環(huán)保設(shè)備設(shè)計和選型

1、第五章環(huán)保設(shè)備設(shè)計和選型第一節(jié)常用除塵設(shè)備設(shè)計及選型機械除塵器電除塵器文丘里除塵器袋式除塵器除塵器的選擇與發(fā)展除塵裝置從氣體中除去或收集固態(tài)或液態(tài)微粒子的設(shè)備稱為除塵裝置按分離原理分類：重力除塵裝置（機械式除塵裝置）慣性力除塵裝置（機械式除塵裝置）離心力除塵裝置（機械式除塵裝置）洗滌式除塵裝置過濾式除塵裝置電除塵裝置聲波除塵裝置一機械除塵器機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:重力沉降室慣性除塵器旋風(fēng)除塵器重力沉降室重力沉降室是通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置氣流進入重力沉降室后，流動截面積擴大，流速降低，較重顆粒在重力作用下緩

2、慢向灰斗沉降沉降室的長寬高分別為L、WH,處理煙氣量為Q氣流在沉降室內(nèi)的停留時間在t時間內(nèi)粒子的沉降距離該粒子的除塵效率對于Stokes粒子，代入對于Stokes粒子,重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin=?提高沉降室效率的主要途徑降低沉降室內(nèi)氣流速度(一般為"S)增加沉降室長度降低沉降室高度多層沉降室：使沉降高度減少為原來的1/(n+1),其中n為水平隔板層數(shù)考慮清灰的問題，一般隔板數(shù)在3以下1電除塵器的工作原理三個步驟A粉塵荷電放電極與集塵極間施加高壓一放電極附近發(fā)生電暈放電一氣體電離產(chǎn)生r正離子移向電暈極、自由電子和部分隨即形成的負(fù)離子一一與粉塵碰撞并附著其上，實現(xiàn)粉塵

3、荷電A粉塵沉集一電粉塵向集塵極移動，到達其表面并放出電荷面沉積其上靜電除塵器構(gòu)造主要構(gòu)件：電暈極集塵極清灰裝置（一）高壓直漉里被捕集粉塵的清除電暈極和集塵極上都會有粉塵沉積粉塵沉積在電暈極上會影響電暈電流的大小和均勻生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入氣流在濕式電除塵器中，用水沖洗集塵極板。無二次揚塵,效率高。主要問題是清灰水的處理及設(shè)備腐蝕。在干式電除塵器中，一般用機械撞擊或電極振動產(chǎn)生的振動力清灰。有利于回收有經(jīng)濟價值的粉塵，但易產(chǎn)生二次揚塵?，F(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)生高強度的振打力，又能調(diào)節(jié)振打強度和頻

4、率常用的振打器有電磁型和撓唇錘型傳動軸漳頭X.集生極振打什圖6.22撓臂傅型振打裝管電除塵器的選擇和設(shè)計電除塵器的選擇和設(shè)計仍然主要采用經(jīng)驗公式類比方法表捕集飛灰的電除塵器的主要設(shè)計參數(shù)會攵符號取值范圍板間距S23A2801驅(qū)進速度33si8cm5比集塵柢表面積4Q300724K田2(lOOOmY.min)氣浚速度V"2ms長高比UH0.515比電星功率PcQ1800電晏電濟密度IJA0.05iQAin?平均氣流速度煙煤鍋爐VLI1.6nrs福煤鍋爐VL82.6nrs電除塵器的選擇和設(shè)計 比集塵表面積的確定根據(jù)運行和設(shè)計經(jīng)驗，確定有效驅(qū)進速度么按德意希方程求得比集塵表面積4/Q1./

5、I、=1n4P 長高比的確定集塵板有效長度與高度之比，直接影響振打清灰時二次揚塵的多少要求除塵效率大于99%時，除塵器的長高比至少要1.0T5。 氣流速度的確定A通常由處理煙氣量和電除塵器過氣斷面積，計算煙氣的平均流速A平均流速高于某一臨界速度時，作用在粒子上的空氣動力學(xué)阻力會迅速增加，粉塵的重新進入量亦迅速增加 氣體的含塵濃度如果氣體含塵濃度很高，電場內(nèi)塵粒的空間電荷很高,易發(fā)生電暈閉塞A應(yīng)對措施一提高工作電壓，采用放電強烈的芒剌型電暈極，電除塵器前增設(shè)預(yù)凈化設(shè)備等三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?；蚴沽皆龃蟮难b置除塵機理：液體介質(zhì)

