通风空调课件 第九章2006

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1、第9章 悬浮颗粒与有害气体净化9.1 工业建筑的除尘系统9.1.1 工业建筑的除尘系统的组成工业建筑的除尘系统是一种捕获和净化生产工艺 过程中产生的粉尘的局部机械排风系统。 该工序共有5台400mm双头砂轮机。由砂轮 机排尘罩捕集砂轮机产生的含尘气体，经 软管导入沉降方箱，大颗粒的粉尘沉降在 方箱中并被定时清扫出来。含细小粉尘的 气体在风机的作用下，经风道输送到除尘 器内，净化后的气体由风管排入大气。分 离下来的粉尘从除尘器排出。 完整的除尘系统的工作过程 v1用排尘罩捕集工艺过程产生的含尘气体。v2捕集的含尘气体在风机的作用下，沿风道 输送到除尘设备中。v3在除尘设备中将粉尘分离出来。v4净

2、化后的气体排至大气。v5收集与处理分离出来的粉尘。9.1.2工业建筑除尘系统划分的原则v1除尘系统不宜过大，吸尘点不宜过多。通常为5- 6个，最多不宜超过20个吸尘点。当吸尘点相距较 远时，应分别设置除尘系统。v2温湿度不同的含尘气体，当混合后可能导致风 管内结露时，应分设除尘系统。v3同时工作但粉尘种类不同的扬尘点，当工艺允 许不同粉尘混合回收或粉尘无回收价值时，可合设 一个系统。v4在同一工序中如有多台并列设备，由于它们不 一定同时工作，因而不宜划为同一系统。若需把并 列设备的排风划为一个系统时，系统的总排风量应 按各排风点同时工作计算。9.1.3除尘系统的风道v1除尘系统风道由于风速较高

3、，通常采用圆形风道，而且直径 较小。但是，为了防止风管堵塞，除尘风道的直径不宜小于下列 数据：排送细小粉尘(矿物粉尘) 80mm；排送较粗粉尘(如木屑) l00mm排送粗粉尘(如刨花) 130mm；排送木片 150mmv2如果吸尘点较多时，常用大断面的集合管连接各支管；集合 管内风速不宜超过3ms。集合管下部设卸灰装置。v 3为了防止粉尘在风管内沉积，除尘系统风管尽可能要垂直或 倾斜敷设。倾斜敷设时，与水平面的夹角最好大于45 。 ，如必须 水平敷设时，需设置清扫口。v4除尘系统风管要求的水力平衡性好。对于并联管路进行水力 计算，一般的通风系统要求两支管的压力损失差不超过15，除 尘系统要求两

4、支管的压力损失差不超过10，以保证各支管的风 量达到设计要求。9.1.4 除尘风管中的风速除尘系统风管内风速的大小，除了要考虑对其系统经济性的影响外，还 要考虑到风管内风速过大对设备和风道磨损加快；风速过小，又会使粉 尘沉积，堵塞管道。为了防止粉尘在管道内沉积和堵塞，管内风速不能 低于下表中所列出的最低空气流速。9.1.5 除尘系统粉尘的收集与处理为了保障除尘系统的正常运行和防止再次 污染环境，应对除尘器收集下来的粉尘妥善 处理。其处理原则是减少二次扬尘，保护环 境和回收利用，化害为利，变废为宝，提高 经济效益。根据生产工艺的条件、粉尘性质 、回收利用的价值，以及处理粉尘量等因素 ，可采用就地

5、回收、集中回收处理和集中废 弃等方式。v1.就地回收 所谓就地回收就是指除尘器的排尘管直接 将粉尘卸至生产设备内。其特点是，不需要设粉尘处理 设备，维修管理简单，但易于产生二次扬尘。就地回收 适用于粉尘有回收价值，并靠重力作用能自由落回到生 产设备内的场合。 v2.集中处理 利用机械或气力输送设备将各除尘器卸下 的粉尘集中到预定地点集中处理。其特点是，需设运输 设备，有时还设加湿设备；维护管理工作量大；集中后 有利于粉尘的回收利用；但与就地回收相比，二次扬尘 易于控制。它适用于除尘设备卸尘点较多，卸尘量较大 ，又不能就地纳入工艺流程回收的场合。v3.人工清灰 适用于卸尘量较小，并不直接回收利用

