式干式旋風(fēng)分離器內(nèi)部以環(huán)形方式安裝一排噴嘴，就構(gòu)成一種最簡安裝一排噴嘴，就構(gòu)成一種最簡單的旋風(fēng)洗滌器單的旋風(fēng)洗滌器n噴霧作

13、用發(fā)生在外渦旋區(qū)，并捕噴霧作用發(fā)生在外渦旋區(qū)，并捕集塵粒，攜帶塵粒的液滴被甩向集塵粒，攜帶塵粒的液滴被甩向旋風(fēng)洗滌器的濕壁上，然后沿壁旋風(fēng)洗滌器的濕壁上，然后沿壁面沉落到器底面沉落到器底n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(fēng)水膜除塵器旋風(fēng)水膜除塵器 n噴霧沿切向噴向筒壁，使壁噴霧沿切向噴向筒壁，使壁面形成一層很薄的不斷下流面形成一層很薄的不斷下流的水膜的水膜n含塵氣流由筒體下部導(dǎo)入，含塵氣流由筒體下部導(dǎo)入，旋轉(zhuǎn)上升，靠離心力甩向壁旋轉(zhuǎn)上升，靠離心力甩向壁面的粉塵為水膜所粘附，沿面的粉塵為水膜所粘附，沿壁面流下排走壁面流下排走 旋風(fēng)洗滌器旋風(fēng)洗滌器n旋風(fēng)洗滌器的壓力損失范圍一

14、般為旋風(fēng)洗滌器的壓力損失范圍一般為0.51.5kPa，可以下式進(jìn)行估算可以下式進(jìn)行估算 2L0LDG QPPuQ旋風(fēng)洗滌器的壓力損失，旋風(fēng)洗滌器的壓力損失，pa噴霧系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)的壓力損失，噴霧系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)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(fēng)洗滌器旋風(fēng)洗滌器n離心洗滌器凈化離心洗滌器凈化dp44帶擋板的沉降室?guī)醢宓某两凳?8.67.522438090普通的旋風(fēng)除塵器普通的旋風(fēng)除塵器65.31233578291長錐體旋風(fēng)除塵器長錐體旋風(fēng)除塵器84.240799299.5100噴淋塔噴淋塔94.5729698100100電除塵器電除塵

15、器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除塵器的合理選擇除塵器的合理選擇除塵器的合理選擇除塵器的合理選擇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(shí)，在靜電除塵器或袋式除塵氣體的含塵濃度較高時(shí)，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(shí)必須考?xì)怏w溫度和其它性質(zhì)也是選擇除塵設(shè)備時(shí)必須考慮的因素慮的因素高溫、高濕氣體不宜采用袋式除塵器高溫、

16、高濕氣體不宜采用袋式除塵器煙氣中同時(shí)含有煙氣中同時(shí)含有SOSO2 2、NONO等氣態(tài)污染物，可以考慮等氣態(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采用濕式除塵器，但是必須注意腐蝕問題5.5.選擇除塵器時(shí)，必須同時(shí)考慮捕集粉塵的處理問選擇除塵器時(shí)，必須同時(shí)考慮捕集粉塵的處理問題題除塵器的合理選擇除塵器的合理選擇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（設(shè)備、安裝和工程等）以及操作和維修費(fèi)用和維修費(fèi)用設(shè)備設(shè)備投資費(fèi)用投資費(fèi)用運(yùn)行費(fèi)用運(yùn)行費(fèi)用高效旋風(fēng)除塵器高效旋風(fēng)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220500除