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1、第7章 湿式除尘器,7.1 湿式除尘器的分类与性能 7.2 重力喷雾塔与离心式洗涤器 7.3 自激式洗涤器 7.4 文丘里洗涤器,7.1 湿式除尘器的分类与性能,7.1.1 湿式除尘器的分类 湿式除尘器是使含尘气体与液体（通常用水）密切接触，利用重力、惯性碰撞、拦截、扩散、静电力等作用捕集颗粒或使粒径增大的装置，又称湿式气体洗涤器。 根据能耗可以分为低、中、高能耗3类。 低能耗，如喷雾塔和旋风洗涤器等，压力损失为0.25 1.5kPa，对10m以上尘粒的净化效率可达90%左右 ； 中能耗，如冲击水浴除尘器、机械诱导喷雾洗涤器等，压力损失为1.5 2.5kPa ； 高能耗，如文丘里洗涤器、喷射洗
2、涤器等，除尘效率可达99.5%以上，压力损失为2.5 9.0kPa。,图7-1 湿式除尘器示意图 （a）重力喷雾洗涤器；（b）离心洗涤器；（c）冲击水浴除尘器； （d）泡沫除尘器（板式塔）；（e）填料塔；（f）文丘里洗涤器；（g）机械诱导喷雾洗涤器,7.1 湿式除尘器的分类与性能,根据湿式除尘器的净化机制，可将其分为7类。 重力喷雾洗涤器 离心洗涤器 冲击水浴除尘器 泡沫除尘器（板式塔） 填料塔 文丘里洗涤器 机械诱导喷雾洗涤器,捕尘体类型,除尘器类型,液滴 液滴或液膜 液滴 气泡和气体射流 液膜 液滴 液滴,7.1.2 湿式除尘器的特点及一般性能 结构简单、造价低，可以有效地将直径为0.12
3、0m的液滴或固体颗粒从气流中除去。 也能脱除部分气态污染物，还能起到气体降温的作用。 适宜净化非纤维性、非憎水性和不与水发生化学反应的各种粉尘，尤其适宜净化高温、易燃和易爆的含尘气体。 存在设备及管道的腐蚀、污水和污泥的处理、因烟温降低而导致的烟气抬升减小及冬季排气产生冷凝水雾等问题。在低温寒冷地区，湿式除尘器容易结冻，要有必要的防冻措施。,7.1 湿式除尘器的分类与性能,7.1.3 湿式除尘器的除尘效率 影响因素众多，过程复杂，多采用实验测定或经验公式计算。 1. 卡尔弗特法推算除尘效率 对于大多数遵从对数正态分布的工业粉尘，在以惯性碰撞为主的湿式除尘器中，分级通过率为：,7.1 湿式除尘器
4、的分类与性能,da空气动力粒径(mA)； A，B常数； Rd为粒径为d的粉尘的筛上累积分布。,2. 根据除尘器的能量消耗计算除尘效率,7.1 湿式除尘器的分类与性能,PG气体通过洗涤器的压力损失(Pa）； PL加入液体的压力损失（Pa）； QL，QG分别为液体和气体的体积流量（m3/s）,传质单元数NOG和洗涤器总能耗Et,7.2 重力喷雾塔与离心式洗涤器,7.2.1 重力喷雾塔 喷淋除尘器是湿式除尘器中最简单的一种，具有结构简单、压力损失小(一般小于0.25kPa)、操作稳定方便等持点，但净化效率低，耗水量及占地面积大。它一般不用作单独除尘。该除尘器通常与高效除尘器联用 ，可起预净化、降温和
5、加湿作用。,7.2 重力喷雾塔与离心式洗涤器,对各种粒径粒子除尘效率最高的液滴直径范围是0.5l.0mm。尤以0.8mm左右为最佳。 根据惯性碰撞和拦截机理，减小水滴直径DL将使惯性碰撞与拦截作用增强，但DL过小时，水滴的自由沉降速度缓慢，甚至被气流托起或带走，相对速度大大降低，碰撞参数St反而减小，效率降低。因此存在一个最佳水滴直径范围。,立式逆流洗涤器靠惯性碰撞捕集粉尘的效率,7.2 重力喷雾塔与离心式洗涤器,错流式喷雾塔中粒子的惯性捕集效率,7.2.2 离心式洗涤器 把干式旋风除尘器的离心力原理应用于具有喷淋或在器壁上形成液膜的湿式除尘器中，就构成了离心式洗涤器。 与旋风除尘器相比，除尘
