大气污染控制工程6-1解读课件.ppt

1、1第六章 除尘装置 教学内容:1.机械除尘器2.电除尘器3.湿式除尘器4.过滤式除尘器5.除尘器的选择与发展2除尘装置概述除尘装置概述 从气体中除去或收集固态或液态粒子的设备称为除尘装置 湿式除尘装置 干式除尘装置 按分离原理分类：重力除尘装置（机械式除尘装置）惯性力除尘装置（机械式除尘装置）离心力除尘装置（机械式除尘装置）洗涤式除尘装置过滤式除尘装置电除尘装置重力除尘重力除尘惯性除尘惯性除尘袋式除尘袋式除尘电除尘电除尘湿式除尘湿式除尘31 机械除尘器机械除尘器 机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力）的作用使颗粒物与气体分离的装置，常用的有：重力沉降室 惯性除尘器 旋风除尘器 4一

2、、重力沉降室一、重力沉降室5一、重力沉降室一、重力沉降室 重力沉降室是通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置6 气流进入重力沉降室后，流动截面积扩大，流速降低，较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降 层流式和湍流式两种 灰斗71.层流式重力沉降室 假定(1)沉降室内气流为柱塞流；(2)颗粒均匀分布于烟气中 忽略气体浮力，粒子仅受重力和阻力的作用8 沉降室的长宽高分别为L、W、H，处理烟气量为Q 气流在沉降室内的停留时间 在t时间内粒子的沉降距离 该粒子的除尘效率0/LWHtL vQ0vsu0sscsu Lu LWHhu tvQ 0 ()cssichu Lu LWhHHv HQ9 对于stok

3、es区域的粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dpmin=?10 对于stokes区域的粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dpmin=?chH218ppsdgu2 18ppdgLWHHQ即min18pQdgWLmin36pQdgWLn 由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分 级效率公式的一半作为实际分级效率级效率公式的一半作为实际分级效率 QLWHuhscchHQLWHuhsc218ppsdguchHQLWHuhsc2 18ppdgLWHHQ即218ppsdguchHQLWHuhscmin18pQdgWL2 18ppd

4、gLWHHQ即218ppsdguchHQLWHuhscmin36pQdgWLn 由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分 级效率公式的一半作为实际分级效率级效率公式的一半作为实际分级效率 min18pQdgWL2 18ppdgLWHHQ即218ppsdguchHQLWHuhscmin36pQdgWLn 由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分 级效率公式的一半作为实际分级效率级效率公式的一半作为实际分级效率 min18pQdgWL2 18ppdgLWHHQ即min36pQdg

5、WLn 由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分 级效率公式的一半作为实际分级效率级效率公式的一半作为实际分级效率 min18pQdgWL218ppsdgu2 18ppdgLWHHQ即min36pQdgWLn 由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分 级效率公式的一半作为实际分级效率级效率公式的一半作为实际分级效率 min18pQdgWLchH218ppsdgu2 18ppdgLWHHQ即min36pQdgWLn 由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分由于沉降室内

6、的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分 级效率公式的一半作为实际分级效率级效率公式的一半作为实际分级效率 min18pQdgWLQLWHuhscchH218ppsdgu2 18ppdgLWHHQ即min36pQdgWLn 由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分 级效率公式的一半作为实际分级效率级效率公式的一半作为实际分级效率 min18pQdgWL11 提高沉降室效率的主要途径：降低沉降室内气流速度增加沉降室长度降低沉降室高度 沉降室内的气流速度一般为0.32.0m/s不同粉尘的最高允许气流速度不同粉尘的最高允许气流速度1213 多

7、层沉降室：使沉降高度减少为原来的1/（n+1），其中n为水平隔板层数 考虑清灰的问题，一般隔板数在3以下(1)siu LW nQ多层沉降室多层沉降室1.锥形阀；锥形阀；2.清灰孔；清灰孔；3.隔隔板板142.湍流式重力沉降室 湍流模式假定沉降室中气流处于湍流状态，垂直于气流方向的每个断面上粒子完全混合 宽度为W、高度为H和长度为dx的捕集元，假定气体流过dx距离的时间内，边界层dy内粒径为dp的粒子都将沉降而除去15 粒子在微元内的停留时间 被去除的分数 对上式两边积分得 边界条件：得 因此，其分级除尘效率0/sdtdx vdy u0pspdNu dxdyNHv H 00 ;ppppLxNNx