6、與塵粒間的慣性碰撞和攔截；微細(xì)塵粒與液滴間的擴散接觸孑加濕的塵粒相互凝并孑飽和態(tài)高溫?zé)煔饨禍貢r，以塵粒為凝結(jié)核凝結(jié)按能耗分為：高能和低能濕式除塵器低能濕式除塵器的壓力損失為。2sl.5kPa,對10um以上粉塵的凈化效率可達90%95%高能濕式除塵器的壓力損失為2.59.0kPa,凈化效率可達99.5%以按凈化機理,大致分為七類9«1氣illAba重力噴霧洗滌器b、旋風(fēng)洗滌器c、自激噴霧洗滌器cd、板式洗滌器e、填料洗滌器f、文丘里洗滌器g、機械誘導(dǎo)噴霧洗滌器濕式除塵器主要濕式除塵裝置的性能和操作范裝墨名稱氣體流速in-s"液氣比71-m-3壓力損失Pa分割直徑中m刪塔0.

7、W22s3100-5003.0填科塔0.512s3100025001.0旋風(fēng)洗;勇器15450.5L51200-15001.0轉(zhuǎn)簡洗滌器(300A750rmin)0.72500sl5000.2沖擊式洗滌器1020105001500.2文丘里洗滌器609003L5300080000.1濕式除塵器的特點優(yōu)點：不僅可以除去粉塵，還可凈化氣體； 效率較高（高于千式機械除塵器），可去除的粉塵粒徑較小; 體積小，占地面積小，； 能處理高溫、高濕的氣流。 缺點: 有泥渣; 需防凍（冬天）; 易腐蝕設(shè)備; 動力消耗大。文丘里洗滌器文丘里洗滌器由文丘里管（簡稱文氏管）和脫水器兩部分組成A文丘里管；包括收縮管.喉

8、管、擴散管。除塵過程A分為霧化、凝聚和脫水三個過程除塵過程含塵氣體進入收縮管后，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，氣速達到最大，一般為50sl80m/s水沿喉管周邊均勻分布的噴嘴進入，液滴被高速氣流霧化和加速。在液滴加速過程中，由于液滴與粒子之間慣性碰撞，實現(xiàn)微細(xì)塵粒的捕集。充分的霧化是實現(xiàn)高效除塵的基本條件洗滌液6接旋風(fēng)分離器圖6-39文丘里洗滌器示意圖進（日：2收編代：3.壩哦：4.擴管誨AUft幾何尺寸Convergi ngTth roat Divergingl2d2sectionsection進氣管直徑久按與之相聯(lián)管道直徑確定收縮管的收縮角常E23。25。喉管直徑

9、坷按喉管氣速F確定，其截面積與進口管截面積之比的典型值為44擴散管的擴散角J一般為5。7。出口管的直徑按與其相聯(lián)的除霧器要求的氣速確定D廣叭愛D 一DpctS壓力損失A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。A關(guān)于壓力損失的經(jīng)驗公式很多，均具有一定的局限性。其中較被廣泛接受的公式有，卡爾井特提出的公式喉管氣速/ cm/s型朋（± ）心 103x10岳詹）cmH20海斯凱茨提出的方程式2=0.863£(上嚴(yán)活(色嚴(yán)PaA喉管橫截面積,m2文丘里洗滌器除塵效率卡爾弗特等人作了一系列簡化后提出下式以計算文丘里洗滌器的通過率幾和分別為洗滌液和粉塵的

