《第06章 颗粒物污染控制技术1(1109)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第06章 颗粒物污染控制技术1(1109)（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章 除尘装置,重力除尘装置 惯性力除尘装置 离心力除尘装置 洗涤式除尘装置 过滤式除尘装置 电除尘装置,从气体中除去或收集固态或液态粒子的设备.,湿式除尘装置,干式除尘装置,颗粒 捕集理论,机械除尘器 电除尘器 湿式除尘器 过滤式除尘器 除尘器的选择与发展,主 要 内 容,第一节 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,一、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。,层流式和湍流式,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。,设
2、计思想：,设计模式：,1、层流式重力沉降室,假定沉降室内气流为层流；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,纵剖面示意图,沉降室的长宽高分别为L、W、H，处理烟气量为Q,第一节 机械除尘器,气流在沉降室内的停留时间:,在t 时间内粒子的沉降距离:,对于粒径dp的粒子：,粒子的分级除尘效率：,对于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin = ?,Stokes粒子：,第一节 机械除尘器,时：,最小粒子,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,第一节 机械除尘器,多层沉降
3、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,第一节 机械除尘器,重力沉降室的优点: 结构简单 投资少 压力损失小（一般为50100Pa） 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,第一节 机械除尘器,二、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,第一节 机械除尘器,结构形式 冲击式气流冲击挡板捕集较粗粒子 反转式改变气流方向捕集较细粒子,冲击式惯性除尘装置 a单级型 b多级型,第一节 机械除尘器,一般净
4、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1001000Pa,第一节 机械除尘器,反转式惯性除尘装置 a 弯管型 b 百叶窗型 c 多层隔板型,应用,三、,气流沿外壁由上向下旋转运动：外涡旋 少量气体沿径向运动到中心区域 旋转气流在锥体底部转而向上沿轴心旋转：内涡旋 颗粒在离心力作用下逐渐移向外壁 到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗,第一节 机械除尘器,利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置,1、旋风除尘器内气流与尘粒的运动,旋风除尘器,普通旋风除尘器组成：进气管、筒体、锥体和排气管等,上涡旋
5、：气流从除尘器顶部向下高速旋转时，一部分气流带着细小的尘粒沿筒壁旋转向上，到达顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，最后从排出管排出,第一节 机械除尘器,决定气流质点离心力大小。,包括：切向速度、轴向速度和径向速度,2、旋风除尘器气流运动速度,切向速度：,外涡旋的切向速度分布：反比于旋转半径R的n次方,n 1，称为涡流指数,内外涡旋的界面上气流切向速度最大 交界圆柱面直径 d0 = ( 0.61.0 ) de , de 为排气管直径,第一节 机械除尘器,内涡旋的切向速度正比于半径,径向速度,假定外涡旋气流均匀地经过交界圆柱面进入内涡旋,r0和h0分别为交界圆柱面的 半径和高度，m,平均径向速度:,外
6、涡旋的轴向速度向下 内涡旋的轴向速度向上 在内涡旋，轴向速度向上逐渐增大，在排出管底部达到最大值,轴向速度,第一节 机械除尘器,A：旋风除尘器进口面积,相对尺寸对压力损失影响较大，除尘器结构型式相同时，几何相似放大或缩小，压力损失基本不变 含尘浓度增高，压力降明显下降 操作运行中可以接受的压力损失一般低于2kPa,局部阻力系数,3、旋风除尘器的压力损失,：局部阻力系数,影响因素：,计算分割直径是确定除尘效率的基础 在交界面上，离心力FC，向心运动气流作用于尘粒上的阻力FD 若 FC 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
