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1、矿区大气污染与防治,中国矿业大学银川学院,2,2018/9/9,粉尘治理-除尘设备有害气体治理-脱硫、脱氮,锅炉烟气的治理,中国矿业大学银川学院,3,2018/9/9,除尘技术,除尘的目的：净化空气、回收原料 除尘的概念：通过除尘设备将粉尘颗粒从空气中分离出来以达到空气净化和回收原料的目的。 除尘效果：取决于粉尘的性质和除尘设备的性能。,中国矿业大学银川学院,4,2018/9/9,除尘机理,除尘是一个物理过程。使粉尘从空气中分离的作用力主要有： 机械力: 包括重力, 离心力和惯性力； 阻留作用: 包括介质的筛滤作用, 尘气绕流的接触阻留作用和扩散接触阻留作用； 凝聚作用: 通过加湿, 蒸汽凝结
2、, 超声波等作用,使细尘粒凝聚而从空气中分离； 静电力:利用静电力使带电尘粒从空气中分离。,中国矿业大学银川学院,5,2018/9/9,除尘设备的分类,根据除尘过程中是否有湿润剂可分为：湿式除尘装置和干式除尘装置。根据工作原理可分为：机械式除尘器、过虑式除尘器、湿式除尘器和静电除尘器。,中国矿业大学银川学院,6,2018/9/9,一、机械式除尘器,机械式除尘器通常指利用重力、惯性力和离 心力等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。 机械除尘器的特点：结构简单、易于制造、 造价低、便于维护，对大颗粒粉尘去除效率 高。,中国矿业大学银川学院,7,2018/
3、9/9,（一）重力沉降室,重力沉降室：利用粉尘的重力作用使粉尘沉降而从空气中分离出来。 由于依靠重力分离作用, 因此必须分析确定出粉尘的沉降速度V； 然后根据沉降速度V确定沉降室的捕集最小粒径dmin； 沉降室的结构参数长l, 宽B, 高H。,中国矿业大学银川学院,8,2018/9/9,重力沉降室简图,中国矿业大学银川学院,9,2018/9/9,重力沉降室原理,中国矿业大学银川学院,10,2018/9/9,重力沉降室,重力沉降室特点： 除尘效率：50um 80%-90% 优点：简单、投资少、易维护 缺点：占地大，除尘效率低 应用：初级除尘或预除尘,中国矿业大学银川学院,11,2018/9/9,
4、（二）惯性除尘器,工作原理: 利用尘粒在运动气流中具有的惯性力, 通过突然改变含尘气流的流动方向, 或使其与某种障碍物碰撞,使尘粒的运动轨迹偏离气体流线而达到分离的目的。 这类除尘器适用于净化d20m粉尘。由于净化效率低, 常用作多级除尘中的初级除尘。,中国矿业大学银川学院,12,2018/9/9,（二）惯性除尘器原理,中国矿业大学银川学院,13,2018/9/9,（二）惯性除尘器,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,反转式惯性除尘装置 a 弯管型 b 百叶窗型 c 多层隔板型,中国矿业大学银川学院,14,2018/
5、9/9,（二）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。,中国矿业大学银川学院,15,2018/9/9,（三）旋风除尘器,旋风除尘器：利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置。 结构：旋风除尘器的结构由进气口, 圆筒体, 圆锥体, 排气管, 排尘装置组成。 原理：当含尘气流由切线进口进入除尘器后, 气流在除尘器内作旋转运动, 气流中的尘粒在离心力作用下向外壁移动, 到达壁面, 并在气流和重力作用下沿壁落入灰斗而达到分离的目的。,中国矿业大学银川学院,16,2018/9/9,中国矿业大学银川学院,1
6、7,2018/9/9,中国矿业大学银川学院,18,2018/9/9,（三）旋风除尘器,排灰装置：,中国矿业大学银川学院,19,2018/9/9,旋风除尘器,多管旋风除尘器： 为提高旋风除尘器处理能力，由多个相同构造形状和尺寸的小型旋风除尘器组合在一起并联使用的除尘器组。,中国矿业大学银川学院,20,2018/9/9,中国矿业大学银川学院,21,2018/9/9,旋风除尘器,特点： 结构简单，造价低，没有传动装置及运动部 件，维护修理方便，可用于净化高温烟气， 能捕集10 m以上粒径，效率达80%以上， 使用多管除尘器效率可达95%以上。,中国矿业大学银川学院,22,2018/9/9,二、过滤式
