第四章 機(jī)械除塵器

第四章機(jī)械除塵器除塵裝置簡(jiǎn)介除塵主導(dǎo)機(jī)理機(jī)械力電力是否有液體參與除塵或清灰干式濕式除塵裝置簡(jiǎn)介工程應(yīng)用過程中，習(xí)慣把除塵器按以下進(jìn)行分類：1機(jī)械除塵器2過濾式除塵器3靜電除塵器4濕式除塵器機(jī)械除塵器包括重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、維護(hù)方便，但除塵效率不高往往作為多級(jí)除塵系統(tǒng)中的前級(jí)預(yù)處理過濾式除塵器包括袋式除塵器和顆粒層除塵器特點(diǎn)是以過濾機(jī)理作為除塵的主要機(jī)理根據(jù)選用濾料和設(shè)計(jì)參數(shù)的不同，袋式除塵器的效率可高達(dá)99.9%以上濕式除塵器包括低能濕式除塵器和高能文氏管除塵器特點(diǎn)是主要用水作為除塵的介質(zhì)一般來(lái)說(shuō)，濕式除塵器的除塵效率較高當(dāng)采用文氏管除塵器時(shí)，對(duì)微細(xì)粉塵效率仍可達(dá)95%以上，但所消耗能量較高濕式除塵器的主要缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生污水，需要進(jìn)行處理，以消除二次污染電除塵器用電力作為捕塵動(dòng)力有干式ESP（干式清灰）和濕式ESP（濕法清灰）效率高（特別是濕式ESP），消耗動(dòng)力少主要缺點(diǎn)是鋼材消耗多，投資高第四章機(jī)械除塵器本質(zhì)原理：利用質(zhì)量力實(shí)現(xiàn)分離種類：重力沉降室慣性除塵器旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器4-1結(jié)構(gòu)4-2工作原理4-3性能4-4影響性能的主要因素4-5選型設(shè)計(jì)4-1旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)4-2旋風(fēng)除塵器的工作原理4-2旋風(fēng)除塵器的工作原理根據(jù)阿·特·林頓的試驗(yàn)：核心氣流的直徑，底部為0.6de

，內(nèi)圓筒下端為0.8de,平均為0.65dede—排氣筒直徑4-2旋風(fēng)除塵器的工作原理1、流場(chǎng)分布2、速度分布內(nèi)外渦旋的界面上氣流切向速度最大3、壓力分布4-3旋風(fēng)除塵器的性能效率壓損4.3.1旋風(fēng)除塵器的除塵效率1、分割粒徑在交界面上，離心力FC，向心運(yùn)動(dòng)氣流作用于塵粒上的阻力FD

若FC>FD

，顆粒移向外壁若FC<FD，顆粒進(jìn)入內(nèi)渦旋當(dāng)FC=FD時(shí)，有50%的可能進(jìn)入外渦旋，除塵效率為50%

4.3.1旋風(fēng)除塵器的除塵效率當(dāng)介質(zhì)為20℃的空氣時(shí)，可簡(jiǎn)化為：其中：de—排氣筒直徑，m

—粉塵密度，kg/m3v—切向氣速，m/sh—假想高度，即旋風(fēng)除塵器的特征長(zhǎng)度，m4.3.1旋風(fēng)除塵器的除塵效率旋風(fēng)除塵器特征長(zhǎng)度：從排氣管下部至氣流下降最低點(diǎn)間的距離其中：D—筒體直徑，mA—旋風(fēng)除塵器進(jìn)口斷面積，m24.3.1旋風(fēng)除塵器的除塵效率2、旋風(fēng)除塵器的分級(jí)效率①雷思—利希特模式其中n為渦流指數(shù)，n≤1T—?dú)怏w溫度（K），D—筒體直徑（m）4.3.1旋風(fēng)除塵器的除塵效率2、旋風(fēng)除塵器的分級(jí)效率②經(jīng)驗(yàn)公式4.3.2旋風(fēng)除塵器的壓損依據(jù)：總阻力＝進(jìn)口阻力+旋渦流場(chǎng)阻力+排氣管阻力結(jié)果：其中：—?dú)怏w密度，kg/m3；