8、LNN00exp()spLpu LNNv H)exp(1)exp(1100,QLWuHvLuNNsspLpiCHvxuNsplnln0HdyNdNpp163.重力沉降室优缺点 重力沉降室的优点结构简单投资少压力损失小（一般为50130Pa）维修管理容易 缺点体积大效率低仅作为高效除尘器的预除尘装置，除去较大和较重的粒子174.设计步骤（1）确定重力沉降室内的气流速度；（2）确定欲100%去除的粒子的沉降速度；（3）确定重力沉降室的高度（宽度）；（4）计算重力沉降室的长度和宽度（高度）。1819202122二、惯性除尘器 1.惯性除尘器机理沉降室内设置各种形式的挡板，含尘气流冲击在挡板上，气流方

9、向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用，使其与气流分离 23 2.惯性除尘器结构形式冲击式气流冲击挡板捕集较粗粒子冲击式惯性除尘装置冲击式惯性除尘装置a单级型单级型 b多级型多级型24反转式改变气流方向捕集较细粒子反转式惯性除尘装置反转式惯性除尘装置a a 弯管型弯管型 b b 百叶窗型百叶窗型 c c 多层隔板型多层隔板型25设备示意图弯管惯性除尘弯管惯性除尘冲击式冲击式反转式反转式26 3.惯性除尘器应用 一般净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘 净化效率不高，一般只用于多级除尘中的一级除尘，捕集1020m以上的粗颗粒 压力损失1001000Pa272829 它利用旋转气流产生的离心力使

10、尘粒从气流中分离的装置。适用于小型锅炉、退火炉和多级除尘的预除尘。其作用于粉尘上的离心力比重力大 52500倍。用来分离粒径大于510m以上的颗粒物。对10 m以上颗粒去除效率可达90%。工业上已有100多年的历史。30三、旋风除尘器三、旋风除尘器31 优点：结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物。缺点：捕集 FD，颗粒移向外壁若 FC FD，颗粒进入内涡旋当 FC=FD时，有50%的可能进入外涡旋，既除尘效率为50%，此时对应的颗粒的粒径为分割粒径，dc计算分割直径是确定除尘效率的基础41对于球形Stokes粒子分割粒径dc确定后，可以根据

11、雷思一利希特模式计算其它粒子的分级效率 另一种经验公式23T0cpcr036Vdd Vr1/2r 0c2pT018V rdV1p1c1exp 0.6931()nidd2pc2pc(/)1(/)iiidddd42)b9d(exp12pcNV434.影响旋风除尘器效率的因素（1）二次效应二次效应被捕集粒子重新进入气流被捕集粒子重新进入气流在较小粒径区间内，理应逸出的粒子由于聚集或被在较小粒径区间内，理应逸出的粒子由于聚集或被较大尘粒撞向壁面而脱离气流获得捕集，实际效率较大尘粒撞向壁面而脱离气流获得捕集，实际效率高于理论效率高于理论效率在较大粒径区间，粒子被反弹回气流或沉积的尘粒在较大粒径区间，粒子

12、被反弹回气流或沉积的尘粒被重新吹起，实际效率低于理论效率被重新吹起，实际效率低于理论效率控制方法：通过环状雾化器将水喷淋在旋风除尘器控制方法：通过环状雾化器将水喷淋在旋风除尘器内壁上，能有效地控制二次效应内壁上，能有效地控制二次效应 44（2）比例尺寸比例尺寸在相同的切向速度下，筒体直径愈小，离心力愈大，在相同的切向速度下，筒体直径愈小，离心力愈大，除尘效率愈高；筒体直径过小，粒子容易逃逸，效除尘效率愈高；筒体直径过小，粒子容易逃逸，效率下降。率下降。锥体适当加长，对提高除尘效率有利锥体适当加长，对提高除尘效率有利排出管直径愈小分割直径愈小，即除尘效率愈高；排出管直径愈小分割直径愈小，即除尘效

13、率愈高；一般取排出管直径一般取排出管直径d de e=（0.40.40.650.65）D D旋风除尘器排出管以下部分的长度应当接近或等于旋风除尘器排出管以下部分的长度应当接近或等于特征长度特征长度l，亚历山大公式亚历山大公式筒体和锥体的总高度以不大于五倍的筒体直径为宜。筒体和锥体的总高度以不大于五倍的筒体直径为宜。21/3e2.3()DldA4546比例尺寸对性能的影响比例尺寸对性能的影响比例变化比例变化性能趋向性能趋向投资趋向投资趋向压力损失压力损失效率效率增大旋风除尘器直径增大旋风除尘器直径降低降低降低降低提高提高加长筒体加长筒体稍有降低稍有降低提高提高提高提高增大入口面积（流量不变）增大