6、或 无回收价值的场合。9.1.5.1干式除尘器排出粉尘的处理方式v1分散机械处理 所谓分散机械处理是指除尘器本体或 下部集水坑设刮泥机等，将扒出的尘泥就地纳入工艺流 程或运往他处。这种方式的刮泥机需要经常管理和维修 。适用于除尘器数量少，但每台除尘设备排尘量大的场 合。v2集中机械处理 将全厂含尘污水纳入集中处理系统， 使粉尘沉淀、浓缩，然后用抓泥斗、刮泥机等设备将尘 泥清出，纳入工艺流程或运往他地。其特点是，污水处 理设备比较复杂，可集中维修管理，但工作量较大。它 适用于大、中型厂矿除尘器数量较多，含尘污水量较大 的场合。9.1.5.2 湿式除尘器的含尘污水处理方式9.2 悬浮颗粒分离机理和

7、设备分类v1重力 依靠重力使气流中的尘粒自然沉降，将尘粒从气流中分离出来。是一种简 便的除尘方法。这个机理一般局限于分离50100m以上的粉尘。v2离心力含尘空气作圆周运动时，由于离心力的作用，粉尘和空气会产生相对运动 ，使尘粒从气流中分离。这个机理主要用于10 m以上的尘粒。v 3惯性碰撞含尘气流在运动过程中遇到物体的阻挡(如挡板、纤维、水滴等)时，气流要 改变方向进行绕流，细小的尘粒会沿气体 流线一起流动。而质量较大或速 度较大的尘粒，由于惯性，来不及跟随气流一起绕过物体，因而脱离流线 向物体靠近，并碰撞在物体上而沉积下来。9.2.1悬浮颗粒分离机理v4接触阻留当某一尺寸的尘粒沿着气流流线

8、刚好运动到物体(如纤维或液滴)表面附近时，因 与物体发生接触而被阻留，这种现象称为接触阻留。v5扩散由于气体分子热运动对尘粒的碰撞而产生尘粒的布朗运动，对于越小的尘粒越 显著。微小粒子由于布朗运动，使其有更大的机会运动到物体表面而沉积下来 ，这个机理称为扩散。对于等于或小于0.3m的尘粒，是一个很重要的机理。 而大于0.3 m的尘粒其布朗运动减弱，一般不足以靠布朗运动使其离开流线碰 撞到物体上面去。v 6静电力悬浮在气流中的尘粒，都带有一定的电荷，可以通过静电力使它从气流中分离 。在自然状态下，尘粒的带电量很小，要得到较好的除尘效果，必须设置专门 的高压电场，使所有的尘粒都充分荷电。v 7凝聚

9、凝聚作用不是一种直接的除尘机理。通过超声波、蒸气凝结、加湿等凝聚作用 ，可以使微小粒子凝聚增大，然后再用一般的除尘方法去除。v8筛滤作用筛滤作用是指当尘粒的尺寸大于纤维网孔尺寸时而被阻留下来的现象。9.2.2 悬浮微粒捕集设备的分类悬浮微粒捕集设备通常有工业除尘器和空 气过滤器两种。所谓的工业除尘器是指净化 由工艺生产设备或炉窑中排出的含尘气体的 设备，它是工业建筑除尘系统的主要设备之 一。它的运行好坏将直接影响到排往室外的 粉尘浓度，也直接影响到周围环境卫生条件 的好与坏。而空气过滤器是净化空气中尘粒 的设备，它是空调和空气净化系统中的主要 部件之一，它的运行好坏将直接影响到室内 空气品质是

10、否合格。根据主要的除尘机理的不同分为六类 v (1)重力除尘 如重力沉降室；v (2)惯性除尘 如惯性除尘器；v (3)离心力除尘 如旋风除尘器；v (4)过滤除尘 如袋式除尘器、颗粒层除尘器 、纤维过滤器、纸过滤器；v (5)洗涤除尘 如自激式除尘器、旋风水膜除 尘器； v (6)静电除尘 如电除尘器。根据气体净化程度的不同分为四类 v (1)粗净化 主要除掉粗大的尘粒，一般用作多级除 尘的第一级。v (2)中净化 主要用于通风除尘系统，要求净化后的 空气浓度不超过100200mgm3。v (3)细净化 主要用于通风空气调节系统和再循环系 统，要求净化后的空气浓度不超过12mgm3。v (4

11、)超净化 主要除掉l m以下的细小尘粒，用于洁 净空调系统。净化后的空气含尘浓度视工艺要求而 定。根据过滤器效率，空气过滤器分为五类 v (1)初效过滤器：初效过滤器的作用是除掉5m以上的沉降性尘 粒和各种异物，在净化空调系统中作为预过滤器，以保护中效、 高效过滤器。在空调系统中作进风过滤器用。 v (2)中效过滤器：中效过滤器的主要作用除掉1l0 m的悬浮性 尘粒。在净化空调系统和局部净化设备中作为中间过滤器，以减 少高效过滤器的负担，延长高效过滤器的寿命。v (3)高中效过滤器：高中效过滤器能较好地去除lm以上的粉尘粒 子，可作净化空调系统的中间过滤器和一般过滤送风系统的末端 过滤器。v

