第六章 顆粒污染物控制

第六章顆粒污染物控制第一頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五煙塵的來(lái)源和危害

煙塵的來(lái)源

煙塵的來(lái)源主要有以下幾個(gè)方面：1.各種物質(zhì)的燃燒，如鍋爐中煤炭的燃燒、木材和各種農(nóng)作物的燃燒等；2.粉末物料的混合、篩分、包裝、及運(yùn)輸?shù)?，如水泥的包裝運(yùn)輸過(guò)程；3.固體物料的機(jī)械粉碎研磨，如破碎機(jī)、球磨機(jī)在破碎礦石和研磨煤粉的過(guò)程；4.物質(zhì)加熱時(shí)產(chǎn)生的蒸氣在空氣中凝結(jié)或被氧化的過(guò)程，如鑄銅時(shí)產(chǎn)生的氧化鋅固體微粒。5.固體表面加工過(guò)程，如砂輪機(jī)的磨光過(guò)程，拋光機(jī)的拋光過(guò)程室內(nèi)空間也存在大量的污染機(jī)會(huì)第二頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五室內(nèi)空氣污染人類最重要的空間……室內(nèi)空間

成年人有70—80％的時(shí)間在室內(nèi)，老弱病殘者在室內(nèi)的時(shí)間更多可達(dá)到90％以上。在一般情況，室內(nèi)環(huán)境空氣的質(zhì)量總是劣于室外的空氣質(zhì)量

據(jù)世界衛(wèi)生組織透露：室內(nèi)的空氣的質(zhì)量及其污染程度對(duì)人類造成的危害，在某種程度上說(shuō)，比室外污染的影響更嚴(yán)重。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)家庭裝修業(yè)的迅速發(fā)展，裝修產(chǎn)生的室內(nèi)環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，在室內(nèi)約可檢測(cè)出300多種污染物，大約60％以上的人體疾病與空氣污染有關(guān)。第三頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五人類活動(dòng)燃料燃燒及加熱建筑材料及裝飾材料室外來(lái)源家用電器第四頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五室內(nèi)空氣污染指由于室內(nèi)引入能釋放有害物質(zhì)的污染源或室內(nèi)空氣通風(fēng)不佳而導(dǎo)致室內(nèi)空氣中有害物質(zhì)無(wú)論是從數(shù)量上還是種類上不斷增加，并引起人的一系列不適癥狀的現(xiàn)象。主要有顆粒物（煙霧、油煙）和氣態(tài)污染物（甲醛、甲苯、二甲苯、NH3等）第五頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

煙塵的擴(kuò)散原理

煙塵主要是依賴氣流的運(yùn)動(dòng)來(lái)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)下甩出的金屬屑會(huì)產(chǎn)生誘導(dǎo)空氣，使磨削下來(lái)的細(xì)煙塵隨其擴(kuò)散。

第六頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五3.熱氣流上升造成的塵化作用

由于一些產(chǎn)塵設(shè)備產(chǎn)生大量的熱量，其表面的空氣被加熱而產(chǎn)生上升熱氣流，一些煙塵在上升熱氣流的作用下，會(huì)隨著上升熱氣流一起運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生塵化作用。例如鍋爐中煤炭的燃燒、煉鋼電爐、加熱爐以及金屬澆鑄等過(guò)程所引起的塵化作用。4.綜合性塵化作用

綜合性塵化作用是指由剪切和誘導(dǎo)空氣等幾個(gè)因素共同作用的一種塵化作用。例如皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸?shù)姆哿蠌母咛幭侣涞降孛娴倪^(guò)程。

通常把塵粒由靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)榭諝庵懈∮蔚膲m化作用稱為一次塵化作用，引起一次塵化作用的氣流稱為塵化氣流。由于細(xì)小的煙塵本身沒(méi)有獨(dú)立運(yùn)動(dòng)能力，一次塵化作用帶給煙塵的能量并不能使煙塵擴(kuò)散飛揚(yáng)，只能在局部地點(diǎn)造成空氣污染。由于通風(fēng)或冷熱氣流對(duì)流所形成的空間氣流（稱為二次氣流），在局部地點(diǎn)帶動(dòng)含塵空氣在整個(gè)車間內(nèi)流動(dòng)，造成煙塵進(jìn)一步擴(kuò)散。污染空氣環(huán)境的主要原因是二次氣流。二次氣流速度越大，煙塵擴(kuò)散越嚴(yán)重.

第七頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五煙塵的危害

1.對(duì)人的危害煙塵的危害包括三個(gè)方面：①有毒煙塵引起中毒；煙塵的化學(xué)性質(zhì)是危害人體的主要因素，有毒的金屬煙塵（鉻、錳、鉛、汞、砷等）進(jìn)入人體后，會(huì)引起中毒以至死亡。另外，這些物質(zhì)進(jìn)入肺部都能直接對(duì)肺部產(chǎn)生危害。②一般煙塵引起各種塵肺病；在有煙塵產(chǎn)生的生產(chǎn)過(guò)程中，無(wú)毒性煙塵對(duì)人體的主要危害是煙塵進(jìn)入人體肺部后可能引起各種塵肺病。由各種生產(chǎn)性有害因素引起的職業(yè)病中，塵肺約占60％。還有一些物質(zhì)本身并沒(méi)有毒性，例如鋅，但是其加熱后形成的煙狀氧化物可與人體內(nèi)的蛋白質(zhì)作用而引起發(fā)燒，發(fā)生所謂的鑄造熱病。煙塵中的有害化學(xué)因素為游離二氧化硅、硅酸鹽等。根據(jù)接觸不同成分和濃度的煙塵，塵肺又可分為矽肺（游離二氧化硅所致）、硅酸鹽肺（如滑石肺、石棉肺，系硅酸鹽所致）、煤肺（煤塵所致）、金屬粉未沉著癥、鑄工塵肺、電焊工塵肺等。③有的煙塵(如硫化礦塵)引起皮膚炎。第八頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

