空氣污染控制工程第6章etj87poytrgb

1第六章除塵裝置

第一節(jié)機(jī)械除塵器第二節(jié)電除塵器第三節(jié)濕式除塵器第四節(jié)過(guò)濾式除塵器第五節(jié)除塵器的選擇與發(fā)展21.教學(xué)要求：要求了解除塵器的類型，包括各種干式和濕式除塵器，理解和掌握電除塵器、過(guò)濾式除塵器設(shè)計(jì)等。2.教學(xué)重點(diǎn)掌握機(jī)械除塵器作原理、結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)；電除塵器的工作原理，了解其選型和設(shè)計(jì)；掌握過(guò)濾式除塵器的工作原理，了解其選型和設(shè)計(jì)；了解除塵系統(tǒng)的選擇設(shè)計(jì)與除塵器的發(fā)展。3、教學(xué)難點(diǎn)電除塵器的工作原理，過(guò)濾式除塵器的工作原理及設(shè)計(jì)。

除塵裝置的選擇除塵器的性能可用技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評(píng)價(jià)

處理氣體量技術(shù)指標(biāo):壓力損失捕集效率基建投資經(jīng)濟(jì)指標(biāo):占地面積以及使用壽命運(yùn)轉(zhuǎn)管理費(fèi)第六章除塵裝置4第一節(jié)機(jī)械除塵器定義：機(jī)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：包括：重力沉降室慣性除塵器旋風(fēng)除塵器1.1重力沉降室定義：重力沉降室是通過(guò)重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置。分類：層流式和湍流式

第六章除塵裝置51.1重力沉降室除塵機(jī)理：含塵氣流進(jìn)入重力沉降室后，由于擴(kuò)大了流動(dòng)截面積而使氣體流速大大降低，使較重的顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降。第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器61.層流式重力沉降室假定沉降室內(nèi)氣流為柱塞流；顆粒均勻分布于煙氣中忽略氣體浮力，粒子僅受重力和阻力的作用縱剖面示意圖第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器1.1重力沉降室71.層流式重力沉降室沉降室的長(zhǎng)寬高分別為L(zhǎng)、W、H，處理煙氣量為Q

氣流在沉降室內(nèi)的停留時(shí)間在t時(shí)間內(nèi)粒子的沉降距離該粒子的除塵效率第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器1.1重力沉降室8對(duì)于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin=?

由于沉降室內(nèi)的氣流擾動(dòng)和返混的影響，工程上一般用分級(jí)效率公式的一半作為實(shí)際分級(jí)效率

第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器1.1重力沉降室1.層流式重力沉降室9提高沉降室效率的主要途徑：降低沉降室內(nèi)氣流速度增加沉降室長(zhǎng)度降低沉降室高度多層沉降室：使沉降高度減少為原來(lái)的1/（n+1），其中n為水平隔板層數(shù)，此時(shí)沉降室的分級(jí)效率為：考慮清灰的問(wèn)題，一般隔板數(shù)在3以下第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器1.1重力沉降室1.層流式重力沉降室102.湍流式重力沉降室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(gè)斷面上粒子完全混合寬度為W、高度為H和長(zhǎng)度為dx的捕集元，假定氣體流過(guò)dx距離的時(shí)間內(nèi)，邊界層dy內(nèi)粒徑為dp的粒子都將沉降而除去第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器1.1重力沉降室11粒子在微元內(nèi)的停留時(shí)間被去除的分?jǐn)?shù)對(duì)上式積分得邊界條件：得因此，其分級(jí)除塵效率第六章除塵裝置2.湍流式重力沉降室121.慣性除塵器機(jī)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，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

第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器1.2慣性除塵器132.慣性除塵器結(jié)構(gòu)形式?jīng)_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(xì)粒子3.慣性除塵器應(yīng)用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(jí)除塵中的一級(jí)除塵，捕集10～20μm以上的粗顆粒壓力損失100～1000Pa第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器1.2慣性除塵器14定義：旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置。用來(lái)分離粒徑大于5—10μm以上的的顆粒物。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小 投資低，操作維修方便 可用于各種材料制造 能用于高溫、高壓及腐蝕性氣體，并可回收干

顆粒物。缺點(diǎn)：效率80%左右，捕集<5μm顆粒的效率不高壓力損失較大，動(dòng)力消耗也較大，第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器1.3旋風(fēng)除塵器15旋風(fēng)除塵器示意圖旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)及內(nèi)部氣流第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器1.3旋風(fēng)除塵器161.旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)組成：普通旋風(fēng)除塵器是由進(jìn)氣管、筒體、錐體和排氣管等組成除塵機(jī)理：含塵氣流迸入除塵器后，沿外壁由上向下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)有少量氣體沿徑向運(yùn)動(dòng)到中心區(qū)域。當(dāng)旋轉(zhuǎn)氣流的大部分到達(dá)錐體底部后，轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn)，最后經(jīng)排出管排出。氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)：外渦旋、內(nèi)渦旋、上渦旋氣流運(yùn)動(dòng)：切向、軸向和徑向三個(gè)速度分量：切向速度、軸向速度和徑向速度

第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器1.3旋風(fēng)除塵器17A、切向速度根據(jù)“渦旋定律”，外渦旋的切向速度反比于旋轉(zhuǎn)半徑R的n次方此處n