12、(4)亚高效过滤器：亚高效过滤器能较好地去掉0.5m以上粉尘 粒子。可作净化空调系统的中间过滤器和低级别净化空调系统 (100000级，M6.5级)的末端过滤器。v (5)高效过滤器：高效过滤器主要用于过滤掉0.5 m以下的亚微 米级尘粒，这些尘粒用初效过滤器和中效过滤器是不能过滤掉的 或很难过滤掉的。高效过滤器是净化空调系统的终端过滤设备和 净化设备的核心。9.3除尘器与空气过滤器的技术性能指标除尘器的技术性能指标主要有除尘效率、 压力降和处理气体量。而表征空气过滤器性能的主要指标为过滤效率、压力降和容尘量 。9.3.1除尘效率v1全效率除尘器全效率为在一定的运行工况下除尘器除下的粉尘量与

13、进入除尘器的粉尘量之百分比。其计算式质量法现场无法直接测出进入除尘器的粉尘量，因此应先测出除尘 器进出口气流中的含尘浓度和相应的风量浓度法为了使排出室外的空气含尘浓度达到排放标准的要求，常将 两个除尘器串联在同一个除尘系统上，两个除尘器串联运行 时，除尘器的总效率为：除尘器效率虽是评价除尘器性能的重要指标之一， 但是，有时两台除尘器的全效率分别为99和99.5 ，两者基本一样，似乎两者的除尘效果差别不大 。若从排出气体的含尘量看，两者的差别是很大的 ，前者排入大气中的粉尘量要比后者高出一倍。因 此，又引入穿透率p来描述除尘器的除尘效果，其 定义为除尘器出口粉尘的排出量与入口粉尘的进入 量的百分

14、比。 2穿透率3分级效率粉尘粒径的大小会直接影响除尘器全效率的大小 。例如，有的旋风除尘器处理40m以上的粉尘时 ，效率接近100，处理5m以下的粉尘时，效率 会下降到40左右。因此，只给出除尘器全效率对 工程设计是没有意义的。要正确评价除尘器的除尘 效果，就必须按粒径标定除尘器效率，这种效率称 分级效率。即定义为除尘器对某一粒径dc或粒径范 围 内粉尘的除尘效率，其计算式为全效率与分级效率的关系为 9.3.2 除尘器的阻力除尘器的阻力也是评价其性能的重要指标之一 。它关系到除尘器的能量消耗和除尘系统中 风机的合理选择。除尘器阻力的大小等于除 尘器进、出口处气流的全压绝对值之差。若 除尘器出入

15、口管道直径相同时，阻力即可直 接用静压差表示。在通风除尘工程中，经常 采用阻力系数来评价除尘器的阻力。 9.3.3 除尘器处理气体量v处理气体量是评价除尘器的处理能力大小的重要技 术指标。一般用体积流量(m3s或m3/h)表示除尘 器处理气体量的大小，也有用质量流量(kgs或 kg/h)表示的。v 但空气过滤器通过风量(处理气体量)的能力分别用 面速和滤速来描述。面速是指空气过滤器断面上的 通过气流的速度(ms)，而滤速是指滤料净面积上 的通过气流的速度，一般以cms表示。因此，面 速和滤速反映了滤料的通过能力。 v除尘器的性能指标，除上述的除尘器效率、阻力和 处理气体量外，还有耐温性、腐蚀性

16、、耗钢量、耗 水量等，在选择除尘器时均应周全考虑。9.3.4空气过滤器的过滤效率过滤效率是表征空气过滤器性能的重要指标之一。单级 空气过滤器的效率为：v1计重效率 当被过滤气体中的含尘浓度以质量浓度(gm3)来表示，则效率 为计重效率，此法只可适用于初效、中效和亚高效过滤器，而高效过滤器的 穿透率小，就无法采用计重效率。v2计数效率 当被过滤气体中的含尘浓度以计数浓度(粒/L)来表示，则效率为 计数效率。计数效率的尘源可以是大气尘，也可以是DOP(邻苯二甲酸二辛酯) 雾。采用大气尘粒子计数测量粒子浓度时称为大气尘计数效率，采用DOP粒 子计数测量粒子浓度时称为DOP计数效率。v3钠焰效率 以氯化钠固体粒子作尘源。氯化钠固体粒子在氢焰中燃烧，通 过光电火焰光度测得氯化钠粒子浓度，根据过滤器前后采样浓度求得效率。 它适用于中高效过滤器。