7、除尘器,过滤除尘器： 用多孔过滤介质分离捕集气体中固体和液体 粒子的净化装置。工业中常用的袋式除尘器 是典型的外部过滤除尘装置。,采用织物等较薄滤料，将 最初粘附在表面的粉尘层 作为过滤层，进行微粒捕集。,过 滤 式 除 尘 器,内部过滤器,表面过滤器,把松散的滤料以一定体积填 充在框架或容器内作为过滤 层，对含尘气体进行净化， 尘粒是在过滤材料内部进行 捕集。,中国矿业大学银川学院,23,2018/9/9,袋式除尘器,袋式除尘器的除尘机理：将纤维编织物作为滤料制成滤袋对含尘气体进行过滤的除尘装置。主要依靠滤料表面形成的粉尘初层和集尘层进行过滤作用。 通过以下几种效应捕集粉尘。 筛滤效应: 当
8、粉尘的粒径比滤料空隙或滤料上的初层孔隙大时, 粉尘便被捕集下来。 惯性碰撞效应: 含尘气体流过滤料时, 尘粒在惯性力作用下与滤料碰撞而被捕集。 扩散效应: 微细粉尘由于布朗运动与滤料接触而被捕集。,中国矿业大学银川学院,24,2018/9/9,袋式除尘器,袋式除尘器的除尘原理： 含尘气流从下部进入筒形滤袋， 在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕 集于滤料上，透过滤料的相对清 洁的气体由出口排出。沉积在滤 料上的粉尘达到一定厚度时，通 过清灰作用清除。,中国矿业大学银川学院,25,2018/9/9,袋式除尘器,新鲜滤料的除尘效率较低 粉尘初层形成后，成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率 随着粉尘在
9、滤袋上积聚，滤袈两侧的压力差增大，会把已附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降,中国矿业大学银川学院,26,2018/9/9,滤袋过滤原理示意图,某袋式除尘器除尘效率曲线,中国矿业大学银川学院,27,2018/9/9,中国矿业大学银川学院,28,2018/9/9,中国矿业大学银川学院,29,2018/9/9,袋式除尘器,滤料选用要求 容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力低 使用寿命长，耐温、耐磨、耐腐蚀、机械强度高 表面光滑的滤料容尘量小，清灰方便，适用于含尘浓度低、粘性大的粉尘，采用的过滤速度不宜过高 表面起毛（绒）的滤料容尘量大，粉尘能深入滤料内部，可以采用较高的过滤速度，但必须及时清灰
10、,中国矿业大学银川学院,30,2018/9/9,袋式除尘器的清灰方式,清灰是袋式除尘器运行中十分重要的一环，多数袋式除尘器是按清灰方式命名和分类的。 常用的清灰方式有三种： 机械振动式 逆气流清灰 脉冲喷吹清灰,中国矿业大学银川学院,31,2018/9/9,袋式除尘器的清灰方式,1.机械振动清灰 此类型袋式除尘器 优点：是工作性能稳定， 清灰效果较好 缺点：是滤袋常受机械力 作用，损坏较快，滤袋检 修与更换工作量大,中国矿业大学银川学院,32,2018/9/9,中国矿业大学银川学院,33,2018/9/9,袋式除尘器的清灰方式,2.逆气流清灰 这种清灰方式的除尘器结构简单，清灰效果好，滤袋磨损
11、少，特别适用于粉尘粘性小，玻璃纤维滤袋的情况。,中国矿业大学银川学院,34,2018/9/9,袋式除尘器,中国矿业大学银川学院,35,2018/9/9,袋式除尘器的清灰方式,3.脉冲喷吹清灰 利用压缩空气反吹，压缩空气的脉冲产生冲击波，使滤袋振动，粉尘层脱落。 脉冲喷吹清灰实现了全自动清灰，净化效率达99；过滤负荷较高，滤袋磨损轻，运行安全可靠。,中国矿业大学银川学院,36,2018/9/9,袋式除尘器,优点： 除尘效率高； 性能稳定可靠，适应性强； 操作简单，结构灵活； 因地制宜 便于回收利用，不存在二 次污染,缺点： 滤料的耐温和耐腐蚀性能受到限制； 对于特殊气体的处理，滤料价格昂贵； 不