1，稱為渦流指數(shù)

內(nèi)渦旋的切向速度正比于半徑

內(nèi)外渦旋的界面上氣流切向速度最大

交界圓柱面直徑

d0=(0.6～1.0)de,de

為排氣管直徑

第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器1.3旋風(fēng)除塵器18B、徑向速度

假定外渦旋氣流均勻地經(jīng)過(guò)交界圓柱面進(jìn)入內(nèi)渦旋平均徑向速度

r0和h0分別為交界圓柱面的半徑和高度，mC、軸向速度外渦旋的軸向速度向下內(nèi)渦旋的軸向速度向上在內(nèi)渦旋，軸向速度向上逐漸增大，在排出管底部達(dá)到最大值

第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器1.3旋風(fēng)除塵器192.旋風(fēng)除塵器的壓力損失

旋風(fēng)除塵器的壓力損失

影響旋風(fēng)除塵器壓力損失的其他操作：－相對(duì)尺寸對(duì)壓力損失影響較大，除塵器結(jié)構(gòu)型式相同時(shí)，幾何相似放大或縮小，壓力損失基本不變—含塵濃度增高，壓力降明顯下降ρ：氣體的密度,kg/m3Vin：氣體入口速度，m/s：局部阻力系數(shù)第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器1.3旋風(fēng)除塵器203.旋風(fēng)除塵器的除塵效率對(duì)于球形Stokes粒子分割粒徑dc確定后，雷思一利希特模式計(jì)算其它粒子的分級(jí)效率

另一種經(jīng)驗(yàn)公式第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器1.3旋風(fēng)除塵器

4.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素：二次效應(yīng)比例尺寸煙塵的物理性質(zhì)

操作變量

第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器1.3旋風(fēng)除塵器22

4.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素：（1）二次效應(yīng)－被捕集粒子的重新進(jìn)入氣流在較小粒徑區(qū)間內(nèi)，理應(yīng)逸出的粒子由于聚集或被較大塵粒撞向壁面而脫離氣流獲得捕集，實(shí)際效率高于理論效率在較大粒徑區(qū)間，粒子被反彈回氣流或沉積的塵粒被重新吹起，實(shí)際效率低于理論效率通過(guò)環(huán)狀霧化器將水噴淋在旋風(fēng)除塵器內(nèi)壁上，能有效地控制二次效應(yīng)第六章除塵裝置1.3旋風(fēng)除塵器第一節(jié)機(jī)械除塵器23（2）比例尺寸在相同的切向速度下，筒體直徑愈小，離心力愈大，除塵效率愈高；筒體直徑過(guò)小，粒子容易逃逸，效率下降。錐體適當(dāng)加長(zhǎng)，對(duì)提高除塵效率有利排出管直徑愈少分割直徑愈小，即除塵效率愈高；直徑太小，壓力降增加，一般取排出管直徑de=（0.4～0.65）D。特征長(zhǎng)度（naturallength）-亞歷山大公式旋風(fēng)除塵器排出管以下部分的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)接近或等于l，筒體和錐體的總高度以不大于五倍的筒體直徑為宜。

第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器4.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素：1.3旋風(fēng)除塵器24（3）煙塵的物理性質(zhì)氣體的密度和粘度、塵粒的大小和比重、煙氣含塵濃度壓力損失與含塵量之間的關(guān)系：a代表實(shí)驗(yàn)B代表實(shí)際第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器1.3旋風(fēng)除塵器4.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素：25（4）操作變量提高煙氣入口流速，旋風(fēng)除塵器分割直徑變小，除塵器性能改善入口流速過(guò)大，已沉積的粒子有可能再次被吹起，重新卷入氣流中，除塵效率下降效率最高時(shí)的入口速度第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器1.3旋風(fēng)除塵器4.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素：26a.直入切向進(jìn)入式b.蝸殼切向進(jìn)入式c.軸向進(jìn)入式（1）按進(jìn)氣方式分

切向進(jìn)入式軸向進(jìn)入式

第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器5.旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)形式1.3旋風(fēng)除塵器27

（2）按氣流組織分

回流式、直流式、平旋式和旋流式

（3）多管旋風(fēng)除塵器

由多個(gè)相同構(gòu)造形狀和尺寸的小型旋風(fēng)除塵器（又叫旋風(fēng)子）組合在一個(gè)殼體內(nèi)并聯(lián)使用的除塵器組常見(jiàn)的多管除塵器有回流式和直流式兩種

第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器1.3旋風(fēng)除塵器5.旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)形式28經(jīng)驗(yàn)法選擇除塵器的型號(hào)規(guī)格，步驟如下：

根據(jù)含塵濃度、粒度分布、密度等煙氣特征，及除塵要求、允許的阻力和制造條件等因素合理選擇型式。

-根據(jù)允許的壓力降確定進(jìn)口氣速，或取為12～25m/s-確定入口截面A，入口寬度b和高度h

-確定各部分幾何尺寸

第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器1.3旋風(fēng)除塵器

6.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)296.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)選擇結(jié)構(gòu)應(yīng)遵循以下原則：①為防止粒子短路漏到出口管，h≤s，其中s為排氣管插人深度；②為避免過(guò)高的壓力損失，b≤（D－de）/2；③為保持渦流的終端在錐體內(nèi)部，（H+L）≥3D；④為利于粉塵易于滑動(dòng)，錐角＝7o～8o；⑤為獲得最大的除塵效率，de/D≈0.4～0.5，（H+L）/de≈8～10； s/de≈1；第六章除塵裝置第一節(jié)機(jī)械除塵器1.3旋風(fēng)除塵器第二節(jié)電除塵器利用高壓電場(chǎng)使塵粒荷電，在電場(chǎng)力作用下使粉塵從氣體中去除的裝置第六章除塵裝置

