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1、第六章 除尘装置 教学内容:n机械除尘器n电除尘器n湿式除尘器n过滤式除尘器n除尘器的选择与发展1 1第六章 除尘装置 1.教学要求： 要求了解除尘器的类型，包括各种干式和湿式除尘 器，理解和掌握电除尘器、过滤式除尘器设计等。 2. 教学重点 掌握机械除尘器作原理、结构与设计；电除尘器的 工作原理，了解其选型和设计；掌握过滤式除尘器 的工作原理，了解其选型和设计；了解除尘系统的 选择设计与除尘器的发展。 3、教学难点 电除尘器的工作原理，过滤式除尘器的工作原理及 设计。建议学时数：6-8学时 2 2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
2、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声波除尘装置 袋式除尘电除尘重力除尘惯性除尘湿式除尘3 31 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 4一、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 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 5 5 层流区：雷诺数Rep1，对球形粒子而言： 当介质为
3、空气时p则有： 由上式可见us , 若dp小，则us就小，故小颗粒就难分离 。 若将雷诺数Rep=1代入，可求出尘粒沉降时的临界粒径dc。 得 代入得：一、重力沉降室一、重力沉降室6 6 工业粉尘粒径大致为1100m，粒径小于5m的尘粒实 际沉降速度要比Stocks定律预示的大，需修正。故 dp5m的尘粒：us=cus c为修正系数，在空气中温度为20，压强为1atm时， dp为m。 在其它温度下，Kc值就变化，一、重力沉降一、重力沉降7 71.层流式重力沉降室 假定沉降室内气流为柱塞流；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8 81.层流式重力沉降室 沉降室
4、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9 91.层流式重力沉降室 对于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin = ?n 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 10101.层流式重力沉降室 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11111.层流式重力沉降室 多层沉降室：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
5、问题，一般隔 板数在3以下多层沉降室 1.锥形阀；2.清灰孔；3.隔 板12122.湍流式重力沉降室 湍流模式1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13132.湍流式重力沉降室 粒子在微元内的停留时间 被去除的分数 对上式积分得 边界条件：得 因此，其分级除尘效率14142.湍流式重力沉降室 湍流模式2完全混合模式，即沉降室内未捕集颗粒完全 混合单位时间排出： （ 为除尘器内粒子浓度，均 一） 单位时间捕集：总分级效率 siniusLW1515
6、2.湍流式重力沉降室 三种模式的分级效率均可用 归一化 对Stokes颗粒，分级效率与dp成正比16163.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17174.重力沉降室的设计 假设通过重力沉降室断面的水平气流的速度V分布是均匀 的，呈层流状态；入口断面上粉尘分布均匀（即每个颗 粒以自己的沉降末端速度沉降，互不影响）；在气流流 动方向上尘粒和气流速度相等，就可得到除尘设计的简 单模式。 （1）沉降时间和（最小粒径时的）沉降速度 尘粒的沉降速度为us，沉降室的
7、长、宽、高分别为L、W 、H，要使沉降速度为us的尘粒在沉降室内全部去除，气 流在沉降室内的停留时间t（ ）应大于或等于尘粒 从顶部沉降到灰斗的时间（ ）， 即：18184.4.重力沉降室的设计重力沉降室的设计1919 将 代入 ，可求出沉降室能100%捕集的最 小粒径dmin 上式是在理想状况下得到的，实际中常出现反混现象， 工程上常用36代替式中的18，这样理论和实践更接近。 室内的气流速度v0应根据尘粒的密度和粒径确定。一般 取0.32m/s。 沉降室的设计: 1).沉降时间 ; 2).沉降速度(按要求沉降的最小颗粒) 3). 沉降室尺寸 4.4.重力沉降室的设计重力沉降室的设计2020
8、（2）沉降室尺寸 先按 算出捕集尘粒的沉降速度us， 假设沉降室内的气流速度V0和沉降室高度H（或宽度W ），而后求沉降室的长度和宽度（或高度）。 Q=WHV0=WLus 沉降室长度： 沉降室宽度： Q为处理气流量，m3/s2121 （3）设计要求 1保证粉尘能沉降，L足够长； 2气流在沉降室的停留时间要大于尘粒沉降所需的时间 。 3能100%沉降的最小粒径 （4）设计的主要内容： 根据粒径dp算出 1）us； 2）初步确定了V0、H ，根据 求长度L。 3）根据进气量Q求宽度w，Q=V0WH.2222二、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 2323二、惯性除尘器 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a单级型 b多级型 2424二、惯性除尘器 反转式改变气流方向捕集较细粒子反转式惯性除尘装置a 弯管型 b 百叶窗型 c 多层隔板型 2525设备示意图弯管惯性除尘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1001000Pa冲击式反转式2626 旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使 尘粒从气流中分离的装置 。 用来分离粒径大于510m
10、以上的的颗粒物 。工业上已有100多年的历史。 特点：结构简单、占地面积小，投资低，操 作维修方便，压力损失较大，动力消耗也较 大，可用于各种材料制造，能用于高温、高 压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物。 缺点：效率80%左右，捕集 FD ，颗粒移向外壁 若 FC ,即满足要求，否则按要求重新 计算。 确定型号规格 计算压力损失。5959 经验法：计算所要求的除尘效率； 选定除尘器的结构型式； 根据选用的除尘器的Vi实验曲线， 确定入口风速Vi； 根据气量Q，入口风速Vi计算进口面积 A； 由旋风器的类型系数 求除尘器筒体直径D，然后便从手册中查到所 需的型号规格。6.6.旋风除尘器的设计旋风除
11、尘器的设计6060 尺寸比例 1筒体直径D：D愈小，愈能分离细小颗粒，但过小易 引起堵塞。 为此，有人用 作为限制指标。D：150-200mm800-1100mm 若处理气量大，可并联使用或采用多管式旋风器。 2入口尺寸（圆形和矩形） 为减小颗粒的入射角，一般采用矩形（长H、宽B、面积 A、） 类型系数k一般取0.07-0.3，蜗壳型入口的k较大，D较 小，处理气量Q大，H/B为2-4。6161 3排气管：多为圆形，且与筒体同心，一 般 d=(0.4-0.6)D0。 深度h：切线式h小，则压损小，但效率降低 。经验取h)De或稍低于入口管底部。 4筒体L1 、锥体L2： L1=（1.4-2.0
12、）D L2=（2.0-3.0）D L1+ L25D（3-4）D L1/ L21.5/2.5较宜。 5圆锥角：一般取20-30 6排尘口直径Dc：Dc=(0.25-0.5)D0，一 般Dc70mm62626.旋风除尘器的设计 选择除尘器的型式 根据含尘浓度、粒度分布、密度等烟气特征 ，及除尘要求、允许的阻力和制造条件等因素 - 根据允许的压力降确定进口气速，或取为 12 25 m/s-确定入口截面A，入口宽度b和高度h - 确定各部分几何尺寸 6363CLT/A型旋风除尘器6464XLP型旁路式旋风除尘器65656.旋风除尘器的设计（续） 旋风除尘器的比例尺寸尺寸名称XLP/AXLP/BXLT/
13、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）66666.旋风除尘器的设计（续） 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；67676.旋风除尘器的设计（续）P177【例6-2 】 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