7、率为50% ，粒径对应分割粒径。,第一节 机械除尘器,4、旋风除尘器的除尘效率,平衡分离理论（筛分理论）,对于球形Stokes粒子 分割粒径 dc确定后，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,第一节 机械除尘器,Vr径向速度,r0交界圆柱面半径,VT0交界圆柱面处气流的切向速度,旋风除尘器理论分级效率曲线,第一节 机械除尘器,例题：已知XZT一90型旋风除尘器在选取入口速度v1=13m/s时，处理气体量Q=1.37m3/s。试确定净化工业锅炉烟气（温度为423K，烟尘真密度为2.1g/cm3）时的分割直径和压力损失。已知该除尘器筒体直径0.9m，排气管直径为0.45m，排气管
8、下缘至锥顶的高度为2.58m，423K时烟气的粘度 （近似取空气的值）=2.4105pas。 解:假设接近圆筒壁处的气流切向速度近似等于气流的入口速度，即v1=13m/s， 取内、外涡旋交界圆柱的直径d0=0.7 de，根据式 （610） 由式 （6一9）得气流在交界面上的切向速度,第一节 机械除尘器,根据式（616） 此时旋风除尘器的分割直径为5.31m。 根据式（513）计算旋风除尘器操作条件下的压力损失：423K时烟气密度可近似取为：,第一节 机械除尘器,由式（612）计算：,(1)二次效应被捕集粒子的重新进入气流 在较小粒径区间内，实际效率高于理论效率 在较大粒径区间，实际效率低于理论
9、效率,第一节 机械除尘器,5、影响旋风除尘器效率的因素,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。,措施：,第一节 机械除尘器,(2)比例尺寸,旋风除尘器的各个部件都有一定的尺寸比例； 这些比例基于广泛调查研究的结果,筒体直径,切向速度相同，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，效率下降。,除尘器高度,锥体适当加长，对提高除尘效率有利。,特征长度L (排出管下部至气流下降的最低点之间的距离) 亚历山大公式 旋风除尘器排出管以下部分的长度应当接近或等于L,排出管直径,一般取排出管直径de=（0.40.65）D,筒体和锥体的总高度以不大于五倍的
10、筒体直径为宜,排出管直径越小，分割直径越小，除尘效率越高 排出管直径太小，导致压力降增加,第一节 机械除尘器,d0 = ( 0.61.0 ) de,在不漏风的情况下进行正常排灰,锁气器 (a)双翻板式 (b)回转式,第一节 机械除尘器,(3)除尘器下部的严密性,除尘器运行时，锥体底部处于负压状态； 如果除尘器下部不严密，会使除尘效率显著下降。 因此，必须在不漏风的情况下进行正常排灰。,(4)烟尘的物理性质 气体的密度和粘度、尘粒的大小和比重、烟气含尘浓度,第一节 机械除尘器,随气体粘度增加而降低,随粉尘浓度增加而提高,气体密度的影响可忽略,(5)操作变量 提高烟气入口流速，能增加尘粒运动离心力
11、，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，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）,第一节 机械除尘器,一般入口气速为1823m/s,最好不超过35m/s,a. 直入切向进入式 b. 蜗壳切向进入式 c. 轴向进入式,6、旋风除尘器的结构形式 进气方式分,第一节 机械除尘器,切向进入式 渐近线（涡壳）式 轴向进入式,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。,多管除尘器：,多管旋风除尘器,第一节 机械除尘器,陶瓷、铸铁旋风子,7、旋风除尘器的设计选型,（1）根据含尘浓度、粒度分布、密度等烟气特征，及除尘
12、要求、允许的阻力和制造条件等因素 ，合理选用除尘器型号 （2）根据允许的压力降确定进口气速，或取为 1225 m/s (3)确定入口截面A，入口宽度b和高度h (4)确定各部分几何尺寸,第一节 机械除尘器,基本步骤：,（5）也可选择其它的结构，但应遵循以下原则 为防止粒子短路漏到出口管，hs，其中s为排气管插人深度； 为避免过高的压力损失，b（Dde）/2； 为保持涡流的终端在锥体内部，（H+L）3D； 为利于粉尘易于滑动，锥角7o8o； 为获得最大的除尘效率，de/D0.40.5，（H+L）/de810；s/de1；,第一节 机械除尘器,例题： 已知烟气处理量Q=5000m3/h，烟气密度=1.2kg/ m3，允许压力损失为900Pa。若选用XLP/B型旋风除尘器，试求其主要尺寸。 解：由式（626） 根据表61，5.8,第一节 机械除尘器,参考XLP/B品系列；取D=700mm，,第一节 机械除尘器,1、重力沉降室的工作原理。 2、旋风除尘器的除尘原理。 3、旋风除尘器中，气流的切向速度和径向速度如何确定？ 4、重力沉降室与旋风除尘器的除尘效率如何确定？ 5、影响旋风除尘器除尘效率的因素有哪些？如何影响?,思考题,