電除塵器外觀圖臥式立式第六章除塵裝置電除塵器的主要優(yōu)點(diǎn)壓力損失小，一般為200～500Pa處理煙氣量大，可達(dá)105～106m3/h能耗低，大約0.2～0.4kWh/1000m3對(duì)細(xì)粉塵有很高的捕集效率，可高于99％可在高溫或強(qiáng)腐蝕性氣體下操作缺點(diǎn):1、一次性投資高2、安裝精度要求高3、對(duì)粉塵比電阻有一定要求第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.1電除塵器的工作原理三個(gè)基本過(guò)程懸浮粒子荷電－高壓直流電暈帶電粒子在電場(chǎng)內(nèi)遷移和捕集－延續(xù)的電暈電場(chǎng)（單區(qū)電除塵器）或光滑的不放電的電極之間的純靜電場(chǎng)（雙區(qū)電除塵器）捕集物從集塵表面上清除－振打除去接地電極上的粉塵層并使其落入灰斗第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器1.電暈放電機(jī)理金屬絲放出的電子迅速向正極移動(dòng)，與氣體分子撞擊使之離子化，產(chǎn)生大量電子－雪崩過(guò)程電暈產(chǎn)生的自由電子被電負(fù)性氣體分子捕獲并產(chǎn)生負(fù)離子，它們也和電子一樣，向正極運(yùn)動(dòng)自由電子和氣體負(fù)離子是粒子荷電的電荷來(lái)源第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.2電暈放電2.起始電暈電壓---開(kāi)始產(chǎn)生電暈電流所施加的電壓管式電除塵器內(nèi)任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度起始電暈電壓與煙氣性質(zhì)和電極形狀、幾何尺寸等因素有關(guān)，起始電暈所需要電場(chǎng)強(qiáng)度（皮克經(jīng)驗(yàn)公式）一空氣的相對(duì)密度m－導(dǎo)線光滑修正系數(shù)，無(wú)因次，0.5<m<1.0對(duì)于清潔的光滑圓線m=1實(shí)際可取0.6～0.7r----距電暈線中心的距離a---電暈線半徑B---管式電除塵器的半徑V---施加于電暈線與集電極之間的電壓第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.2電暈放電3.影響電暈特性的因素

電極的形狀、電極間距離氣體組成、壓力、溫度不同氣體對(duì)電子的親合力、遷移率不同氣體溫度和壓力的不同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流中要捕集的粉塵的濃度、粒度、比電阻以及在電暈極和集塵極上的沉積

電壓的波形

第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.2電暈放電兩種機(jī)理電場(chǎng)荷電或碰撞荷電--離子在靜電力作用下做定向運(yùn)動(dòng)，與粒子碰撞而使粒子荷電擴(kuò)散荷電--離子的擴(kuò)散現(xiàn)象而導(dǎo)致的粒子荷電過(guò)程；依賴于離子的熱能，而不是依賴于電場(chǎng)

粒子的主要荷電過(guò)程取決于粒徑對(duì)于dР﹥0.5m的微粒，以電場(chǎng)荷電為主對(duì)于dР﹤0.5m的微粒，以擴(kuò)散荷電為主對(duì)于粒徑介于0.15～0.5m之間的粒子，則需要同時(shí)考慮這兩種過(guò)程。第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.3粒子荷電1.電場(chǎng)荷電粒子荷電電荷累積粒子場(chǎng)強(qiáng)增加沒(méi)有氣體分子能夠到達(dá)粒子表面，電荷飽和（1）荷電量的計(jì)算粒子獲得的飽和電荷第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.3粒子荷電（2）影響電場(chǎng)荷電的因素

對(duì)于粒子特性是粒徑dp和介電常數(shù)ε對(duì)于電暈電場(chǎng)是電場(chǎng)強(qiáng)度E0和離子密度N0

一般粒子的荷電時(shí)間僅為0.1s，相當(dāng)于氣流在除塵器內(nèi)流動(dòng)10～20cm所需要的時(shí)間，一般可以認(rèn)為粒子進(jìn)入除塵器后立刻達(dá)到了飽和電荷第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.3粒子荷電1.電場(chǎng)荷電

與電場(chǎng)電荷過(guò)程相反，不存在擴(kuò)散荷電的最大極限值（根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)理論，不存在離子動(dòng)能上限）