2.對(duì)環(huán)境的危害

煙塵不僅會(huì)危害室內(nèi)空氣環(huán)境，如不加控制地排入大氣，會(huì)造成大氣污染，在更廣闊的范圍內(nèi)破壞大氣環(huán)境。

3.對(duì)生產(chǎn)的危害

煙塵對(duì)生產(chǎn)的影響主要是降低產(chǎn)品質(zhì)量和機(jī)器工作精度。

煙塵還使光照度和能見度降低，影響室內(nèi)作業(yè)的視野，甚至誘發(fā)事故；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。第九頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五防治措施多年的治理實(shí)踐證明，在大多數(shù)情況下，單獨(dú)依靠一種方法來(lái)控制有害物的危害，既不經(jīng)濟(jì)也很難能達(dá)到預(yù)期的效果，必須采取綜合措施。1.改善能源結(jié)構(gòu)。2.提高能源利用率和利用水平，改進(jìn)工藝設(shè)備和生產(chǎn)操作方法，從根本上防止和減少有害物的產(chǎn)生3.采用通風(fēng)和稀釋等方法控制有害物濃度4.采用煙塵控制設(shè)備及措施控制煙塵排放5.建立嚴(yán)格的檢查管理制度第十頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五第十一頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五顆粒污染物治理技術(shù)針對(duì)顆粒污染物粒徑性質(zhì)，最常用的就是袋式除塵器（過(guò)濾）、旋風(fēng)式除塵器（干法）、泡沫除塵器（濕法）、靜電除塵等。袋式除塵器第十二頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

旋風(fēng)除塵器靜電除塵器濕法除塵器第十三頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五除塵裝置的選擇煙塵的性質(zhì)處理氣量共存物質(zhì)等其他因素經(jīng)濟(jì)因素第十四頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五一、煙塵的粒徑及分布

1、煙塵的粒徑 煙塵顆粒的大小不同，不僅其化學(xué)性質(zhì)有很大差異，而且對(duì)人體和生物帶來(lái)不同的危害，對(duì)除塵器的性能影響各有不同。 粒徑分為：

單一粒徑—代表單個(gè)粒子的直徑；

平均粒徑—代表各種不同大小的粒子的平均粒徑。測(cè)定方法（1）用顯微鏡法觀測(cè)顆粒（2）用篩分法測(cè)定（3）用光散射法測(cè)定（4）沉降法測(cè)定（5）分割粒徑⑴單一粒徑： 離子的幾何形狀不規(guī)則，測(cè)定方法和應(yīng)用不同，粒徑的定義和表示方法也不相同。投影徑、幾何當(dāng)量徑、物理當(dāng)量徑p350～351第十五頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五1）投影徑：投影徑是用顯微鏡觀測(cè)顆粒時(shí)所采用的粒徑。（有五種表示方法：長(zhǎng)徑、短徑、定向直徑、定向面積等分徑、圓等直徑）2）幾何當(dāng)量徑：取與顆粒的某一幾何量（面積、體積）相同的球形顆粒的直徑為其幾何當(dāng)量徑。3）物理當(dāng)量徑：取與顆粒的某一物理量相同的球形顆粒的直徑為顆粒的物理當(dāng)量徑。（如：空氣動(dòng)力學(xué)直徑、斯托克斯徑）

空氣動(dòng)力學(xué)直徑與被測(cè)塵粒在空氣中沉降速度相同，密度為1g/cm3的球形粒子直徑即為空氣動(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)力特性密切相關(guān)，在除塵技術(shù)中應(yīng)用最多。斯托克斯徑是在層流區(qū)Re<2.0的空氣動(dòng)力學(xué)直徑。第十六頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五平均粒徑

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

第十七頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五名稱計(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(zhǎng)度平均徑表面積總和除以直徑的總和吸附體面積平均徑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)度第十八頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五名稱計(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(jí)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(guò)程中分級(jí)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十九頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五粉塵的粒徑分布

1、概念：粒徑分布是指某種粉塵中，不同粒徑的顆粒所占的比例，也稱粉塵的分散度。

2、表示形式：質(zhì)量分布：用顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)表示粒數(shù)分布：用顆粒的個(gè)數(shù)百分?jǐn)?shù)來(lái)表示3、表示方法：列表法圖示法函數(shù)法第二十頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五粉塵的粒徑分布

1.列表法（l）頻率分布g（％）：粒徑dp至dp±Δdp/2之間的塵樣質(zhì)量占?jí)m樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)（2）頻率密度分布f（％·μm-1）：簡(jiǎn)稱頻度分布，粒徑間隔寬度Δdp=1μm時(shí)塵樣質(zhì)量占?jí)m樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)（3）篩上累積頻率分布R（%）：簡(jiǎn)稱篩上累積分布。指大于某一粒徑dp的全部顆粒質(zhì)量占?jí)m樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)

（4）篩下累積頻率分布R（%）：與篩上累積分布相對(duì)應(yīng)第二十一頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.圖示法

第二十二頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五3.函數(shù)法

（l）正態(tài)分布（或Gauss分布）正態(tài)分布函數(shù)：正態(tài)分布曲線及特征數(shù)估計(jì)第二十三頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五3.函數(shù)法

（2）對(duì)數(shù)正態(tài)分布對(duì)數(shù)正態(tài)分布函數(shù)：

對(duì)數(shù)正態(tài)分布曲線及特征數(shù)估計(jì)第二十四頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五粉塵粒徑分布的測(cè)定方法

1.顯微鏡法：

用放大率450~600倍的顯微鏡之下，對(duì)塵粒逐個(gè)測(cè)量，從而取得定向徑、走向面積等分徑等。

用顯微鏡觀測(cè)顆粒的直徑第二十五頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.篩分法：

取100g塵樣為標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)一套篩子進(jìn)行篩分，按不同孔組上殘留率進(jìn)行計(jì)算，找出占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。

第二十六頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五3.庫(kù)爾特計(jì)數(shù)器：

使塵粒在電解介質(zhì)中通過(guò)孔口，由于電阻的變化而引起的電壓波動(dòng)，其波動(dòng)值與塵粒的體積成正比。

特點(diǎn)：

是細(xì)孔通過(guò)法中的一種，此法測(cè)得的是顆粒的球等直徑。

第二十七頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.液體沉降法：

根據(jù)不同大小顆粒在液體介質(zhì)中的沉降速度各不相同這一原理而得出的。

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，10-加載裝置第二十八頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五4.液體沉降法：儀器分析結(jié)果部分顯示

