大氣污染控制工程-第六章-濕式除塵器

1、6.3解：,粘度單位是“帕秒”和“泊”兩種 1泊=1克/(厘米秒)=0.1帕秒,6.7解： 據(jù)大氣污染控制工程P169（613）,6.10解： 驅(qū)進(jìn)速度按大氣污染控制工程P187（633）,Q=0.075m3/s，代入P188（634）,電除塵器的除塵原理（三個(gè)基本過程）？ 起始電暈電壓與哪些因素有關(guān)？ 粉塵荷電的兩種機(jī)制？,單個(gè)球形顆粒的飽和荷電量：,擴(kuò)散荷電理論方程 ：,驅(qū)進(jìn)速度：,有效驅(qū)進(jìn)速度e,比集塵表面積的確定,電除塵器不適合處理哪種粉塵？,電除塵器的選擇和設(shè)計(jì),第三節(jié) 濕式除塵器,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粒或使粒徑增大的裝置

2、可以有效地除去直徑為0.120m的液態(tài)或固態(tài)粒子，亦能脫除氣態(tài)污染物 高能和低能濕式除塵器 低能濕式除塵器的壓力損失為0.21.5kPa，對10m以止粉塵的凈化效率可達(dá)9095% 高能濕式除塵器的壓力損失為2.59.0kPa，凈化效率可達(dá)99.5以上,濕式除塵器,根據(jù)濕式除塵器的凈化機(jī)理，大致分為 重力噴霧洗滌器 旋風(fēng)洗滌器 自激噴霧洗滌器 板式洗滌器 填料洗滌器 文丘里洗滌器 機(jī)械誘導(dǎo)噴霧洗滌器,濕式除塵器,濕式除塵器,濕式除塵器,主要濕式除塵裝置的性能和操作范圍,濕式除塵器的優(yōu)點(diǎn),在耗用相同能耗時(shí)，比干式機(jī)械除塵器高。高能耗濕式除塵器清除0.1m以下粉塵粒子，仍有很高效率 可與靜電除塵器和

3、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，及易燃易爆的含塵氣體 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,濕式除塵器的缺點(diǎn),排出的污水污泥需要處理，澄清的洗滌水應(yīng)重復(fù)回用 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 不適用于凈化含有憎水性和水硬性粉塵的氣體 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,1.慣性碰撞參數(shù)與除塵效率 簡化模型 含塵氣體與液滴相遇，在液滴前xd處開始繞過液滴流動，慣性較大的塵粒繼續(xù)保持原來

4、的直線運(yùn)動。塵粒從脫離流線到慣性運(yùn)動結(jié)束時(shí)所移動的直線距離為粒子的停止距離xs，若xs大于xd；塵粒和液滴就會發(fā)生碰撞,1.慣性碰撞參數(shù)與除塵效率,定義慣性碰撞參數(shù)NI：停止距離xs與液滴直徑dD的比值 對斯托克斯粒子,up：粒子運(yùn)動速度 uD：液滴運(yùn)動速度 DC：液滴直徑,除塵效率：NI值越大，粒子慣性越大，則越高 對于勢流和粘性流，=f(NI)有理論解，一般情況下，John Stone等人的研究結(jié)果,K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)操作條件 L液氣比，L/1000m3,1.慣性碰撞參數(shù)與除塵效率,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

5、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)理無關(guān),總能耗Et:氣流通過洗滌器時(shí)的能量損失EG+霧化噴淋液體過程中的能量消耗EL,PG: 氣體壓力損失，Pa PL: 液體入口壓力，Pa QL,QG: 液體和氣體流量，m3/s,2.接觸功率與除塵效率,除塵效率 其中，傳質(zhì)單元數(shù) 特性參數(shù)（見下頁），與粉塵特性和除塵器類型相關(guān),2.接觸功率與除塵效率,特性參數(shù),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通過率可以表示為,da: 粒子的空氣動力學(xué)直徑

6、 Ae，Be: 均為常數(shù) 對填充塔和篩板塔，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,通過率與分割粒徑的關(guān)系,3.分割粒徑與除塵效率,分割直徑與壓力降的關(guān)系（分割功率關(guān)系）,3.分割粒徑與除塵效率,噴霧塔洗滌器,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、無聚結(jié)現(xiàn)象,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 液滴的終末沉降速度，m/s VG空塔斷面氣速，m/s z氣液接觸的總塔高度，m d 液滴直徑，m d單個(gè)液滴的碰撞效率,噴霧塔洗滌器,單液滴捕集效率d可用下式表示,噴霧塔洗滌器,錯流

7、式噴霧塔,粒子的總通過率：,噴霧塔洗滌器,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 嚴(yán)格控制噴霧的組成，保證液滴大小均勻，對有效的操作是很有必要,噴霧塔洗滌器,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,旋風(fēng)水膜除塵器,噴霧沿切向噴向筒壁，使壁面形成一層很薄的不斷下流的水膜 含塵氣流由筒體下部導(dǎo)入，旋轉(zhuǎn)上升，靠離心力甩向壁面的粉塵為水膜所粘附，沿壁面流下排走,旋風(fēng)洗滌器的壓力損失范圍一般為0.5

8、1.5kPa，可以下式進(jìn)行估算,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，Pa 液滴密度，kg/m3 液滴初始平均速度，m/s,旋風(fēng)洗滌器,離心洗滌器凈化dp5m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，含塵濃度高的場合 可單獨(dú)使用，也可安裝在文丘里洗滌器之后作除霧器 由于氣流的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使其帶水現(xiàn)象減弱 可采用比噴霧塔更細(xì)的噴嘴,旋風(fēng)洗滌器,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,除塵過程 含塵氣體由進(jìn)氣管進(jìn)入收

9、縮管后，流速逐漸增大，氣流的壓力能逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?在喉管入口處，氣速達(dá)到最大，一般為50180m/s 洗滌液 （一般為水）通過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,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)入喉管 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速度增加而增加，因此氣流入口速度必須較高,文丘里洗滌器,幾何尺寸 進(jìn)氣管直徑D1按與之相聯(lián)管道直徑確定 收縮管的收縮角1常取23o25o 喉管直徑DT按喉管氣速vT確定，其截面積與

10、進(jìn)口管截面積之比的典型值為1：4 vT的選擇擇要考慮到粉塵、氣體和洗滌液的物理化學(xué)性質(zhì)、對洗滌器效率和阻力的要求等因素,D1,D2,L 2,文丘里洗滌器,幾何尺寸（續(xù)） 擴(kuò)散管的擴(kuò)散角2一般為5o-7o 出口管的直徑Dz按與其相聯(lián)的除霧器要求的氣速確定 喉管長度一般取喉管直徑0.81.5倍，或取200500mm,收縮管和擴(kuò)散管長度：,文丘里洗滌器,壓力損失 高速氣流的動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,文丘里洗滌器,壓力損失（續(xù)） 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,cm H2O,Pa,A喉管截面積,文丘里洗滌器,vT喉管內(nèi)氣流速度,除塵效率 卡爾弗特等人作了一系列簡化后提出下式以計(jì)算文丘里洗滌器的通過率,和 分別為洗滌液和粉塵的密度g/cm3； 氣體粘度，101Pa.s； 文丘里洗滌器壓力損失，cmH2O。 粉塵粒徑，m； 一經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，在該表達(dá)式中為0.10.4。,文丘里洗滌器,文丘里洗滌器性能氣流速度、液氣比之間的關(guān)系,文丘里洗滌器,例題：以液氣比為1.0L/ m3的速率將水噴入文丘里洗滌器的喉部，氣體流速為122m/s，密度和粘度分別為1.15kg/ m