荷電量取決于離子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能、粒子大小和荷電時(shí)間

擴(kuò)散荷電理論方程

第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.擴(kuò)散荷電2.3粒子荷電處于中間范圍

（0.15～0.5μm）的粒子，需同時(shí)考慮電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電。根據(jù)Robinson的研究，簡(jiǎn)單地將電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電的電荷相加，可近似地表示兩種過(guò)程綜合作用時(shí)的荷電量，與實(shí)驗(yàn)值基本一致第六章除塵裝置2.3粒子荷電3.電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電的綜合作用第二節(jié)電除塵器（1）沉積在集塵極表面的高比電阻粒子導(dǎo)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,通常當(dāng)高比電阻高于2×1010Ωm時(shí)，較易發(fā)生火花放電或反電暈，破壞正常電暈過(guò)程（2）氣流中微小粒子的濃度高時(shí)，荷電塵粒所形成的電暈電流不大，可是所形成的空間電荷卻很大，嚴(yán)重抑制著電暈電流的產(chǎn)生，使塵粒不能獲得足夠的電荷（3）當(dāng)含塵量大到某一數(shù)值時(shí)，電暈現(xiàn)象消失，塵粒在電場(chǎng)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

第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.3粒子荷電4.異常荷電現(xiàn)象2.4荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集1.驅(qū)進(jìn)速度2粒子的捕集效率－－德意希公式3有效驅(qū)進(jìn)速度第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.捕集效率一德意希公式德意希公式的假定: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是均勻的粒子進(jìn)入除塵器后立即完成了荷電過(guò)程忽略電風(fēng)、氣流分布不均勻、被捕集粒子重新進(jìn)入氣流等影響

第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.4荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集dt時(shí)間內(nèi)在長(zhǎng)度為dx的空間所捕集的粉塵量為由dt＝dx/u積分最終得第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.4荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集2.捕集效率一德意希公式當(dāng)粒子的粒徑相同且驅(qū)進(jìn)速度不超過(guò)氣流速度的10％～20％時(shí)，德意希方程理論上才是成立的

作為除塵總效率的近似估算，ω應(yīng)取某種形式的平均驅(qū)進(jìn)速度修正的德意西方程：K—指數(shù)，一般取0.5第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.4荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集2.捕集效率一德意希公式3.有效驅(qū)進(jìn)速度有效驅(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(cè)得的總捕集效率值，代入德意希方程式中反算出的相應(yīng)驅(qū)進(jìn)速度值，以ωe表示ωe=0.2—2m/s第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.4荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集電暈極和集塵極上都會(huì)有粉塵沉積

粉塵沉積在電暈極上會(huì)影響電暈電流的大小和均勻性，一般方法采取振打清灰方式清除

從集塵極清除已沉積的粉塵的主要目的是防止粉塵重新進(jìn)入氣流在濕式電除塵器中，用水沖洗集塵極板在干式電除塵器中，一般用機(jī)械撞擊或電極振動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)力清灰第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.5被捕集粉塵的清除現(xiàn)代的電除塵器大都采用電磁振打或錘式振打清灰。振打系統(tǒng)要求既能產(chǎn)生高強(qiáng)度的振打力，又能調(diào)節(jié)振打強(qiáng)度和頻率常用的振打器有電磁型和撓臂錘型

第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.5被捕集粉塵的清除2.6電除塵器結(jié)構(gòu)1.除塵器類型雙區(qū)電除塵器－通風(fēng)空氣的凈化和某些輕工業(yè)部門(mén)單區(qū)電除塵器－控制各種工藝尾氣和燃燒煙氣污染管式電除塵器用于氣體流量小，含霧滴氣體，或需要用水洗刷電極的場(chǎng)合板式電除塵器為工業(yè)上應(yīng)用的主要型式，氣體處理量一般為25～50m3/s以上第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.電暈電極

常用的有直徑3mm左右的圓形線、星形線及鋸齒線、芒刺線等

電暈線的一般要求：起暈電壓低、電暈電流大、機(jī)械強(qiáng)度高、能維持準(zhǔn)確的極距、易清灰等

3.集塵極性能良好的集塵極應(yīng)滿足下述基本要求振打時(shí)粉塵的二次揚(yáng)起少單位集塵面積消耗金屬量低極板高度較大時(shí)，應(yīng)有一定的剛性，不易變形振打時(shí)易于清灰，造價(jià)低第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.6電除塵器結(jié)構(gòu)4.高壓供電設(shè)備高壓供電設(shè)備提供粒子荷電和捕集所需要的高場(chǎng)強(qiáng)和電暈電流供電設(shè)備必須十分穩(wěn)定，希望工作壽命在二十年之上通常高壓供電設(shè)備的輸出峰值電壓為70～l000kV，電流為100～2000mA增加供電機(jī)組的數(shù)目，減少每個(gè)機(jī)組供電的電暈線數(shù)，能改善電除塵器性能，但投資增加。必須考慮效率和投資兩方面因素第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.6電除塵器結(jié)構(gòu)5.氣流分布板電除塵器內(nèi)氣流分布對(duì)除塵效率具有較大影響為保證氣流分布均勻，在進(jìn)出口處應(yīng)設(shè)變徑管道，進(jìn)口變徑管內(nèi)應(yīng)設(shè)氣流分布板最常見(jiàn)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

對(duì)氣流分布的具體要求是任何一點(diǎn)的流速不得超過(guò)該斷面平均流速的±40%在任何一個(gè)測(cè)定斷面上，85%以上測(cè)點(diǎn)的流速與平均流速不得相差±25%。第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.6電除塵器結(jié)構(gòu)2.7粉塵比電阻比電阻各種物質(zhì)的電阻與其長(zhǎng)度成正比，與其橫截面積成反比，并和溫度有關(guān)：