第二十九頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五5.氣體沉降法：

使塵粒在氣體介質(zhì)中進(jìn)行沉降的測(cè)定方法。離心分級(jí)機(jī)帶有一套節(jié)流片，可以改變分級(jí)機(jī)的風(fēng)量。調(diào)節(jié)風(fēng)量可以逐級(jí)吹出粉塵，使粉塵由細(xì)到粗逐漸分級(jí)。兩次分級(jí)室內(nèi)殘留的粉塵質(zhì)量差就是對(duì)應(yīng)的塵粒粒徑間隔之問(wèn)的粉塵質(zhì)量。計(jì)算粒徑分布。

離心分級(jí)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?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(jí)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)圈第三十頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五二、煙塵的一般性質(zhì)

1、物理性質(zhì)煙塵的密度—單位體積中煙塵的質(zhì)量。ρp

單位：kg/m3重度—單位體積煙塵所受的重力。rp=ρp·g真密度—將吸附在煙塵粒子表面及內(nèi)部的空氣排出后測(cè)得的煙塵的自身密度ρb。堆積密度—包含煙塵粒子之間氣體空間在內(nèi)的密度。

ρb<ρp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ε。 ρb=（1-ε）ρp第三十一頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

2、煙塵的比表面積 定義:單位體積內(nèi)的煙塵具有的總表面積cm2/cm3

Пdp2(1-ε)6(1-ε) Sp== (1/6)Пdp3dp

對(duì)于非球形粒子組成的煙塵 6(1-ε) Sm=

φmdp

φm粒子群的形狀系數(shù) φm=S/Sm細(xì)砂細(xì)煤粉煙灰纖維灰φm0.750.730.550.30第三十二頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五 3、煙塵的含水量及潤(rùn)濕性

①煙塵的含水量一般分為三類：

a、自由水：附著在表面或包含在凹面細(xì)孔中的水分；

b、結(jié)合水：緊密結(jié)合在粒子內(nèi)部，用一般干燥方法不易全部去除的水分，

c、化學(xué)結(jié)合水：是粒子的組成部分，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

第三十三頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五②煙塵的潤(rùn)濕性 煙塵粒子能否與液體相互附著的難易的性質(zhì)稱為煙塵的潤(rùn)濕性。當(dāng)煙塵與液滴接觸時(shí)，如果接觸面能擴(kuò)大而相互附著，就是能潤(rùn)濕；當(dāng)接觸面趨于縮小而不能附著，則是不能潤(rùn)濕。以其能否被水潤(rùn)濕的程度，可分為親水煙塵和疏水煙塵。第三十四頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五 4、煙塵的荷電性及導(dǎo)電性

①煙塵的荷電性 煙塵在其生產(chǎn)過(guò)程中，由于相互碰撞、摩擦、放射線照射、電暈放電及接觸帶電等原因，總會(huì)帶有一定的電荷，而改變其物理性質(zhì)如凝聚性、附著性等。荷電性強(qiáng)的粒子對(duì)人體的危害有所增加。第三十五頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

②煙塵的導(dǎo)電性 煙塵的導(dǎo)電性不僅包括煙塵顆粒的容積導(dǎo)電，而且包括顆粒表面因吸附水分等形成的化學(xué)膜的表面導(dǎo)電。 在低溫條件下，T<100℃,主要靠表面導(dǎo)電；高溫條件下，T>200℃,容積導(dǎo)電占主導(dǎo)，因此電導(dǎo)率與測(cè)定時(shí)的溫度條件有關(guān)。

粒子的比電阻在104-5×1010Ω˙cm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。

當(dāng)灰塵的比電阻超過(guò)1010Ω·cm，電除塵器的性能就隨著比電阻的增加而下降。第三十六頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五 5、煙塵的粘附性 指粒子之間凝聚的可能性或?qū)ζ鞅谡掣蕉逊e的可能性。 6、煙塵的安息角、滑動(dòng)角 指煙塵通過(guò)小孔連續(xù)下落到水平板上時(shí)，堆積成的錐形母體與水平面的夾角。它與煙塵的種類、粒徑、含水量粒子形狀、粒子表面光滑程度、粉塵粘性等因素有關(guān)。多種煙塵的安息角平均在35~45°?；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)角是評(píng)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(cāng)）錐度、除塵管路或輸灰管路傾斜度的主要依據(jù)。 7、燃爆性第三十七頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五三、除塵器的性能和除塵效率

1、性能 表示除塵器的性能指標(biāo)的有：技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

技術(shù)指標(biāo)：

①處理器氣體量 ②除塵效率 ③壓力損失第三十八頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：

①設(shè)備的金屬或其他材質(zhì)消耗量 ②占地面積 ③設(shè)備費(fèi)用 ④運(yùn)行費(fèi)用 ⑤設(shè)備的可靠性和耐用年限 ⑥操作和維護(hù)管理的年限 通過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較，設(shè)計(jì)合理的除塵器。第三十九頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

2、除塵效率

①除塵效率（捕集效率） 凈化裝置去除污染物的量與進(jìn)入裝置的污染物的總量之比。

第四十頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五 進(jìn)氣口氣體流量：Q0(m3/s) 進(jìn)氣口污染物流量G0(g/s)

進(jìn)氣口污染物濃度C0（g/m3） 凈化裝置出口的相應(yīng)量為：Qe、Ge、Ce

捕集污染物量為:Gc 可以得出：G0

=

C0·Q0

Ge

=

Ce·Qe

第四十一頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

去除污染物量

GcG0-Ge

η==×100%=×100%

進(jìn)口污染物的量

G0G0

Ge

CeQe =(1-)×100%=（1-）×100%

G0

C0Q0②分級(jí)捕集效率 即某一粒徑（或粒徑范圍）的除塵效率。

ΔGc

nd=×100%

ΔGo

ΔGc直徑在Δdp范圍內(nèi)的出口煙塵流量g/s。第四十二頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五四、除塵設(shè)備 現(xiàn)有的除塵設(shè)備分為兩大類：干法除塵設(shè)備和濕法除塵設(shè)備。(一)干法除塵設(shè)備

煙塵從運(yùn)載氣體中的分離是直接完成的。即在干的狀態(tài)下，而不用水滴這樣的一種另外的集塵劑，收集到的干煙塵可以直接處理掉。煙塵從氣體中分離，是由四種力的作用①慣性力，②表面附著力，③電力，④重力。第四十三頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五 按照占優(yōu)勢(shì)的力，干法除塵設(shè)備可分為四類：