v—入口氣速，m/s；—局部阻力系數(shù)，4-4影響性能的主要因素旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)除塵器性能的影響氣體性質(zhì)對(duì)除塵器性能的影響粉塵性質(zhì)對(duì)除塵器性能的影響操作因素對(duì)除塵器性能的影響4.4.1裝置結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)性能的影響1、進(jìn)口型式及比例尺寸2、筒體直徑3、筒體長(zhǎng)度與錐體長(zhǎng)度4、排氣管型式及安裝尺寸5、阻氣排塵裝置和集灰斗4.4.1.1進(jìn)口型式及比例尺寸進(jìn)氣方式進(jìn)口斷面型式進(jìn)口面積1、進(jìn)氣方式徑向進(jìn)氣：進(jìn)口外緣相切（螺旋面、蝸殼）、內(nèi)緣相切軸向進(jìn)氣：旋風(fēng)子1、進(jìn)氣方式（1）切向：最普通、使用相對(duì)較多（2）螺旋面：與水平呈近似10°向下，有利于氣體向下作傾斜的運(yùn)動(dòng)，并避免相鄰螺旋的干擾，應(yīng)小于15°，一般取β≈11°（3）漸開線（蝸殼）：進(jìn)氣徑向減薄，減少對(duì)內(nèi)部氣流的干擾和撞擊，加大了進(jìn)口與排氣管的距離，同時(shí)減少阻力20%～30%，其中以180°為佳（4）軸向：最大限度減少進(jìn)氣與旋轉(zhuǎn)氣流間的干擾，提高效率2、進(jìn)氣管斷面型式（1）圓形（2）矩形b/h越小，入口氣流徑向越薄，塵粒移向器壁的路程越短，h/b＝2左右