Rs——比電阻；

L——長(zhǎng)度；

A——橫截面積。定義：一種物質(zhì)的比電阻是其長(zhǎng)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。第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器1.粉塵的導(dǎo)電性比電阻過(guò)高或過(guò)低都會(huì)大大降低電除塵器的除塵效率，適宜的范圍是從103--104Ω·cm--2×1010Ω·cm。通常所需要的粉塵的最小導(dǎo)電率是10－10（Ω/cm）－1

高比電阻粉塵－導(dǎo)電率低于大約10－10（Ω/cm）－1，即電阻率大于1010Ω/cm的粉塵，通常稱為高比電阻粉塵。影響粉塵層比電阻除粒子溫度和組成之外，還包括粒子大小和形狀，粉塵層厚度和壓縮程度，施加于粉塵層的電場(chǎng)強(qiáng)度等在評(píng)價(jià)電除塵器的操作性能時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的粉塵比電阻數(shù)據(jù)第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.7粉塵比電阻2.高比電阻粉塵對(duì)電除塵器性能的影響高比電阻粉塵會(huì)干擾電場(chǎng)條件，導(dǎo)致除塵效率下降低于1010Ω/cm時(shí)，比電阻幾乎對(duì)除塵器操作和性能沒(méi)有影響比電阻介于1010～1011Ω/cm之間時(shí)，火花率增加，操作電壓降低高于1011Ω/cm時(shí)，產(chǎn)生明顯反電暈第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.7粉塵比電阻3.克服高比電阻影響的方法保持電極表面盡可能清潔采用較好的供電系統(tǒng)煙氣調(diào)質(zhì) 增加煙氣濕度，或向煙氣中加入SO3、NH3，及Na2CO3等化合物，使粒子導(dǎo)電性增加發(fā)展新型電除塵器

改變煙氣溫度向煙氣中噴水，同時(shí)增加煙氣濕度和降低溫度第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.7粉塵比電阻1.比集塵表面積的確定

根據(jù)運(yùn)行和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，確定有效驅(qū)進(jìn)速度ωe按德意希方程求得比集塵表面積A/Q2.長(zhǎng)高比的確定集塵板有效長(zhǎng)度與高度之比，直接影響振打清灰時(shí)二次揚(yáng)塵的多少要求除塵效率大于99%時(shí)，除塵器的長(zhǎng)高比至少要1.0～1.5。第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.8電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)3.氣流速度的確定通常由處理煙氣量和電除塵器過(guò)氣斷面積，計(jì)算煙氣的平均流速平均流速高于某一臨界速度時(shí)，作用在粒子上的空氣動(dòng)力學(xué)阻力會(huì)迅速增加，粉塵的重新進(jìn)入量亦迅速增加4.氣體的含塵濃度如果氣體含塵濃度很高，電場(chǎng)內(nèi)塵粒的空間電荷很高，易發(fā)生電暈閉塞應(yīng)對(duì)措施－提高工作電壓，采用放電強(qiáng)烈的芒剌型電暈極，電除塵器前增設(shè)預(yù)凈化設(shè)備等第六章除塵裝置第二節(jié)電除塵器2.8電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)電除塵器的輔助設(shè)計(jì)因素

電暈電極：支撐方式和方法集塵電極：類型、尺寸、裝配、機(jī)械性能和空氣動(dòng)力學(xué)性能整流裝置：額定功率、自動(dòng)控制系統(tǒng)、總數(shù)、儀表和監(jiān)測(cè)裝置電暈電極和集塵電極的振打機(jī)構(gòu)：類型、尺寸、頻率范圍和強(qiáng)度調(diào)整、總數(shù)和排列灰斗：幾何形狀、尺寸、容量、總數(shù)和位置輸灰系統(tǒng)：類型、能力、預(yù)防空氣泄漏和粉塵反吹殼體和灰斗的保溫，電除塵器頂蓋的防雨雪措施便于電除塵器內(nèi)部檢查和維修的檢修門(mén)高強(qiáng)度框架的支撐體絕緣器：類型、數(shù)目、可靠性氣體入口和出口管道的排列需要的建筑和地基獲得均勻的低湍流氣流分布的措施第六章除塵裝置2.8電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)第三節(jié)濕式除塵器一、概述二、濕式除塵器的除塵機(jī)理三、噴淋塔洗滌器四、旋風(fēng)洗滌器五、文丘里洗滌器第三節(jié)濕式除塵器3.1概述 定義：使含塵氣體與液體

（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皆龃蟮难b置

可以有效地除去直徑為0.1～20μm的液態(tài)或固態(tài)粒子，亦能脫除氣態(tài)污染物。第六章除塵裝置優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、占地面積小、操作及維修方便、凈化效率高、能處理高溫高濕氣流缺點(diǎn)：設(shè)備和管道腐蝕、污水污泥的處理、不利于副產(chǎn)品的回收、安裝在戶外需考慮防凍分類：高能和低能濕式除塵器低能濕式除塵器的壓力損失為0.2～1.5kPa，對(duì)10μm以上粉塵的凈化效率可達(dá)90％～95%高能濕式除塵器的壓力損失為2.5～9.0kPa，凈化效率可達(dá)99.5％以上第六章除塵裝置第三節(jié)濕式除塵器旋風(fēng)水膜除塵第六章除塵裝置第三節(jié)濕式除塵器3.2濕式除塵器的除塵機(jī)理