①慣性力除塵器—旋風(fēng)除塵器 ②附著力除塵器—袋式除塵器 ③電力除塵器—極板式電除塵器 ④重力沉降—重力沉降室第四十四頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四十五頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五1、重力沉降室原理除塵效率：40％～70％優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、投資少、易維護(hù)缺點(diǎn)：占地大，除塵效率低應(yīng)用：初級(jí)除塵第四十六頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五重力沉降室原理示意圖第四十七頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

2、旋風(fēng)除塵器

①在離心力的作用下，煙塵從氣體中分離出來(lái)。 ②它是由進(jìn)氣室、渦旋室、集塵室、排氣室組成。 ③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。第四十八頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五旋風(fēng)除塵器原理各部件對(duì)除塵效率的影響除塵效率：平均80％左右優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、投資少、易操作缺點(diǎn)：磨損嚴(yán)重，旋風(fēng)子易堵應(yīng)用：多級(jí)除塵的預(yù)除塵第四十九頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五旋風(fēng)除塵器第五十頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五旋風(fēng)除塵器原理示意圖1、旋風(fēng)除塵器原理①在離心力的作用下，煙塵從氣體中分離出來(lái)。②它是由進(jìn)氣室、渦旋室、集塵室、排氣室組成。③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。第五十一頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

④工作原理 微粒被氣流送進(jìn)旋風(fēng)除塵器后，將受到三維流場(chǎng)中離心力、摩擦力以及其它作用力的作用。離心力由流體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，而摩擦力由于在徑向上，流體朝旋風(fēng)除塵器軸線的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生。加速度u2/r是由于離心力產(chǎn)生的。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(lái)，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(méi)從氣流中分離出來(lái)，而且被氣流帶，通過(guò)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。第五十二頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

⑤設(shè)計(jì) 既然是以其產(chǎn)生的離心力從氣體中分離煙塵微粒，那設(shè)計(jì)中要注意的三個(gè)問(wèn)題：

a、如何產(chǎn)生足夠的離心力? up2 kc=mp· r r—微粒軌道的曲率半徑 mp—微粒質(zhì)量 up—微粒的切線速度 kc—離心力 kc

∝1/r 離心力隨r的減小而增大。說(shuō)明小的旋風(fēng)除塵器效率比大的好。第五十三頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

b、如何產(chǎn)生氣體與微粒的相對(duì)運(yùn)動(dòng)?

由切線方向引導(dǎo)氣體和微粒進(jìn)入一個(gè)筒狀部件，即可產(chǎn)生氣體和微粒的旋轉(zhuǎn)。

c、如何分開分離后的氣體和微粒?

氣體靠壓差，煙塵靠重力，由分離器相對(duì)的兩端分離出來(lái)。

第五十四頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

⑥除塵器的分離性能 a、顆粒的分離直徑 分離效率與顆粒直徑有關(guān)，若顆粒直徑大，則分離效率高。 d=dc100時(shí)，η=100%臨界直徑dc100 當(dāng)η=50%時(shí)的分離直徑為dc50 b、捕集效率 先計(jì)算出的粒徑分布，在按照 ηT=ΣΔRt·ηdt計(jì)算總效率。第五十五頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

c、捕集效率的影響因素Ⅰ除塵器的結(jié)構(gòu)尺寸筒體和錐體直徑筒體高度H

排氣管伸入筒體的深度排灰口 除塵器越小，煙塵受到的離心力越大，除塵效率越高。高度對(duì)捕集效率影響不大，增加錐體的長(zhǎng)度，較小排氣管的直徑都會(huì)使捕集效率增高。Ⅱ

入口風(fēng)速（或流量） 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(guò)小時(shí)，易在入口管重集灰。

第五十六頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

Ⅲ煙塵的粒徑與密度 粒徑大時(shí)，分離效率高；密度大時(shí)，難分離，效率低。

Ⅳ灰斗的氣密性 底部漏氣，會(huì)把已落入灰斗的煙塵吹起，造成捕集效率下降。

第五十七頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五靜電除塵器第五十八頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五靜電除塵器：顆粒污染物隨廢氣經(jīng)過(guò)電場(chǎng)，粒子被離子碰撞并使其帶有電荷。特點(diǎn)：采用帶電微粒在電場(chǎng)力的作用在電場(chǎng)中因受力移動(dòng)到極板上的理論，從而達(dá)到除塵的效果。特點(diǎn)：凈化效率高，阻力損失小，允許操作溫度高，處理氣體范圍大，可以實(shí)現(xiàn)操作自動(dòng)控制，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求安裝及維護(hù)管理水平高?？刹都磺屑?xì)微粉?；蛞旱?，處理廢氣量大，運(yùn)用溫度范圍廣，被工業(yè)企業(yè)廣為看好。但占地面積大，投資大。第五十九頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五靜電除塵理論

1．靜電除塵的原始模型 電場(chǎng)中的帶電體受到電場(chǎng)力的作用。

F=Eq

第六十頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五2．空氣的電離 由1可知，必須使煙塵帶電才能使它在電場(chǎng)力的作用下定向移動(dòng)，要使它帶電，必須要有帶電離子源，空氣是不易導(dǎo)電的，平衡狀態(tài)下，一立方厘米的空氣中大致有1500對(duì)離子，而它對(duì)與一立方厘米中的氣體分子數(shù)2687億可言，是微不足道的。如果在空間放入兩金屬板，并在兩端加一電壓，空氣中的離子就會(huì)在電場(chǎng)方向上形成微量的電流，并且在運(yùn)動(dòng)中與其他分子發(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)始的碰撞，從而使的空氣分子大量被電離成除塵所需的離子源。第六十一頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五3．電場(chǎng)的設(shè)置如果僅把工業(yè)廢氣經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的電場(chǎng)，將不能達(dá)到除塵的理想效果。應(yīng)使得電場(chǎng)比較微弱些，而且能在其一地域能電離空氣分子，煙塵經(jīng)帶電后運(yùn)動(dòng)到預(yù)定的位置，為達(dá)到除塵的高效率，采用電暈放電。第六十二頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五電暈放電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氣體分子離子化的過(guò)程又產(chǎn)生大量電子－雪崩過(guò)程遠(yuǎn)離金屬絲，電場(chǎng)強(qiáng)度降低，氣體離子化過(guò)程結(jié)束，電子被氣體分子捕獲氣體離子化區(qū)域－電暈區(qū)自由電子和氣體負(fù)離子是粒子荷電的電荷來(lái)源第六十三頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五電暈放電第六十四頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五電暈放電

