大氣污染控制工程_除塵裝置

1、1第六章第六章 除塵裝置除塵裝置 l教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容: :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(guò)濾式除塵器過(guò)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2 第六章第六章 除塵裝置除塵裝置l1.1.教學(xué)要求：教學(xué)要求：l要求了解除塵器的類型，包括各種干式和濕式除塵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。器，理解和掌握電除塵器、過(guò)濾式除塵器設(shè)計(jì)等。l2. 2. 教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)l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)濾式除塵器工作原理，

2、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。選擇設(shè)計(jì)與除塵器的發(fā)展。l3 3、教學(xué)難點(diǎn)、教學(xué)難點(diǎn)l電除塵器的工作原理，過(guò)濾式除塵器的工作原理及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)。設(shè)計(jì)。學(xué)時(shí)數(shù)：學(xué)時(shí)數(shù)：12學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 3除塵裝置概述除塵裝置概述l從氣體中除去或收集固態(tài)或液態(tài)粒子的設(shè)備稱為除塵裝置從氣體中除去或收集固態(tài)或液態(tài)粒子的設(shè)備稱為除塵裝置 濕式除塵裝置濕式除塵裝置 干式除塵裝置干式除塵裝置 l按分離原理分類按分離原理分類 ：重力除塵裝置（機(jī)械式除塵裝置）重力除塵裝置（機(jī)械式除塵

3、裝置） 慣性力除塵裝置（機(jī)械式除塵裝置）慣性力除塵裝置（機(jī)械式除塵裝置）離心力除塵裝置（機(jī)械式除塵裝置）離心力除塵裝置（機(jī)械式除塵裝置）洗滌式除塵裝置洗滌式除塵裝置過(guò)濾式除塵裝置過(guò)濾式除塵裝置電除塵裝置電除塵裝置聲波除塵裝置聲波除塵裝置 袋式除塵袋式除塵電除塵電除塵重力除重力除塵塵慣性除塵慣性除塵濕式除塵濕式除塵41 機(jī)械除塵器機(jī)械除塵器l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：粒物與氣體分離的裝置，常用的有：l 重力沉降室重力沉降室 慣性除塵器慣性除塵器 旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器 5一

4、、重力沉降室一、重力沉降室l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塵裝置 l氣流進(jìn)入重力沉降室后，流動(dòng)截面積擴(kuò)大，流速降低，較氣流進(jìn)入重力沉降室后，流動(dòng)截面積擴(kuò)大，流速降低，較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降 l層流式和湍流式兩種層流式和湍流式兩種 6l層流區(qū)：雷諾數(shù)層流區(qū)：雷諾數(shù)Rep1，對(duì)球形粒子而言：對(duì)球形粒子而言：l l當(dāng)介質(zhì)為空氣時(shí)當(dāng)介質(zhì)為空氣時(shí)p則有：則有：l由上式可見(jiàn)由上式可見(jiàn)us , 若若dp小，則小，則us就小，故小顆粒就難分離。就小，故小顆粒就難分離。l若將雷諾數(shù)若將雷諾數(shù)R

5、ep=1代入，可求出塵粒沉降時(shí)的臨界粒徑代入，可求出塵粒沉降時(shí)的臨界粒徑dc。l l 得得 l代入得：代入得：smgdupps/182smgdupps/1822pd1cpepudRpcdu3263. 2gdpc71.層流式重力沉降室層流式重力沉降室l假定沉降室內(nèi)氣流為柱塞流；假定沉降室內(nèi)氣流為柱塞流；l顆粒均勻分布于煙氣中顆粒均勻分布于煙氣中l(wèi)忽略氣體浮力，粒子僅受重力和阻力的作用忽略氣體浮力，粒子僅受重力和阻力的作用縱剖面示意圖縱剖面示意圖81.層流式重力沉降室層流式重力沉降室l沉降室的沉降室的長(zhǎng)寬高分別為長(zhǎng)寬高分別為L(zhǎng)、W、H，處理煙氣量為，處理煙氣量為Q l氣流在沉降室內(nèi)的停留時(shí)間氣流在

6、沉降室內(nèi)的停留時(shí)間l在在t時(shí)間內(nèi)粒子的沉降距離時(shí)間內(nèi)粒子的沉降距離l該粒子的除塵效率該粒子的除塵效率0/LWHtL vQ0vsu0sscsu Lu LWHhu tvQ 0 ()cssichu Lu LWhHHv HQ1.0 ()ichH91.層流式重力沉降室層流式重力沉降室l對(duì)于對(duì)于stokes粒子，重力沉降室能粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子捕集的最小粒子l的的dmin = ?chH218ppsdgu2 18ppdgLWHHQ即min18pQdgWLmin36pQdgWLn 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