14、入口面积（流量不变）降低降低降低降低增大入口面积（速度不变）增大入口面积（速度不变）提高提高降低降低降低降低加长锥体加长锥体稍有降低稍有降低提高提高提高提高增大锥体的排出孔增大锥体的排出孔稍有降低稍有降低提高或降低提高或降低减小锥体的排出孔减小锥体的排出孔稍有提高稍有提高提高或降低提高或降低加长排出管伸入器内的长度加长排出管伸入器内的长度提高提高提高或降低提高或降低提高提高增大排气管管径增大排气管管径降低降低降低降低提高提高47 除尘器下部的严密性在不漏风的情况下进行正常排灰 锁气器锁气器 (a)(a)双翻板式双翻板式 (b)(b)回转式回转式 48（3）烟尘的物理性质对除尘效率的影响烟尘的物

15、理性质对除尘效率的影响气体的密度和粘度气体的密度和粘度尘粒的大小和比重尘粒的大小和比重烟气含尘浓度烟气含尘浓度 49（4）操作变量对除尘效率的影响操作变量对除尘效率的影响提高烟气入口流速，旋风除尘器分割直径变小，提高烟气入口流速，旋风除尘器分割直径变小，除尘器性能改善除尘器性能改善 入口流速过大，已沉积的粒子有可能再次被吹起，入口流速过大，已沉积的粒子有可能再次被吹起，重新卷入气流中，除尘效率下降重新卷入气流中，除尘效率下降效率最高时的入口速度经验公式效率最高时的入口速度经验公式 1.2p0.20112g(/)3030(m/s(1/)）b DvDb D50a.直入切向进入式直入切向进入式 b.

16、蜗壳切向进入式蜗壳切向进入式 c.轴向进入式轴向进入式5.旋风除尘器的结构形式（1）按进气方式分 切向进入式轴向进入式 51 采用普通切向进气口，易产生上灰环。采用普通切向进气口，易产生上灰环。为了减少气流之间的相互干扰，越来越多的采用为了减少气流之间的相互干扰，越来越多的采用了蜗壳（渐开线）式进气口。这样可以减少除尘了蜗壳（渐开线）式进气口。这样可以减少除尘阻力，提高处理风量。阻力，提高处理风量。轴向进入式处理气体量大，且气流分布均匀，主轴向进入式处理气体量大，且气流分布均匀，主要用于多管旋风除尘器及处理气体量大的情况。要用于多管旋风除尘器及处理气体量大的情况。5253 （2）按气流组织分

17、回流式、直流式、平旋式和旋流式（3）多管旋风除尘器 由多个相同构造形状和尺寸的小型旋风除尘器（又叫旋风子）组合在一个壳体内并联使用的除尘器组成常见的多管除尘器有回流式和直流式两种 回流式多管旋风除尘器回流式多管旋风除尘器 54 CLT/A型旋风除尘器的除尘效率为 8O%-98%;进风风速为 12-18m/s;阻力:x型为 860-195OPa,Y型为 740-174OPa,5556 旋风除尘器的选型一般选用经验法。步骤：步骤：计算所要求的除尘效率；根据烟气特性及允许阻力等条件，选定除尘器的结构型式；用类比法，根据选用的除尘器的V1实验曲线，确定入口风速V1；或根据 计算V1；根据气量Q，入口风

18、速V1计算进口面积A；确定各部分几何尺寸。2in12PV57 旋风除尘器的比例尺寸3/A2/A5.2/A75.1/AA3A2A5.2A75.1尺寸名称XLP/AXLP/BXLT/AXLT入口宽度，b入口高度，h筒体直径，D上3.85b下0.7D3.33b（b=0.3D）3.85b4.9b排出筒直径，de上0.6D下0.6D0.6D0.6D0.58D筒体长度，L上1.35D下1.0D1.7D2.26D1.6D锥体长度，H上0.50D下1.00D2.3D2.0D1.3D灰口直径，d10.296D0.43D0.3D0.145D进口速度为右值时的压力损失12m/s700（600）5000（420）860（770）440（490）15m/s1100（940）890（700）1350（1210）670（770）18m/s1400（1260）1450（1150）1950（1740）990（1110）