正、負(fù)電暈極在空氣中的電暈電流一電壓曲線

電暈區(qū)范圍逐漸擴(kuò)大致使極間空氣全部電離－電場(chǎng)擊穿；相應(yīng)的電壓為擊穿電壓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；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六十五頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五4 靜電除塵的原理在電暈放電的基礎(chǔ)上，因電場(chǎng)中有大量的正負(fù)離子在做高速的流動(dòng)，當(dāng)有煙塵的空氣經(jīng)過(guò)時(shí)，這些帶電的離子將有不同的反應(yīng)，帶有正電的煙塵將向陰極運(yùn)動(dòng)，并與細(xì)導(dǎo)線接觸中和成中性的分子積累（少量）在細(xì)導(dǎo)線上，帶有負(fù)電的煙塵微粒將向兩陽(yáng)極板運(yùn)動(dòng)，在與陽(yáng)極板接觸后成中性分子，積累（大量）在兩陽(yáng)極板上。第六十六頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五電除塵器的工作原理單區(qū)和雙區(qū)電除塵器雙區(qū)電除塵器單區(qū)電除塵器第六十七頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五靜電除塵的基本過(guò)程懸浮粒子荷電——高壓直流電暈（發(fā)生于活化的高壓電極）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煙塵層并使其落入灰斗第六十八頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五粒子荷電兩種機(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)程取決于粒徑大于0.5m的微粒，以電場(chǎng)荷電為主小于0.15m的微粒，以擴(kuò)散荷電為主介于之間的粒子，需要同時(shí)考慮這兩種過(guò)程。第六十九頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集驅(qū)進(jìn)速度

力平衡關(guān)系t＝0時(shí)，＝0，則最終得第七十頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五驅(qū)進(jìn)速度驅(qū)進(jìn)速度

e的指數(shù)項(xiàng)是一個(gè)很大的數(shù)值。例如，密度為1g/cm3、直徑為10μm的球狀煙塵粒子，在空氣中有若t>10－2s，完全可以忽略不計(jì)所以，驅(qū)進(jìn)速度第七十一頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五驅(qū)進(jìn)速度驅(qū)進(jìn)速度與粒徑和場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系當(dāng)顆粒直徑為2～50m時(shí)，與粒徑成正比第七十二頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五有效驅(qū)進(jìn)速度當(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)，多依奇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，代入多依奇方程式中反算出的相應(yīng)驅(qū)進(jìn)速度值，以ωe表示第七十三頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五有效驅(qū)進(jìn)速度煙塵種類驅(qū)進(jìn)速度/m?s-1煙塵種類驅(qū)進(jìn)速度/m?s-1煤粉（飛灰）0.10～0.14沖天爐（鐵－焦比＝10）0.03～0.04紙漿及造紙0.08水泥生產(chǎn)（干法）0.06～0.07平爐0.06水泥生產(chǎn)（濕法）0.10～0.11酸霧（H2SO4）0.06～0.08多層床式焙燒爐0.08酸霧（TiO2）0.06～0.08紅磷0.03飄旋焙燒爐0.08石膏0.16～0.20催化劑煙塵0.08二級(jí)高爐（80％生鐵）0.125第七十四頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五捕集效率捕集效率一多依奇公式

多依奇公式的假定:除塵器中氣流為層流狀態(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

第七十五頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五捕集效率dt時(shí)間內(nèi)在長(zhǎng)度為dx的空間所捕集的煙塵量為由dt＝dx/u積分最終得第七十六頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五捕集效率的影響因素電除塵器的種類煙塵形狀

粒度

比電阻運(yùn)行管理第七十七頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五捕集效率捕集效率隨粒徑的變化第七十八頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五煙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。比電阻對(duì)電除塵器運(yùn)行的影響

沉積在集塵電極上的灰塵的比電阻對(duì)電除塵器能否有效地運(yùn)行有顯著的影響，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。第七十九頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五1．比電阻過(guò)低如果灰塵的比電阻小于103～104Ω·cm，形成在集塵電極上跳躍的現(xiàn)象，最后可能被氣流帶出電除塵器。用電除塵器處理各種金屬煙塵和石墨煙塵、炭黑煙塵都可以看到這一現(xiàn)象。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(lái)解決。第八十頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五２．

比電阻過(guò)高

當(dāng)灰塵的比電阻超過(guò)1010Ω·cm，電除塵器的性能就隨著比電阻的增加而下降。主要是由于比電阻過(guò)高，容易形成反電暈現(xiàn)象，使電除塵器的效率降低。當(dāng)煙塵比電阻較高時(shí)，可選用的解決方法：①

設(shè)計(jì)成比正常情況更大的除塵器，以適應(yīng)較低的沉降率或改變供電方式（包括脈沖電壓、較高的高強(qiáng)電場(chǎng)分組、快速打火熄火回路）。②

采用新型除塵器結(jié)構(gòu)。③

對(duì)煙氣進(jìn)行調(diào)節(jié)，降低比電阻，盡可能使電極保持清潔。第八十一頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五被捕集煙塵的清除電暈極和集塵極上都會(huì)有煙塵沉積

煙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煙塵的主要目的是防止煙塵重新進(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)力清灰第八十二頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五被捕集煙塵的清除現(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

第八十三頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五靜電除塵器的主要優(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)煙塵有很高的捕集效率，可高于99％可在高溫或強(qiáng)腐蝕性氣體下操作第八十四頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五電除塵器的選擇設(shè)計(jì)和應(yīng)用一、電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)1．

電除塵的選擇①

煙塵和煙氣的來(lái)源和生產(chǎn)過(guò)程；②

煙塵粒度大小的分布；③

煙塵濃度；④

煙塵成分和結(jié)構(gòu)；⑤

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的煙塵比電阻；⑥

總煙量；⑦

煙氣的壓力、溫度和成分；⑧

煙氣和煙塵的腐蝕性。第八十五頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

2．電除塵的設(shè)計(jì)

（1）收集資料（2）確定有效驅(qū)進(jìn)速度（3）集塵極板面積（4）其它輔助設(shè)計(jì)內(nèi)容第八十六頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五（1）收集資料根據(jù)以上各節(jié)的討論，可以歸納選擇和設(shè)計(jì)除塵器時(shí)的主要參數(shù)。①