6、效率明显提高 ，有效地防止了二次扬尘 。 适于净化5m以上的粉尘。在净化亚微米范围的粉尘时，常将它串接在文丘里洗涤器之后，作为凝聚水滴的脱水器。 效率一般可达90以上，压损为0.251.0kPa，特别适用于气量大和含尘浓度高的场合。,7.2 重力喷雾塔与离心式洗涤器,几种常见的离心式洗涤器 1.中心喷水切向进气离心式洗涤器 入口气速一般在15m/s以上，器内断面气速一般为1.22.4m/s，耗水量0.41.3L/m3。对各种粉尘的净化效率可达9598，阻力0.51.5 kPa。,7.2 重力喷雾塔与离心式洗涤器,2. 立式旋风水膜除尘 (1) CLS型旋风水膜除尘器 设有3-6个喷嘴，喷水压力
7、为30-50kPa，耗水量为0.1-0.3l/m3，压力损失为500-750Pa。效率达90以上。最高允许进口含尘浓度为2g/m3。 净化效率取决于两个因素：气流入口速度和筒体直径。 气流入口速度一般范围为15-22m/s。,7.2 重力喷雾塔与离心式洗涤器,(2) 麻石水膜除尘器 其外壳由耐磨耐腐蚀的麻石（花岗岩）砌筑而成，下流水膜一般用溢水槽形成。 其优点是耐磨、耐腐蚀，寿命达20年以上；能净化沸腾炉、煤粉炉等含尘浓度很高（最高达6070g/m3）的烟气；除尘效率高达90左右；耗钢少，造价较低。其缺点是除尘效率仍不够高，烟尘排放浓度难以达到国家标准；耗水量大，且酸性灰水需处理后才能排放。,
8、7.2 重力喷雾塔与离心式洗涤器,近年来所作结构方面的改进 在水膜除尘器主筒（塔）之后增设了副筒（塔），烟气经二筒上部之间的水平烟道进入副筒，并从副筒下部经引风机和烟囱排放，副筒除作为烟管外，还有一定的脱水作用； 主筒直接从混凝土基础上砌筑，底部设有灰水出口和溢流堰以实现水封。 为提高除尘效率，在主筒前增设卧式麻石低阻文丘里洗涤器，将文丘里-水膜除尘器的总除尘效率提高到9597。,7.2 重力喷雾塔与离心式洗涤器,给水装置和供水方式,带挡板的外水堰式,7.2 重力喷雾塔与离心式洗涤器,3. 卧式旋风水膜除尘器,卧式旋风水膜除尘器由内筒、外壳、螺旋导流叶片、集尘水箱和排水设施等组成。 横截面为倒
9、梨形，以三个螺旋圈为多，应注意入口风速和筒底水面的控制。脱水方式有堰板脱水和旋风脱水两种。,7.2 重力喷雾塔与离心式洗涤器,1螺旋导流叶片；2外壳 ；3内筒 4水槽；5通道,4、旋流板塔洗涤器 旋流板塔洗涤器有较高的除尘效果和良好的传质性能，国内很多中小型锅炉用它同时除尘和脱硫。 旋流塔板形状如固定的风车叶片。气流通过叶片时产生旋转和离心运动。 负荷较高，处理能力较大，操作弹性亦较大。但由于板上气液接触时间短，效率一般较低，除尘、除雾的单板效率为90左右。,7.2 重力喷雾塔与离心式洗涤器,7.3 自激式洗涤器,自激式洗涤器是将具有一定动能的含尘气流直接冲击液面以形成雾滴，使尘粒从气流中分离
10、，达到除尘的目的。 优点是在高含尘浓度时能维持高的气流量，耗水量小，一般低于0.13L/m3，压力损失0.54kPa，净化效率一般可达85%95%。,两种常见的自激式洗涤器 1.冲击水浴洗涤器 含尘气流以812m/s的速度经喷头高速喷出，冲击水面并急剧地改变流向，粗尘粒靠惯性与水碰撞而被捕获；接着气流以细流方式穿过水层，激发出大量泡沫和水花，细小的尘粒在上部空间和水滴碰撞后，由于凝聚、增重而被捕集。,7.3 自激式洗涤器,水浴洗涤器阻力（Pa）计算,7.3 自激式洗涤器,影响冲击水浴洗涤器效率和压损的主要因素有： 气体经喷头的喷射速度，喷头被水淹没的深度，喷头与水面接触的周长S与气流量Q之比值
11、S/Q等。,水浴洗涤器喷头的埋水深度一般为030mm，喷射速度为814m/s，除尘效率达8595%，压力损失约为1.5kPa。 水浴洗涤器可在现场用砖或钢筋混凝土构造，适合中小型工厂采用。它的缺点是泥浆清理比较困难。,7.3 自激式洗涤器,2、冲激式洗涤器 我国生产的冲激式除尘器将通风机、洗涤除尘室、水位控制装置和清理泥浆装置等组成的冲激式除尘机组，结构紧凑，占地小，便于安装和管理。 这种洗涤器的特点是随着入口含尘浓度增大，除尘效率有所提高，处理气量变化在20%时，对除尘效率几乎没有影响。缺点是，金属消耗量大，阻力高，价格较贵。,7.3 自激式洗涤器,7.4 文丘里洗涤器,1. 文丘里洗涤器的