7、式的一半作為實(shí)際分級(jí)效率級(jí)效率公式的一半作為實(shí)際分級(jí)效率 101.層流式重力沉降室層流式重力沉降室l提高沉降室效率的主要途徑提高沉降室效率的主要途徑：降低沉降室內(nèi)氣流速度降低沉降室內(nèi)氣流速度增加沉降室長(zhǎng)度增加沉降室長(zhǎng)度降低沉降室高度降低沉降室高度l沉降室內(nèi)的氣流速度一般為沉降室內(nèi)的氣流速度一般為0.32.0m/s不同粉塵的最高允許氣流速度不同粉塵的最高允許氣流速度111.層流式重力沉降室層流式重力沉降室l多層沉降室：使沉降高度多層沉降室：使沉降高度減少為原來(lái)的減少為原來(lái)的1/（n+1），），其中其中n為水平隔板層數(shù)為水平隔板層數(shù) l考慮清灰的問(wèn)題，一般隔考慮清灰的問(wèn)題，一般隔板數(shù)在板數(shù)在3以下

8、以下(1)siu LW nQ多層沉降室多層沉降室1.錐形閥；錐形閥；2.清灰孔；清灰孔；3.隔隔板板122.重力沉降室優(yōu)缺點(diǎn)重力沉降室優(yōu)缺點(diǎn)l優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單投資少投資少壓力損失?。ㄒ话銥閴毫p失小（一般為50100Pa）維修管理容易維修管理容易l缺點(diǎn)缺點(diǎn):體積大體積大效率低效率低僅作為高效除塵器的預(yù)除塵裝置，除去較大和較僅作為高效除塵器的預(yù)除塵裝置，除去較大和較重的粒子重的粒子133.3.重力沉降室的設(shè)計(jì)重力沉降室的設(shè)計(jì)l假設(shè)假設(shè): :l通過(guò)重力沉降室斷面的水平氣流的速度通過(guò)重力沉降室斷面的水平氣流的速度V分分布是均勻的，呈層流狀態(tài)；布是均勻的，呈層流狀態(tài)；l入口斷面上粉塵分布均勻

9、（即每個(gè)顆粒以入口斷面上粉塵分布均勻（即每個(gè)顆粒以自己的沉降末端速度沉降，互不影響）；自己的沉降末端速度沉降，互不影響）；l在氣流流動(dòng)方向上塵粒和氣流速度相等。在氣流流動(dòng)方向上塵粒和氣流速度相等。14L H V00 00 us W L us V0 W H 凈 氣 15l（1 1）設(shè)計(jì)要求）設(shè)計(jì)要求l1保證粉塵能沉降，保證粉塵能沉降，L足夠長(zhǎng)；足夠長(zhǎng)；l2氣流在沉降室的停留時(shí)間要大于塵粒沉降所需的時(shí)間。氣流在沉降室的停留時(shí)間要大于塵粒沉降所需的時(shí)間。 l3能能100%沉降的最小粒徑沉降的最小粒徑 l（2）設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：l根據(jù)粒徑根據(jù)粒徑dp算出算出 l1）us；l2）初步確定了初

10、步確定了V0、H ，根據(jù)根據(jù) 求長(zhǎng)度求長(zhǎng)度L。l3）根據(jù)進(jìn)氣量根據(jù)進(jìn)氣量Q求寬度求寬度w，Q=V0WH.suHVL021minmin1818gLgHugudpsps0VuHLs16二、慣性除塵器二、慣性除塵器l慣性碰撞慣性碰撞17二、慣性除塵器二、慣性除塵器l1.慣性除塵器慣性除塵器機(jī)理機(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，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，氣流方向發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，借助塵粒本身的慣性力作用，使其與氣流分離使其與氣流分離 18二、慣性除塵器二、慣性除塵器l2.慣性除塵器結(jié)構(gòu)形式慣性除塵器結(jié)構(gòu)形式?jīng)_擊式氣

11、流沖擊擋板捕集較粗粒子沖擊式氣流沖擊擋板捕集較粗粒子沖擊式慣性除塵裝置沖擊式慣性除塵裝置a單級(jí)型單級(jí)型 b多級(jí)型多級(jí)型19二、慣性除塵器二、慣性除塵器反轉(zhuǎn)式改變氣流方向捕集較細(xì)粒子反轉(zhuǎn)式改變氣流方向捕集較細(xì)粒子反轉(zhuǎn)式慣性除塵裝置反轉(zhuǎn)式慣性除塵裝置a a 彎管型彎管型 b b 百葉窗型百葉窗型 c c 多層隔板型多層隔板型20設(shè)備示意圖設(shè)備示意圖彎管慣性除塵彎管慣性除塵3.慣性除塵器應(yīng)用慣性除塵器應(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，凈化效率不高，一般只用于多級(jí)除塵中的一級(jí)除塵，一般只用于多級(jí)除塵中的一級(jí)除塵，捕集捕集1020m以上的粗

12、顆粒以上的粗顆粒壓力損失壓力損失1001000Pa沖擊式?jīng)_擊式反轉(zhuǎn)式反轉(zhuǎn)式21l旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵旋風(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粒從氣流中分離的裝置的裝置 。l用來(lái)分離粒徑大于用來(lái)分離粒徑大于510m以上的的顆粒物。以上的的顆粒物。工業(yè)上已有工業(yè)上已有100多年的歷史。多年的歷史。l特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小，投資低，操作特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小，投資低，操作維修方便，壓力損失較大，動(dòng)力消耗也較大，維修方便，壓力損失較大，動(dòng)力消耗也較大，可用于各種材料制造，能用于高溫、高壓及腐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。蝕