要求的除塵效率或除塵的進(jìn)出口含塵濃度，；②

煙氣和煙塵的性質(zhì)及回收價(jià)值③

設(shè)備材料的供應(yīng)情況及價(jià)格第八十七頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）確定有效驅(qū)進(jìn)速度影響有效驅(qū)進(jìn)速度的因素如下：a．粒徑dp：在除塵效率一定時(shí)，粒徑較大，則所需單位集塵極板面積（A/V）減小，有效驅(qū)進(jìn)速度可取高點(diǎn)；反之可取小點(diǎn)。b．比電阻：比電阻降低則有效驅(qū)進(jìn)速度增加；比電阻增加則有效驅(qū)進(jìn)速度降低。測(cè)得允許的電暈電流密度值減小，塵粒的荷電量減小，荷電時(shí)間增大，故可取小的驅(qū)進(jìn)速度。c．二次揚(yáng)塵d.電除塵器的類型和特點(diǎn)第八十八頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五（3）集塵極板面積按多依奇方程式計(jì)算。注意：板式除塵的有效集塵面積是指電暈放電空間的收塵電極的凈當(dāng)量面積。第八十九頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五（4）其它輔助設(shè)計(jì)內(nèi)容氣流速度v：指總的氣體流量和通道截面積計(jì)算而得的平均氣速。降低氣速，效率可以提高。因此，應(yīng)在滿足所需的效率下選取有效驅(qū)進(jìn)速度高的風(fēng)速，才是較經(jīng)濟(jì)的。一般取0.4-4.5m/s。此外設(shè)計(jì)內(nèi)容還有電暈功率、管式電除塵的管徑、有效的高壓分組電場(chǎng)數(shù)、電暈電極長(zhǎng)度、電極的振打等。第九十頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五二、電除塵器內(nèi)部尺寸的設(shè)計(jì)（一）平板式電除塵器

根據(jù)求出Ac，然后根據(jù)選定的集塵極的間距2b，高度h及長(zhǎng)度L確定所需通道數(shù)n，再計(jì)算其它各項(xiàng)。1．

通道數(shù)：2．

通道橫截面積：3．

處理氣量：4．

處理停留時(shí)間：于是平板型除塵器的效率公式為：

第九十一頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五（二）管式電除塵器設(shè)除塵器圓筒個(gè)數(shù)為n，圓筒半徑為R，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則有：1．

圓筒個(gè)數(shù)：2．

通道橫截面積：3．

處理氣量：4．

處理時(shí)間：效率：第九十二頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五設(shè)計(jì)舉例課本上的設(shè)計(jì)例題

靜電除塵器的設(shè)計(jì)p386第九十三頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器采用纖維織物作濾料的袋式除塵器（主要討論），在工業(yè)尾氣的除塵方面應(yīng)用較廣

除塵效率一般可達(dá)99%以上效率高，性能穩(wěn)定可靠、操作簡(jiǎn)單，因而獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用第九十四頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器工作原理工作原理截留、慣性碰撞第九十五頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五工作原理擴(kuò)散、電沉積第九十六頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五除塵器工作原理工作原理篩分第九十七頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五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)，煙塵被捕集于濾料上沉積在濾料上的煙塵，可在機(jī)械振動(dòng)的作用下從濾料表面脫落，落入灰斗中煙塵因截留、慣性碰撞、靜電和擴(kuò)散等作

用，在濾袋表面形成煙塵層，常稱為粉層初層第九十八頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的工作原理新鮮濾料的除塵效率較低煙塵初層形成后，成為袋式除塵器的主要過(guò)濾層，提高了除塵效率隨著煙塵在濾袋上積聚，濾袈兩側(cè)的壓力差增大，會(huì)把已附在濾料上的細(xì)小煙塵擠壓過(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)破壞煙塵初層第九十九頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的工作原理袋式除塵器的分級(jí)效率曲線

第一百頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器除塵效率的影響因素?zé)焿m負(fù)荷過(guò)濾速度煙氣實(shí)際體積流量與濾布面積之比，也稱氣布比過(guò)濾速度是一個(gè)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。選用高的過(guò)濾速度，所需要的濾布面積小，除塵器體積、占地面積和一次投資等都會(huì)減小，但除塵器的壓力損失卻會(huì)加大。一般來(lái)講，除塵效率隨過(guò)濾速度增加而下降過(guò)濾速度的選取還與濾料種類和清灰方式有關(guān)第一百零一頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的除塵效率丹尼斯

（Dennis）和克萊姆（Klemm）提出了一系列方程，以預(yù)測(cè)袋式除塵器的煙塵出口濃度和穿透率

第一百零二頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的壓力損失

壓力損失：重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，不僅決定著能量消耗，而且決定著除塵效率和清灰間隔時(shí)間等

第一百零三頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的壓力損失滲透率K是沉積煙塵層性質(zhì)，如孔隙率、比表面積、孔隙大小分布和煙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第一百零四頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的壓力損失在時(shí)間t內(nèi)，沉積在濾袋上的煙塵質(zhì)量m可以表示為因此煙塵層的壓力損失令，定義為顆粒層的比阻力系數(shù)，因此第一百零五頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的壓力損失對(duì)于給定的煙氣特征和煙塵層滲透率，與煙塵濃度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一百零六頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五煙塵的比阻力系數(shù)第一百零七頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的壓力損失過(guò)濾阻力與煙塵負(fù)荷第一百零八頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的濾料對(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、粘性大的煙塵，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，煙塵能深入濾料內(nèi)部，可以采用較高的過(guò)濾速度，但必須及時(shí)清灰

第一百零九頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的濾料濾料種類

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)域第一百一十頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的濾料濾料種類

按濾料結(jié)構(gòu)分濾布（編織物）毛氈－工藝簡(jiǎn)單；致密，除塵效率高；容塵量小，易于清灰第一百一十一頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的濾料濾料名稱直徑/μm耐溫性能/K吸水率/％耐酸性耐堿性強(qiáng)度長(zhǎng)期最高棉織物（植物短纖維）10～20348～3583688很差稍好1蠶絲（動(dòng)物長(zhǎng)纖維）18353～36337316～22