12、构造和原理 文丘里除尘器由文丘里管(简称文氏管)和脱水器两部分组成。文氏管由进气管、收缩管、喷嘴、喉管、扩散管、连接管组成。脱水器也叫除雾器，上端有排气管，用于排出净化后的气体；下端有排尘管道接沉淀池，用于排出泥浆。,1循环泵；2文氏管；3调节板 4分离器；5沉淀池,除尘原理 文丘里洗涤器的除尘过程，分为雾化、凝聚和脱水三个过程，前两个过程在文氏管内进行，后一个过程在脱水器内完成。含尘气体进入收缩管后，气速逐渐增大，气流的压力能逐渐转变为动能，在喉管处气速达到最大（50180m/s），气液相对速度很高。在高速气流冲击下，从喷嘴喷出的水滴被高度雾化。喉管处的高速低压使气体湿度达到过饱和状态，尘粒
13、表面附着的气膜被冲破，尘粒被水湿润。在尘粒与液滴或尘粒之间发生着激烈的惯性碰撞和凝聚。进入扩散管后，气速减小，压力回升，以尘粒为凝结核的过饱和蒸汽的凝聚作用加快。凝聚有水分的颗粒继续碰撞和凝聚，小颗粒凝并成大颗粒，易于被其它除尘器或脱水器捕集，使气体得到净化。,7.4 文丘里洗涤器,结构型式 按形状分：矩形和圆形； 按喉管构造分：有喉口部分无调节装置的定径文氏管和喉头装有调节装置的调径文氏管； 按水雾化方式分：有预雾化和不预雾化两种； 按供水方式分：有径向内喷，径内外喷、轴向喷雾和溢流供水。 确定文氏管几何尺寸的基本原则是保证净化效率和减小流体阻力。尺寸包括收缩管、喉管和扩散管的直径和长度，及
14、收缩管和扩散管的扩张角等。,7.4 文丘里洗涤器,(a)-(c)圆形定径；(d)矩形定径；(e)(f）重砣式定径(倒装和正装)； (g)-( j)矩形调径（翼板式、滑块式、米粒式）,2、文丘里洗涤器的压力损失 文丘里洗涤器的压力损失包括文氏管和脱水器的压力损失。 文氏管的压力损失推算经验公式,卡尔弗特经验式,海斯凯茨经验式,7.4 文丘里洗涤器,3. 文丘里洗涤器的除尘效率,7.4 文丘里洗涤器,卡尔弗特简化公式,海斯凯茨公式 （5m以下粉尘粒子 ）,7.4 文丘里洗涤器,4、文丘里洗涤器的设计计算 文丘里洗涤器设计计算的内容为文丘里管收缩管、喉管和扩散管的直径和长度，以及收缩管和扩散管的张角
15、等主要尺寸的确定。 （1）文氏管进、出口管和喉管的管径或高度宽度计算,7.4 文丘里洗涤器,矩形截面,圆形截面,进口管管径一般按与之相连的管道大小确定，v1一般取1622m/s。出口管管径一般按其后相连的脱水器要求的气速确定，v2一般为1822m/s。 喉管直径DT按喉管内气流速度vT确定，在除尘中，一般vT=40120m/s；净化亚微米的尘粒，vT=90120 m/s，甚至150m/s；净化较粗尘粒时，vT=6090 m/s。用于降温及除尘效率要求不高时，vT取4060m/s。在气体吸收中，vT一般取2023m/s。对于处理气体量大的卧式矩形文丘里洗涤器，其喉管宽度不应大于600mm，而喉管
16、的高度hT不受限制。,（2）收缩管和扩张管长度 圆形文丘里收缩管和扩张管的长度,7.4 文丘里洗涤器,通常取12330度。当文丘里洗涤器用于气体降温时，取1 2325度；用于除尘时，取12328度，最大可达30度。,收缩管的长度：,扩张管的长度：,扩张管的扩张角2的取值一般与v2有关。v2越大，2越小；反之亦然。一般取2 =67。,矩形文丘里收缩管和扩张管的长度,7.4 文丘里洗涤器,取较大值,收缩管的长度：,扩张管的长度：,取较大值,（3）喉管长度 喉管长度取=(0.81.5)（为喉管的当量直径）。 喉管截面为矩形时，喉管的当量直径按下式计算 d0T4AT/q 式中，AT为喉管的截面积（m2），q为喉管的周长（m）。 通常喉管长度为200350mm，最长不超过500mm。,7.4 文丘里洗涤器,7.5 湿式除尘的脱水装置,1. 圆柱形旋风脱水装置 这种旋风筒可以除去较小的液滴