1.慣性碰撞參數(shù)與除塵效率 含塵氣流在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中同液滴相遇，在液滴前xd處氣流開(kāi)始改變方向，繞過(guò)液滴運(yùn)動(dòng)，而慣性較大的塵粒有繼續(xù)保持其原來(lái)直線運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。塵粒運(yùn)動(dòng)主要受兩個(gè)力支配，即其本身的慣性力以及周圍氣體對(duì)它的阻力。定義塵粒從脫離流線到慣性運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)所移動(dòng)的直線距離稱為粒子的停止距離xs，若xs大于粒子開(kāi)始偏離流線那一點(diǎn)至液滴的距離

xd，顆粒和液滴就會(huì)發(fā)生碰撞。定義xs與液滴直徑Dc的比值為慣性碰撞參數(shù)NI第六章除塵裝置第三節(jié)濕式除塵器1.慣性碰撞參數(shù)和除塵效率定義慣性碰撞參數(shù)NI：停止距離xs與液滴直徑dD的比值對(duì)斯托克斯粒子up：粒子運(yùn)動(dòng)速度uD：液滴運(yùn)動(dòng)速度dD：液滴直徑

第六章除塵裝置第三節(jié)濕式除塵器3.2濕式除塵器的除塵機(jī)理1.慣性碰撞參數(shù)和除塵效率由上式可見(jiàn)，當(dāng)塵粒直徑和密度確定以后，碰撞參數(shù)NI與粒子和液滴之間的相對(duì)速度成正比，而與液滴直徑成反比。所以對(duì)于給定的煙氣系統(tǒng)，要提高NI值，必須提高氣液相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和減小液滴直徑。目前，工業(yè)上常用的各種濕式除塵器基本上是圍繞這兩個(gè)因素發(fā)展起來(lái)的。但液滴直徑并非愈小愈好，直徑過(guò)小，液滴容易隨氣流一起運(yùn)動(dòng)，減小了氣液相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。氣體的粘度越大則效率愈低。第六章除塵裝置第三節(jié)濕式除塵器3.2濕式除塵器的除塵機(jī)理2.接觸功率與除塵效率根據(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關(guān)系接觸功率理論：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(wú)關(guān)第六章除塵裝置3.2濕式除塵器的除塵機(jī)理第三節(jié)濕式除塵器總能耗Et:氣流通過(guò)洗滌器時(shí)的能量損失EG+霧化噴淋液體過(guò)程中的能量消耗EL

ΔPG:氣體壓力損失，Pa

PL:液體入口壓力，PaQL,QG:液體和氣體流量，m3/s第六章除塵裝置第三節(jié)濕式除塵器3.2濕式除塵器的除塵機(jī)理2.接觸功率與除塵效率除塵效率其中，傳質(zhì)單元數(shù)

－除塵器的特性參數(shù)（見(jiàn)下頁(yè)）

第六章除塵裝置第三節(jié)濕式除塵器3.2濕式除塵器的除塵機(jī)理2.接觸功率與除塵效率3.分割粒徑與除塵效率分割粒徑法：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多數(shù)慣性分離裝置的分級(jí)通過(guò)率可以表示為da:粒子的空氣動(dòng)力學(xué)直徑Ae，Be:均為常數(shù)對(duì)填充塔和篩板塔，Be=2；離心式洗滌器，Be=0.67；文丘里洗滌器（當(dāng)NI=0.5～5），Be=2第六章除塵裝置3.2濕式除塵器的除塵機(jī)理第三節(jié)濕式除塵器假定所有液滴具有相同直徑液滴進(jìn)入洗滌器后立刻以終末速度沉降液滴在斷面上分布均勻、無(wú)聚結(jié)現(xiàn)象含塵氣體清潔氣體循環(huán)水含塵水第六章除塵裝置第三節(jié)濕式除塵器3.3噴霧塔洗滌器3.3噴霧塔洗滌器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ut

一液滴的終末沉降速度，m/sVG－空塔斷面氣速，m/sz－氣液接觸的總塔高度，md－單個(gè)液滴的碰撞效率第六章除塵裝置第三節(jié)濕式除塵器噴霧塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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嚴(yán)格控制噴霧的過(guò)程，保證液滴大小均勻，對(duì)有效的操作是很有必要第六章除塵裝置3.3噴霧塔洗滌器第三節(jié)濕式除塵器3.4旋風(fēng)洗滌器干式旋風(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(jiǎn)單的旋風(fēng)洗滌器噴霧作用發(fā)生在外渦旋區(qū)，并捕集塵粒，攜帶塵粒的液滴被甩向旋風(fēng)洗滌器的濕壁上，然后沿壁面沉落到器底在出口處通常需要安裝除霧器第六章除塵裝置第三節(jié)濕式除塵器離心洗滌器凈化dp<5μm的塵粒仍然有效耗水量L/G=0.5～1.5L/m3適用于處理煙氣量大，含塵濃度高的場(chǎng)合可單獨(dú)使用，也可安裝在文丘里洗滌器之后作脫水器由于氣流的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使其帶水現(xiàn)象減弱可采用比噴霧塔更細(xì)的噴嘴第六章除塵裝置第三節(jié)濕式除塵器3.4旋風(fēng)洗滌器3.5文丘里洗滌器除塵器系統(tǒng)的構(gòu)成文丘里洗滌器除霧器沉淀池加壓循環(huán)水泵除塵過(guò)程文丘里除塵器：