羊毛（動(dòng)物短纖維）5～15353～36337310～15稍好很差0.4尼龍

348～3583684.0～4.5稍好好2.5奧綸

398～4084236好差1.6滌綸（聚脂）

4134336.5好差1.6玻璃纖維（用硅酮樹脂處理）5～8523

4.0好差1芳香族聚酰胺（諾梅克斯）

4935334.5～5.0差好2.5聚四氟乙烯

493～523

0很好很好2.5

第一百一十二頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的清灰

清灰是袋式除塵器運(yùn)行中十分重要的一環(huán)，多數(shù)袋式除塵器是按清灰方式命名和分類的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一百一十三頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的清灰機(jī)械振動(dòng)清灰

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第一百一十四頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的清灰機(jī)械振動(dòng)清灰此類型袋式除塵器的優(yōu)點(diǎn)是工作性能穩(wěn)定，清灰效果較好缺點(diǎn)是濾袋常受機(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)式布袋除塵器第一百一十五頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的清灰逆氣流清灰

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，特別適用于煙塵粘性小，玻璃纖維濾袋的情況第一百一十六頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的清灰脈沖噴吹清灰

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)，煙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第一百一十七頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的清灰脈沖噴吹清灰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一百一十八頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的清灰脈沖噴吹清灰

脈沖噴吹耗用壓縮空氣量脈沖噴吹清灰實(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)行安全可靠第一百一十九頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的選擇、設(shè)計(jì)和應(yīng)用設(shè)計(jì)流程選擇過(guò)濾介質(zhì)：與溫度和氣體與煙塵的其他性質(zhì)相適應(yīng)選擇清灰方式：與濾布相適應(yīng)計(jì)算氣布比計(jì)算穿透率計(jì)算需要的過(guò)濾面積和袋室數(shù)目提出風(fēng)機(jī)和管道的技術(shù)要求經(jīng)濟(jì)核算第一百二十頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的選擇、設(shè)計(jì)和應(yīng)用

選擇與設(shè)計(jì)

（1）選定除塵器型式、濾料及清灰方式根據(jù)對(duì)除塵效率的要求、廠房面積、投資和設(shè)備定貨的情況等，選定除塵器類型根據(jù)含塵氣體特性，選擇合適的濾料根據(jù)除塵器型式、濾料種類、氣體含塵濃度、允許的壓力損失等便可初步確定清灰方式第一百二十一頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的選擇、設(shè)計(jì)和應(yīng)用選擇與設(shè)計(jì)清灰方式應(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12～14RAF大低石灰石（采石場(chǎng)）6～8PJF大中氧化鉛1.5～2SW小高煤飛灰（采暖鍋爐）2～3RAW小中煤飛灰（工業(yè)鍋爐）4～5PJW/F中中水泥（窯爐）2～3RAW中中注：RA——空氣反吹；PJ——脈沖噴吹；S——振打清灰；F——?dú)种?；W——紡織第一百二十二頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的選擇、設(shè)計(jì)和應(yīng)用選擇與設(shè)計(jì)濾料的比較

濾料相對(duì)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第一百二十三頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的選擇、設(shè)計(jì)和應(yīng)用選擇與設(shè)計(jì)氣布比對(duì)穿透率的影響某工業(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關(guān)系第一百二十四頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的選擇、設(shè)計(jì)和應(yīng)用選擇與設(shè)計(jì)（2）計(jì)算過(guò)濾面積一般情況下的過(guò)濾氣速歸納如下簡(jiǎn)易清灰:vF=0.20～0.75m/min機(jī)械振動(dòng)清灰:vF=1.0～2.0m/min逆氣流反吹清灰:vF=0.5～2.0m/min脈沖噴吹清灰:vF=2.0～4.0m/min第一百二十五頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的選擇、設(shè)計(jì)和應(yīng)用選擇與設(shè)計(jì)（3）除塵器設(shè)計(jì)確定濾袋尺寸:直徑d和高度l計(jì)算每條濾袋面積:a=πdl

計(jì)算濾袋條數(shù):n=A/a在濾袋條數(shù)多時(shí)，根據(jù)清灰方式及運(yùn)行條件將濾袋分成若干組，每組內(nèi)相鄰兩濾袋之間的凈距一般取50～70mm第一百二十六頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的選擇、設(shè)計(jì)和應(yīng)用應(yīng)用袋式除塵器作為一種高效除塵器，廣泛用于各種工業(yè)部門的尾氣除塵比電除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資省、運(yùn)行穩(wěn)定，可以回收高比電阻煙塵與文丘里洗滌器相此，動(dòng)力消耗小，回收的干煙塵便于綜合利用對(duì)于微細(xì)的干燥煙塵，采用袋式除塵器捕集最適宜

第一百二十七頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的選擇、設(shè)計(jì)和應(yīng)用袋式除塵器和靜電除塵器對(duì)細(xì)粒子的捕集性能比較第一百二十八頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的測(cè)定

測(cè)定除塵器的性能穿透性壓力損失：U型管壓力計(jì)測(cè)量位置：系統(tǒng)的總壓降（為風(fēng)機(jī)技術(shù)條件所需要）法蘭盤連接袋濾器的壓降濾袋兩側(cè)的壓降濾袋出現(xiàn)孔洞時(shí)的檢驗(yàn)對(duì)濾袋或小塊過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行測(cè)試透氣性耐腐蝕性抗張?jiān)囼?yàn)等第一百二十九頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的運(yùn)行

最佳操作

最佳費(fèi)用，即長(zhǎng)期的最低費(fèi)用

建設(shè)投資費(fèi)用運(yùn)行費(fèi)用項(xiàng)目投資比例/%項(xiàng)目所占比例/%袋濾室33.6電力15.6管道27.3勞務(wù)39.0基建和安裝11.8廠內(nèi)雜項(xiàng)開支32.5風(fēng)機(jī)和馬達(dá)10.5濾布13.0處理設(shè)備4.2

設(shè)計(jì)4.2

試車4.2

測(cè)試儀表2.1

運(yùn)輸費(fèi)2.1

第一百三十頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五袋式除塵器的運(yùn)行費(fèi)用與清灰頻率之間的關(guān)系第一百三十一頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五顆粒層除塵器

顆粒層除塵器是利用顆粒狀物料

（如硅石、礫石、焦炭等）作填料層的一種內(nèi)部過(guò)濾式除塵裝置顆粒層除塵器的除塵機(jī)理與袋式除塵器類似，主要靠慣性碰撞、截留及擴(kuò)散作用等第一百三十二頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五濕式除塵器 一、定義及分類