10、密度,g/an八一氣體粘度,lOPa.s;tollJBLOoAP文丘里洗滌器壓力損失,賽一粉塵粒徑，um;/-經(jīng)驗常數(shù)”在該表達式中為01-04。2 - O8XI<T5kg 例題，以液氣比為I.OL/m口的速率將水噴入文丘里洗滌器的喉部，氣體譏速為122m/s,密度和粘度分別為1.15kg/和m-1-s,喉管橫斷面跚只為O.O8m2,參數(shù)徵為0.2®對于粒徑為ioum.密度為L5g/cm0的粒子，試確定氣流通過該洗滌器的壓力損失和粒子的通過率解:由式AP = -1.03xWl2200/(11)=153.3cmH2O=15126Pa現(xiàn)在運用海斯凱茨提出的式得AP=0.863xlJ

11、5x(0.08)。133x(122)2(竺更=12567Pa例題（續(xù)）利用式估算粒子的通過率:0.172=1.172c |b.ixiu-y k二expxlxl.5xlJ72xl2 x(0.25)2 X153.3(2.08xIO"4)2=exp(-2.375)UI過濾式除塵器又稱空氣過濾器，是利用多孔過濾介質(zhì)分離捕集氣體中I體或液體粒子的凈化裝置，屬于高效干式除塵裝置。分類A袋式除塵器纖維織物采用纖維織物作淀料的袋式除塵器（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99%以上效率高，性能穩(wěn)定可靠、操作簡單，因而獲得越來越廣泛的應(yīng)用袋式除塵器的工作原理含塵氣流從下部進入圓筒

12、形濾袋，在通過濾料的孔隙時，粉塵被捕集于濾料上.振動機構(gòu)圖6.41機械振動袋式除塵器粉塵因攔截、慣性碰撞、靜電和擴散等作用，在濾袋表面形成粉塵層，常稱為粉層初層新鮮濾料（網(wǎng)孔為20A50um）的除塵效率較低粉塵初層形成后，成為袋式除塵器的主要過濾層，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，會把己附在濾料上的細(xì)小粉塵擠壓過去，使除塵效率下降除塵器壓力過高，還會使除塵條統(tǒng)的處理氣體量顯著下降，因此除塵器阻力達到一定數(shù)值后，要及時清灰清灰不應(yīng)破壞粉塵初層袋式除塵器除塵效率的彩響因素粉塵負(fù)荷m單位面積濾布上的積塵量（kg/m2）oa_7m增大時，除塵效率提高，但濾布的積塵量太大，除塵

13、效率反而降低，壓損增大，氣體處理量減小。過濾速度煙氣實際體積流量與濾布面積之比，也稱氣布比選用高的過濾速度，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減小，但除塵器的壓力損失卻會加大。而且一般來講，除塵效率隨過濾速度增加而下降表3-24各種捕集機理作用的粒度范圍序號機理粒度范圍風(fēng)速增高對機理效率的影響1攔截降低2慣性碰撞>1um增高3擴散<0.01-0.5pni降低4靜電vO.OI-5um降低5篩濾過濾層微孔尺寸降低丹尼斯（Dgniik）和克萊姆（Khnim）提出了一系列方程,以預(yù)測袋式除塵器的粉塵出口濃度和穿透率C2=A+(Ol")e-叫G+Cr=1.5x

14、1O'7exp12.7(1嚴(yán))A=3.6xlO-3V-4+0.094G一粉塵出口濃度，g/m3%一無量綱常數(shù):一表面過濾速度，m/s1一粉塵入口濃g/m，cr一脫落濃度（常數(shù),g/nP口一粉塵負(fù)荷，g/m2DennisandKlenm取q=0.5袋式除塵器的壓力損失壓力損失；重要的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，不僅決定著能量消耗,而且決定著除塵效率和清灰周期等A北一通過潔凈濾料的壓力損失，100sl30Pa;一通過粉塵層(du§t”kg)的壓力損失；兩者均可以用達西定律表示x_KK-粉塵或濾料的滲透率(pwmwbiliy),由實驗測定工一粉塵或濾料的厚度滲透率K是沉積粉塵層性質(zhì)，如孔隙率、比