h/b＝2～3，b=（0.2~0.25）D，h=（0.4~0.75）D3、進(jìn)口面積相對(duì)斷面比＝筒體斷面積／進(jìn)口斷面積高效旋風(fēng)除塵器：K＝6～13.5普通旋風(fēng)除塵器：K＝4～6大流量旋風(fēng)除塵器：K<34.4.1.2筒體直徑D越小，旋流r越小，F(xiàn)離心越大，越大D過小，器壁與排氣管越近，可能造成顆粒反彈至中心區(qū)高效旋風(fēng)除塵器：D<900mm大流量旋風(fēng)除塵器：D≈1.2～3.6m4.4.1.3筒體與圓錐體的長(zhǎng)度長(zhǎng)度取決于除塵器的特征長(zhǎng)度錐體高度比筒體高度更重要一般圓筒高度H1＝（1.5～2.0）D錐體高度H2＝（2～3.5）D錐體段高度與錐角（20～30°）與排灰口直徑有關(guān)4.4.1.4排氣管的型式及安裝尺寸排氣管的結(jié)構(gòu)形狀對(duì)除塵性能影響甚微，排氣管的截面積和切入深度對(duì)旋風(fēng)除塵器的運(yùn)行工況有著不可忽視的影響有兩種型式：下端收縮式和直筒式1.01.52.02.53.03.54.4.1.4排氣管的型式及安裝尺寸排氣管的直徑越小，壓損越大，效率越高de=（0.3~0.65）D排氣管的切入深度過大，表面摩擦增加，上渦流空間增大排氣管的切入深度過小或者不切入，正常旋流發(fā)生彎曲或不穩(wěn)定，粉塵逃逸可能性增大切入深度>0.8進(jìn)氣口高度4.4.1.4排氣管的型式及安裝尺寸氣體在排氣管內(nèi)劇烈旋轉(zhuǎn)，將排氣管末端設(shè)計(jì)成蝸殼狀可減小能量損失排氣速率盡可能小4.4.1.5阻氣排塵裝置和集灰斗集灰斗是完成氣固兩相介質(zhì)分離的最終環(huán)節(jié)在除塵器錐體處，氣流非常接近高湍流阻氣排塵裝置的基本功能是將除塵器內(nèi)、外旋流氣流加以隔離和分界，消除內(nèi)外旋流臨界處的干擾，防止二次夾帶4.4.1.5阻氣排塵裝置和集灰斗4.4.2氣體性質(zhì)氣體濕度：粘壁、堵塞，如磷肥工業(yè)粉塵氣體溫度和黏度氣體密度（可忽略）4.4.3粉塵性質(zhì)1、粉塵的密度及粒度對(duì)壓損影響可忽略2、氣體的含塵濃度濃度增大，效率略增，壓損略降，工程上一般可忽略其影響4.4.4操作因素1、二次效應(yīng)2、入口風(fēng)速3、漏風(fēng)4、磨損4.4.4.1二次效應(yīng)4.4.4.2操作風(fēng)速進(jìn)口氣速越大，粒子所獲得離心力越大除塵器分割粒徑越小，除塵效果越好，壓損越大入口風(fēng)速過大，可能引起二次揚(yáng)塵入口風(fēng)速一般在15~25m/s4.4.4.3漏風(fēng)如排灰口漏風(fēng)：漏風(fēng)1%，除塵效率降低5%～10%漏風(fēng)5%，除塵效率降低50%漏風(fēng)15%，除塵效率趨近于零措施：設(shè)副排氣系統(tǒng)選用高可靠密閉性能的排塵裝置4.4.4.3漏風(fēng)錐底是旋風(fēng)除塵器壓力最低的地方，杜絕錐底漏風(fēng)是保證旋風(fēng)除塵器分離效率的重要措施要求：順利卸灰、高度的氣密性卸灰方式：干式、濕式鎖氣器(a)雙翻板式(b)回轉(zhuǎn)式4.4.4.4磨損直接影響：形成漏風(fēng)磨損原因：氣流高速?zèng)_刷的圓筒壁、蝸殼進(jìn)口的外殼及錐體的下部區(qū)域氣溫升高導(dǎo)致鋼材強(qiáng)度降低粉塵濃度高、塵粒磨琢性強(qiáng)如6mm鋼板旋風(fēng)除塵器處理高磨性燒結(jié)粉塵，6個(gè)月，處理水泥粉塵1～3年4.5旋風(fēng)除塵器的選型設(shè)計(jì)選型原則設(shè)計(jì)步驟4.5.1旋風(fēng)除塵器的選型原則氣量一致：筒徑盡量小，也可考慮若干并聯(lián)或多管旋風(fēng)；入口風(fēng)速保持在15～25m/s；壓損小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；能捕集的最小粒徑要≤粉塵粒徑；4.5.1旋風(fēng)除塵器的選型原則高溫氣體考慮保溫：粉塵不吸收水份、露點(diǎn)為30～50℃時(shí)，保溫至少至露點(diǎn)以上30℃左右；粉塵吸水性強(qiáng)（如水泥、石膏和含堿粉塵等）、露點(diǎn)為20～50℃時(shí)，保溫至露點(diǎn)以上40～50℃4.5.1旋風(fēng)除塵器的選型原則氣密性要好：尤其對(duì)于負(fù)壓操作易燃易爆粉（如煤粉）塵應(yīng)設(shè)防爆裝置：入口管道設(shè)安全防爆閥門粉塵黏性較小時(shí)，最大允許含塵濃度與筒徑有關(guān)：旋風(fēng)除塵器筒徑（mm）8006004002001006040允許最大含塵濃度

(g/m-3)4003002001506040204.5.2設(shè)計(jì)步驟主要包括類