濕式除塵器是使含塵氣體與液體（一般為水）密切接觸，將污染物從廢氣中分離出來(lái)的裝置。 這種裝置的優(yōu)點(diǎn)：

①凈化含塵氣體中的固體顆粒污染物； ②脫除氣態(tài)污染物（氣體吸收）； ③還能起到氣體降溫的作用； ④結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，凈化效率高。第一百三十三頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

缺點(diǎn)：

①管道設(shè)備易受腐蝕； ②污水、污泥要進(jìn)行處理； ③比干式除塵器的操作費(fèi)用高。第一百三十四頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五 二、除塵機(jī)理 濕法除塵是塵粒從氣流中轉(zhuǎn)入到液相中過(guò)程，這種轉(zhuǎn)移過(guò)程取決于氣體和液體之間界面面積的大小，以及這兩種流體狀態(tài)之間及塵粒和液體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。第一百三十五頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

1、利用液滴收集塵粒

①主要是慣性碰撞和阻攔，當(dāng)氣流接近小液滴時(shí)，由于慣性力的作用，接近液滴的塵粒將不隨氣流前進(jìn)，而是脫離氣流線碰撞到液滴。 塵粒

吸濕性強(qiáng)的，穿透液滴 吸濕性差的，碰撞后停滯并積 聚在液滴表面第一百三十六頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

②用高速液滴運(yùn)動(dòng)收集塵粒 液滴在一個(gè)水平面運(yùn)動(dòng)，而含塵氣體則為垂直方向，這種氣體、塵粒、液滴運(yùn)動(dòng)的形式為：

塵粒液滴

第一百三十七頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五 因氣體運(yùn)動(dòng)方向垂直于液滴運(yùn)動(dòng)方向，因而接近液滴表面處，氣體流線被強(qiáng)制偏移，當(dāng)液滴與煙塵平行運(yùn)動(dòng)時(shí)除塵效率最高。第一百三十八頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

③用高速氣體和塵粒運(yùn)動(dòng)收集塵粒塵粒與液滴的相互作用，是發(fā)生在文丘里管式濕法除塵器的喉管中，表示液滴、煙塵、氣體以相差懸殊的速度平行地流動(dòng)。即大的液滴在垂直方向上被推進(jìn)到氣流里。 液氣體第一百三十九頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五 液滴的方向從垂直于氣流方向改變?yōu)槠叫袣饬鞣较颉? 由于高速氣流摩擦力的作用，迫使大顆粒液滴分解成若干較小的液滴，進(jìn)一步分散成降落傘形狀的薄層，使收集塵粒的表面到達(dá)最大值。第一百四十頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

2、氣體和液體間界面的形成 氣體和液體間的界面具有一種潛在的集塵作用，它能否有效的收集塵粒，取決于界面的大小和含塵氣流的分布，以及塵粒和界面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。界面通常有以下幾種：

a、液膜表面；

b、液體射流表面；

c、液滴表面；

d、氣泡表面。

第一百四十一頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

①液膜形成：

液膜是由液體流經(jīng)固體元件，如各種各樣的填充材料和管件表面時(shí)，鋪展開而形成的。 最主要的填料是拉西環(huán)—外徑等于高度

液體向下流動(dòng)被上升氣流阻礙，在填料內(nèi)部?jī)上噙M(jìn)行強(qiáng)烈的混合。在填料頂部形成一個(gè)氣—液混合層，氣體通過(guò)氣—液混合層向上冒泡。第一百四十二頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

②液體射流的形成 是用液體射流來(lái)產(chǎn)生界面。主要由一個(gè)壓力噴嘴形成射流。噴出的射流在一定長(zhǎng)度后，破碎為直徑分布范圍很大的液滴群。含塵氣體平行于射流運(yùn)動(dòng)，在射流破碎過(guò)程中，氣體和液滴發(fā)生強(qiáng)烈的混合。

文丘里除塵器就是典型的例子。第一百四十三頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

③液滴的形成 液滴的形成主要靠摩擦力和慣性力來(lái)實(shí)現(xiàn)?？煞譃閮煞N情況：

a、含塵的高速氣流平行于液滴表面來(lái)分散液體。在漩渦室中用氣流分散液滴，液滴是被平行于液體表面流入的高速氣流從大量液體中分離出來(lái)的。氣體和液體在漩渦室內(nèi)整個(gè)流動(dòng)方向發(fā)生變化，從而產(chǎn)生塵粒和液滴的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，離開旋渦室后，含塵的液滴和凈化后的氣體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。第一百四十四頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

液滴的大小取決于氣體的速度。 首先產(chǎn)生大的液滴，并被輸送到高速的含塵氣流中，在那里大液滴分散成小液滴。

b、用慣性力產(chǎn)生液滴，可用旋轉(zhuǎn)圓盤獲得。

液體由軸向給出，在轉(zhuǎn)盤表面形成很薄的一層膜。

第一百四十五頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

④氣泡的形成

不是在大量的氣體中分散少量的液體，而是在大量的液體中分散少量的含塵氣體，這樣就可產(chǎn)生氣泡。第一百四十六頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

三、典型的濕式除塵器

1、重力噴霧除塵器 又稱噴霧塔或洗滌塔。 在塔內(nèi)，被污染的含塵氣體通過(guò)噴淋液滴空間時(shí)，由于塵粒與液滴之間的碰撞、攔截、凝聚作用，使較大、較重的塵?？恐亓ψ饔贸两迪聛?lái)，與洗滌液從塔底排出，塔頂裝除沫器，去除十分小的水滴，以免氣流夾帶。第一百四十七頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五 凈化氣

擋水板

含塵氣

含塵水水箱第一百四十八頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五 根據(jù)塵粒和水滴的流動(dòng)方向，可分為逆流式、并流式、橫流式。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)：水流速度和氣流速度，一般工藝中水都是循環(huán)使用的，但因?yàn)檎舭l(fā)，應(yīng)不斷予以補(bǔ)充，配套設(shè)備有沉淀池、循環(huán)水泵。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、阻力小、操作方便、穩(wěn)定。

缺點(diǎn)：設(shè)備龐大、除塵效率低、耗液量及占地面積都比較大。第一百四十九頁(yè)，共一百六十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

2、水膜除塵器 采用噴霧或其他方式，使除塵裝置的壁上形成薄層水膜，以捕集煙塵。常用的有立式旋風(fēng)水膜除塵器。

①結(jié)構(gòu)：圓筒、溢水槽等組成。 含塵氣體沿