15、表面積、孔隙大小分布和粉塵粒徑分布等的函數(shù)袋式除塵器的壓力損失XpZ/U&Kp對于給定的濾料和操作條件，濾料的壓力損失迪基本上是一個常數(shù)通過袋式除塵器的壓力損失的變化主要由帆決定在時間（內(nèi)，沉積在濾袋上的粉塵質(zhì)量加可以表示為m=Qt-C=v-A-t-C濾袋的過濾面積c煙氣中粉塵濃度因此粉塵層的壓另損失卑二字令=*定義為顆粒層的比阻力系數(shù)，因此帆二R$Cf對于給定的煙氣特征和粉塵層滲透率K,隔與粉塵濃度C和過濾時間f成線性關(guān)系，而與過濾速曳的平方成正比若已知粉塵的粒徑分布、堆積密度和真密度，可以利用丹尼斯和克萊姆提出的下述方程式估算N嚴(yán)3_4_50i3十4.5Q，3302-氣體粘度，10

16、-iPa.s$比表面參數(shù)鳥巴暮空）,加.】MMD粉塵粒子的質(zhì)量中位徑，cm%-粉塵粒子的幾何標(biāo)準(zhǔn)偏差£P-粒子的真密度，坎寧漢校正系數(shù)幾-顆粒堆積密度與真密度的比值袋式除塵器的壓力損失還可用下式計算:AP=APo+APd=<Co+anid)uV清潔濾料的阻力系數(shù)，1皿口氣體的粘度，m丁粉塵的堆積負(fù)荷口一粘附粉塵層的平均比阻力，mkg;粉塵的比阻力系數(shù)粉塵種類纖維種類清灰方式過謔氣速1mmin1翔塵比FH力系敗/N*min1m1飛灰（煤）乙烯逆氣沌、豚沖噴吹、機械嫌動0.5B-1-81.17A2.51飛灰（油）逆氣流1.98-2350.79水泥玻璃、丙烯酸系看痢機械獗動046*0

17、.642.00-11.69玻墉丙烯陽系機械嫌動、逆氣涯0.18*0.822$1-108®電妒玻ML丙烯改系il弋淤.機械拆動046-1.227.5-119碩除鈣2.230.067玻離、常梅克斯聚囚家乙烯、丙烯戰(zhàn)系逵氣流、機威振動034*0493.67-035白云召逆氣渡M)0112飛次（慕燒）玻璃0.7630.00棉、內(nèi)烯酸累機彳敢撮動0.761.05-3.16氧化鐵注梅克斯6420.17石灰窯0.701.50聚鵬逆久流、機檢侏動O.W9.50燒緒塵玻璃0.702.08袋式除塵器的壓力損失過濾阻力與粉塵負(fù)荷粉塵負(fù)荷袋式除塵器的濾料對濾料的要求容塵量大、吸濕性小、效率高、阻力低A使用壽

18、命長，耐溫、耐磨.耐腐蝕、機械強度高A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，采用的過濾速度不宜過高表面起毛（絨）的濾料容塵量大，粉塵能深入濾料內(nèi)部,可以采用較高的過濾速度，但必須及時清灰袋式除塵器的濾料濾料種類A按濾料材質(zhì)分天然纖維棉毛織物，適于無腐蝕、350s3G0K以下氣體無機纖維-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，擴大除塵器的應(yīng)用領(lǐng)域濾料種類按濾料結(jié)構(gòu)分濾布（編織物）埸紋編級料紋編織毛氈一工藝簡單；致密，除塵效率高；容塵量小，易于清灰袋式除塵器的濾料濾料名稱直徑4m耐溫性能K吸水率/%耐酸性耐堿性強度長期最高棉組物（植物短纖維）10-203483583688很差稍好1蠶絲（動物長纖維）1835336337316-22羊毛（動協(xié)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良綸398A4084236好差1.6滌綸（聚脂4134336.5好差1.6玻璃纖維（用廷酮樹脂處理）585234.0好差1芳香族聚配胺（諾梅克斯）4935334550好2.5聚四氟乙魅4935230很好很好2.5袋式除塵器的結(jié)構(gòu)型式按濾袋形狀按進氣方式按清灰方式簡易