12、适宜处理粘性强或吸湿性粉尘。,中国矿业大学银川学院,37,2018/9/9,三、湿式除尘器,湿式除尘原理：湿式除尘的机理可概括为两个方面: 一是尘粒与水接触时直接被水捕获; 二是尘粒在水的作用下凝聚性增加。这两种作用而使粉尘从空气中分离出来。水与含尘气流的接触主要有三种形式: 水滴、水膜和气泡。使尘粒与水接触的作用机理主要有: 惯性碰撞、截留和扩散。,中国矿业大学银川学院,38,2018/9/9,三、湿式除尘器,除尘过程分三个阶段： 冲击作用阶段：进气管的喷头是掩埋在水室里，含尘气流经喷头高速喷出，冲击水面并急剧改变方向，气流中的大尘粒因惯性与水碰撞而被捕集。 泡沫作用阶段：粒径较小的尘粒随气
13、流以紊流的方式穿过水层，激发出大量泡沫和水花，进一步使尘粒被捕集，达到二次净化的目的。 淋浴作用阶段：气流穿过泡沫层进入筒体内，受到激起的水花和雾滴的淋浴，得到了进一步净化，即淋浴阶段。,中国矿业大学银川学院,39,2018/9/9,三、湿式除尘器,中国矿业大学银川学院,40,2018/9/9,旋风水膜除尘器,喷雾沿切向喷向筒壁，使壁面形成一层很薄的不断下流的水膜含尘气流由筒体下部导入，旋转上升，靠离心力甩向壁面的粉尘为水膜所粘附，沿壁面流下排走。,中国矿业大学银川学院,41,2018/9/9,旋风水膜除尘器,中国矿业大学银川学院,42,2018/9/9,文丘里除尘器,由收缩管、喉管、扩散管和
14、喷水装置构成，与旋风分离器一起构成文丘里除尘器。,中国矿业大学银川学院,43,2018/9/9,除尘过程 含尘气体由进气管进入收缩管后，流速逐渐增大，气流的压力能逐渐转变为动能 在喉管入口处，气速达到最大，一般为50180m/s 洗涤液 （一般为水）通过沿喉管周边均匀分布的喷嘴进入，液滴被高速气流雾化和加速 充分的雾化是实现高效除尘的基本条件,中国矿业大学银川学院,44,2018/9/9,文丘里洗涤器,除尘过程 液体进入文丘里管及雾化情况：,中国矿业大学银川学院,45,2018/9/9,文丘里洗涤器,中国矿业大学银川学院,46,2018/9/9,喷淋塔式,中国矿业大学银川学院,47,2018/
15、9/9,中心喷雾的旋风洗涤器,中国矿业大学银川学院,48,2018/9/9,三、湿式除尘器,优点： 可同时除尘和除有害气体结构简单，造价低能处理湿度大、温度高的气体 除尘效率高（0.5微米）缺点： 能耗大，耗水量大 有废液、泥浆处理问题 在寒冷地区使用需防冻 憎水性和水硬性粉尘受到限制,中国矿业大学银川学院,49,2018/9/9,四、静电除尘器,静电除尘器的原理：在 正、负电极之间形成高压电场, 使空气电离, 当含尘气体通过电场时, 粉尘被荷电, 从而使尘粒向集尘极运动并沉积于集尘极上, 使气体得到净化。,中国矿业大学银川学院,50,2018/9/9,四个基本过程： 电晕放电 粉尘荷电 粉尘
16、沉积 清灰,四、静电除尘器,中国矿业大学银川学院,51,2018/9/9,四、静电除尘器,中国矿业大学银川学院,52,2018/9/9,四、静电除尘器,中国矿业大学银川学院,53,2018/9/9,四、静电除尘器,优点：除尘效率高，对粒径为1-2 m粉尘的除尘效率可达98%-99%，适用于高温的烟尘净化，该装置的空气动力性能小，耗电量不大。 缺点：设备较大，占地面积大，钢材用量多，一次性投资大，制造安装复杂，技术要求高。,中国矿业大学银川学院,54,2018/9/9,投资大，设备复杂，占地面积大，对操作、运行、维护管理都有较高要求。,可捕集细微粉尘及雾状液滴，除尘性能好，气体处理量大，适用范围广；压力损失低，能耗低，运行费用少。,静电,容易受酸碱性气体腐蚀；需要处理污水和污泥，粉尘回收困难；冬季会产生冷凝水，寒冷地区需考虑防冻；疏水性粉尘除尘效率低。,投资少，构造简单，净化效率高。较为适用于非纤维性、不与水发生化学反应、不发生黏结现象的各类粉尘，尤其适宜净化高温、易燃、易爆及有害气体。,湿式,投资较高，允许的使用温度低，操作时气体的温度需高于露点的温度。,