收縮管，

喉管，

擴(kuò)散管就其斷面形狀圓形文丘里除塵器矩形文丘里除塵器第六章除塵裝置第三節(jié)濕式除塵器文丘里洗滌器第六章除塵裝置1.除塵過(guò)程

含塵氣體由進(jìn)氣管進(jìn)入收縮管后，流速逐漸增大，氣流的壓力能逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能在喉管入口處，氣速達(dá)到最大，一般為50～180m/s洗滌液

（一般為水）通過(guò)沿喉管周邊均勻分布的噴嘴進(jìn)入，液滴被高速氣流霧化和加速充分的霧化是實(shí)現(xiàn)高效除塵的基本條件

第六章除塵裝置第三節(jié)濕式除塵器3.5文丘里洗滌器通常假定微細(xì)塵粒以氣流相同的速度進(jìn)人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(guò)程中，由于液滴與粒子之間慣性碰撞，實(shí)現(xiàn)微細(xì)塵粒的捕集碰撞捕集效率隨相對(duì)速度增加而增加，因此氣流入口速度必須較高

第六章除塵裝置3.5文丘里洗滌器第三節(jié)濕式除塵器2.幾何尺寸進(jìn)氣管直徑D1按與之相聯(lián)管道直徑確定，管道中氣流速度一般為16m/s—22m/s收縮管的收縮角α1常取23o～25o喉管直徑DT按喉管氣速vT確定，其截面積與進(jìn)口管截面積之比的典型值為1：4vT的選擇要考慮到粉塵、氣體和洗滌液的物理化學(xué)性質(zhì)、對(duì)洗滌器效率和阻力的要求等因素第六章除塵裝置3.5文丘里洗滌器第三節(jié)濕式除塵器2.幾何尺寸（續(xù)）擴(kuò)散管的擴(kuò)散角α2一般為5o～7o出口管的直徑D2按與其相聯(lián)的除霧器要求的氣速確定由于擴(kuò)散管后面的直管還具有凝聚和恢復(fù)壓力的作用，一般設(shè)1—2m長(zhǎng)的連接管，再接除霧器。收縮管和擴(kuò)散管的長(zhǎng)度L1及L2由下式計(jì)算：喉管長(zhǎng)度取喉管直徑的0.8—1.5倍或200～500mm第六章除塵裝置3.5文丘里洗滌器第三節(jié)濕式除塵器3.壓力損失高速氣流的動(dòng)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(jì)算文丘里洗滌器壓力損失的數(shù)學(xué)模式第六章除塵裝置3.5文丘里洗滌器第三節(jié)濕式除塵器3.壓力損失（續(xù)）卡爾弗壓力損失模式：基于喉管內(nèi)氣流方向上dx段的力平衡令x=0處（液體注入點(diǎn)）液滴在x方向的速度為零，積分得第六章除塵裝置3.5文丘里洗滌器第三節(jié)濕式除塵器3.壓力損失（續(xù)）假定：1.在喉管內(nèi)氣流速度為常數(shù)；2.氣體流動(dòng)為不可壓縮的絕熱過(guò)程；3.在任何斷面上液氣比不變；4.液滴直徑為常數(shù)；5.液滴周圍壓力是對(duì)稱的，因而可以忽略根據(jù)作用在液滴上的慣性力與阻力的平衡第六章除塵裝置3.5文丘里洗滌器第三節(jié)濕式除塵器3.壓力損失（續(xù)）對(duì)于球形液滴因?yàn)?，所以第六章除塵裝置3.5文丘里洗滌器第三節(jié)濕式除塵器3.壓力損失（續(xù)）積分得或根據(jù)由多種型式文丘里洗滌器得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)間的關(guān)系，海斯凱茨（Hesketh）提出了如下方程式第六章除塵裝置3.5文丘里洗滌器第三節(jié)濕式除塵器4.除塵效率

卡爾弗特等人作了一系列簡(jiǎn)化后提出下式以計(jì)算文丘里洗滌器的通過(guò)率

第六章除塵裝置第三節(jié)濕式除塵器3.5文丘里洗滌器89

第六章除塵裝置第四節(jié)過(guò)濾式除塵器一、袋式除塵器的原理二、袋式除塵器的壓力損失三、袋式除塵器的濾料四、袋式除塵器的清灰五、袋式除塵器的選擇、設(shè)計(jì)和應(yīng)用六、顆粒層除塵器第六章除塵裝置90第四節(jié)過(guò)濾式除塵器定義：使含塵氣流通過(guò)過(guò)濾材料將粉塵分離捕集的裝置分類： 空氣過(guò)濾器 顆粒層除塵器 袋式除塵器優(yōu)點(diǎn)：效率高、性能穩(wěn)定可靠、操作簡(jiǎn)單第六章除塵裝置914.1袋式除塵器的工作原理含塵氣流從下部進(jìn)入圓筒形濾袋，在通過(guò)濾料的孔隙時(shí)，粉塵被捕集于濾料上沉積在濾料上的粉塵，可在機(jī)械振動(dòng)的作用下從濾料表面脫落，落入灰斗中粉塵因截留、慣性碰撞、靜電和擴(kuò)散等作