13、性氣體，并可回收干顆粒物。l缺點(diǎn)：效率缺點(diǎn)：效率80%左右，捕集左右，捕集 FD ，顆粒移向外壁，顆粒移向外壁l若若 FC ,即滿足要求，否則按要求重新計(jì)即滿足要求，否則按要求重新計(jì)算。算。l 確定型號(hào)規(guī)格確定型號(hào)規(guī)格l 計(jì)算壓力損失。計(jì)算壓力損失。43l經(jīng)驗(yàn)法：經(jīng)驗(yàn)法：l 計(jì)算所要求的除塵效率計(jì)算所要求的除塵效率；l 選定除塵器的結(jié)構(gòu)型式；選定除塵器的結(jié)構(gòu)型式；l 根據(jù)選用的除塵器的根據(jù)選用的除塵器的Vi實(shí)驗(yàn)曲線，實(shí)驗(yàn)曲線，確定入口風(fēng)速確定入口風(fēng)速Vi；l 根據(jù)氣量根據(jù)氣量Q，入口風(fēng)速入口風(fēng)速Vi計(jì)算進(jìn)口面積計(jì)算進(jìn)口面積A；l 由旋風(fēng)器的類型系數(shù)由旋風(fēng)器的類型系數(shù)l求除塵器筒體直徑求除塵器筒

14、體直徑D，然后便從手冊(cè)中查到所然后便從手冊(cè)中查到所需的型號(hào)規(guī)格。需的型號(hào)規(guī)格。2DAk44l尺寸比例尺寸比例l1 1筒體直徑筒體直徑D D：D愈小，愈能分離細(xì)小顆粒，但過(guò)小愈小，愈能分離細(xì)小顆粒，但過(guò)小易引起堵塞。易引起堵塞。l為此，有人用為此，有人用l作為限制指標(biāo)。作為限制指標(biāo)。D：150-200mm800-1100mml 若處理氣量大，可并聯(lián)使用或采用多管式旋風(fēng)器。若處理氣量大，可并聯(lián)使用或采用多管式旋風(fēng)器。l2 2入口尺寸（圓形和矩形）入口尺寸（圓形和矩形）l為減小顆粒的入射角，一般采用矩形（長(zhǎng)為減小顆粒的入射角，一般采用矩形（長(zhǎng)H、寬寬B、面面積積A、）、）l l類型系數(shù)類型系數(shù)k一般

15、取一般取0.07-0.3，蝸殼型入口的，蝸殼型入口的k較大，較大，D較較小，處理氣量小，處理氣量Q大，大，H/B為為2-4。smrVr/500222DHBDAk45l3 3排氣管：排氣管：多為圓形，且與筒體同心，一多為圓形，且與筒體同心，一般般 d=(0.4-0.6)D0。l深度深度h：切線式切線式h小，則壓損小，但效率降低。小，則壓損小，但效率降低。經(jīng)驗(yàn)取經(jīng)驗(yàn)取h)De或稍低于入口管底部?；蛏缘陀谌肟诠艿撞?。l4 4筒體筒體L L1 1 、錐體錐體L L2 2：l L1=（1.4-2.0）Dl L2=（2.0-3.0）D l L1+ L25D（3-4）Dl L1/ L21.5/2.5較宜。較

16、宜。l5 5圓錐角圓錐角：一般取一般取20-30l6 6排塵口直徑排塵口直徑DcDc：Dc=(0.25-0.5)D0，一般一般Dc70mm466.6.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)l選擇除塵器的型式選擇除塵器的型式 根據(jù)含塵濃度、粒度分布、密度等煙氣特征，及根據(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除塵要求、允許的阻力和制造條件等因素 - - 根據(jù)允許的壓力降確定進(jìn)口氣速，或取為根據(jù)允許的壓力降確定進(jìn)口氣速，或取為 121225 m/s25 m/s - -確定入口截面確定入口截面A A，入口寬度，入口寬度b b和高度和高度h h - - 確定各部分幾何尺寸

17、確定各部分幾何尺寸 12 pv1QAbhv476.6.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)（續(xù)續(xù)）l也可選擇其它的結(jié)構(gòu)，但應(yīng)遵循以下原則也可選擇其它的結(jié)構(gòu)，但應(yīng)遵循以下原則 為防止粒子短路漏到出口管，為防止粒子短路漏到出口管，hs，其中，其中s為排氣管插人為排氣管插人深度；深度；為避免過(guò)高的壓力損失，為避免過(guò)高的壓力損失，b（Dde e）/2；為保持渦流的終端在錐體內(nèi)部，（為保持渦流的終端在錐體內(nèi)部，（H+ +L）3D3D；為利于粉塵易于滑動(dòng)，錐角為利于粉塵易于滑動(dòng)，錐角7 7o o8 8o o；為獲得最大的除塵效率，為獲得最大的除塵效率，de e/ /D0.40.40.50.5， （H+ +L）/ /d