用，在濾袋表面形成粉塵層，常稱為粉層初層第六章除塵裝置第四節(jié)過(guò)濾式除塵器92粉塵初層形成后，成為袋式除塵器的主要過(guò)濾層，提高了除塵效率隨著粉塵在濾袋上積聚，濾袋兩側(cè)的壓力差增大，會(huì)把已附在濾料上的細(xì)小粉塵擠壓過(guò)去，使除塵效率下降

除塵器壓力過(guò)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)清灰清灰不應(yīng)破壞粉塵初層第六章除塵裝置第四節(jié)過(guò)濾式除塵器4.1袋式除塵器的工作原理934.2壓力損失袋式除塵器的壓力損失由通過(guò)清潔濾料的壓力損失和通過(guò)顆粒層的壓力損失組成第六章除塵裝置第四節(jié)過(guò)濾式除塵器94滲透率K是沉積粉塵層性質(zhì)，如孔隙率、比表面積、孔隙大小分布和粉塵粒徑分布等的函數(shù)對(duì)于給定的濾料和操作條件，濾料的壓力損失基本上是一個(gè)常數(shù)通過(guò)袋式除塵器的壓力損失主要由決定ΔP主要由顆粒層滲透率K和厚度XP決定第六章除塵裝置第四節(jié)過(guò)濾式除塵器4.2壓力損失95在時(shí)間t內(nèi)，沉積在濾袋上的粉塵質(zhì)量m可以表示為因此粉塵層的壓力損失令，定義為顆粒層的比阻力系數(shù)，因此第六章除塵裝置第四節(jié)過(guò)濾式除塵器4.2壓力損失96對(duì)于給定的煙氣特征和粉塵層滲透率，與粉塵濃度C和過(guò)濾時(shí)間t成線性關(guān)系，而與過(guò)濾速度的平方成正比第六章除塵裝置4.2壓力損失第四節(jié)過(guò)濾式除塵器974.3袋式除塵器的濾料1.對(duì)濾料的要求容塵量大、吸濕性小、效率高、阻力低使用壽命長(zhǎng)，耐溫、耐磨、耐腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度表面光滑的濾料容塵量小，清灰方便，適用于含塵濃度低、粘性大的粉塵，采用的過(guò)濾速度不宜過(guò)高表面起毛（絨）的濾料容塵量大，粉塵能深入濾料內(nèi)部，可以采用較高的過(guò)濾速度，但必須及時(shí)清灰

第六章除塵裝置第四節(jié)過(guò)濾式除塵器982.濾料種類

按濾料材質(zhì)分天然纖維棉毛織物，適于無(wú)腐蝕、350～360K以下氣體無(wú)機(jī)纖維主要指玻璃纖維，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐高溫；質(zhì)地脆合成纖維性能各異，滿足不同需要，擴(kuò)大除塵器的應(yīng)用領(lǐng)域第六章除塵裝置第四節(jié)過(guò)濾式除塵器4.3袋式除塵器的濾料992.濾料種類

按濾料結(jié)構(gòu)分濾布（編織物）毛氈第六章除塵裝置4.3袋式除塵器的濾料第四節(jié)過(guò)濾式除塵器1004.4袋式除塵器的清灰

常用的清灰方式有三種機(jī)械振動(dòng)式

逆氣流清灰脈沖噴吹清灰第六章除塵裝置第四節(jié)過(guò)濾式除塵器1011.機(jī)械振動(dòng)清灰振動(dòng)方式：濾袋沿水平方向擺動(dòng)、沿垂直方向擺動(dòng)、濾袋扭轉(zhuǎn)使顆粒層破碎機(jī)械振動(dòng)袋式除塵器的過(guò)濾風(fēng)速一般取1.0～2.0m/min，壓力損失為800－1200Pa優(yōu)點(diǎn)：工作性能穩(wěn)定，清灰效果較好缺點(diǎn)：濾袋常受機(jī)械力作用，損壞較快，濾袋檢修與更換工作量大第六章除塵裝置第四節(jié)過(guò)濾式除塵器4.4袋式除塵器的清灰

1022.逆氣流清灰

形式：反吹風(fēng)、反吸風(fēng)過(guò)濾風(fēng)速一般為0.5～2.0m/min，壓力損失控制范圍1000～1500Pa

這種清灰方式的除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，清灰效果好，濾袋磨損少，特別適用于粉塵粘性小，玻璃纖維濾袋的情況第六章除塵裝置第四節(jié)過(guò)濾式除塵器4.4袋式除塵器的清灰

1033.脈沖噴吹清灰

利用4～7atm的壓縮空氣反吹，壓縮空氣的脈沖產(chǎn)生沖擊波，使濾袋振動(dòng)，粉塵層脫落必須選擇適當(dāng)壓力的壓縮空氣和適當(dāng)?shù)拿}沖持續(xù)時(shí)間

（通常為0.1一0.2s）每清灰一次，叫做一個(gè)脈沖，全部濾袋完成一個(gè)清灰循環(huán)的時(shí)間稱為脈沖周期，通常為60s脈沖噴吹清灰實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)清灰，凈化效率達(dá)99％；過(guò)濾負(fù)荷較高，濾袋磨損輕，運(yùn)行安全可靠第六章除塵裝置第四節(jié)過(guò)濾式除塵器4.4袋式除