昆明理工大气污染控等制(考研)

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1、第1讲概论大气污染控制工程大气污染控制工程一、大气污染及其分类一、大气污染及其分类二、大气污染的影响二、大气污染的影响三、大气污染防治法规与标准体系三、大气污染防治法规与标准体系四、中国的大气污染综合防治四、中国的大气污染综合防治一、一、大气污染及其分类大气污染及其分类1. 1. 大气污染及大气污染物的定义大气污染及大气污染物的定义v如果大气中的某种物质达到一定浓度，并持续足够的时间，以致对公众健康、动物、植物、材料、大气特性或环境美学产生可测量的不利影响，这就是大气污染。v引起大气污染的物质就称为大气污染物。 2.大气污染物的分类按污染物的状态分v气溶胶状态污染物：以颗粒状态存在于大气中的污

2、染物。v气体状态污染物：以分子状态存在于大气中的污染物。按污染物的来源分v一次大气污染物：直接以原始形态排放入大气中的污染物。v二次大气污染物：大气中的一次污染物通过化学反应生成的化学物质（大气污染物）。3.倍受关注的大气环境问题和污染物（1）光化学烟雾:v光化学烟雾是大气中氮氧化物和碳氢化合物在紫外线照射下反应生成的多种污染物的混合物。v光化学烟雾最具危害的两种物质是臭氧(O3)和过氧乙酰硝酸酯(peroxyacetylnitrates,PAN)。光化学烟雾实例v细颗粒物对人体健康和大气环境质量造成的危害要远比粗颗粒物大细颗粒物本身可能是有毒、有害物质细颗粒物易成为其它污染物的运载体和反应体

3、细颗粒物污染可导致低能见度显著降低（2）细微颗粒物污染（3）酸沉降:v酸沉降是指某一平面上具有致酸潜势的物质的积累。v致酸物质是自然和人为活动的过程中产生的。v致酸物质按存在形态分为干和湿两种。酸雨的危害水的低pH值使得鱼的骨骼畸形生长，最终导致死亡引起树木的大量不正常死亡严重腐蚀建筑物中国酸雨的分布变化主要位于长江以南pH5.6pH7.0N/ATaiwanAcidraindistributionin80spH7.0pH7.0pH5.6pH5.0pH4.5pH10%2502h接触，头疼，血液中接触，头疼，血液中COHb=40%5002h接触，剧烈心痛，眼花，虚脱接触，剧烈心痛，眼花，虚脱300

4、030min即死亡即死亡NO2对人体健康的影响对人体健康的影响NO2（10-6）对人体健康的影响对人体健康的影响1闻到臭味闻到臭味5闻到强臭味闻到强臭味101510min眼、鼻受到刺激眼、鼻受到刺激501min内人呼吸困难内人呼吸困难803min感到胸痛、恶心感到胸痛、恶心100150在在3060min内死亡内死亡250很快死亡很快死亡2.对植物的伤害注：二氧化氮浓度和暴露时间与植物死亡、叶器官损伤和新陈代谢或生长影响之间的关系Source：Springer-VerlagandProf.D.C.MacLean暴露时间，h0.10.11.0101001000NO2浓度，ppmNO2浓度，mg/m

5、3暴露时间， d 3.对器物和材料的影响注：平均二氧化硫浓度和不同暴露时间与低碳钢的腐蚀之间的关系（19631964年9月 ， 在芝加哥的七个地点进行的实验）Source：AirandWasteManagementAssociationMeanSO2concentration，ppmWeightlossper100gpanel，g4.对大气能见度的影响v对大气能见度或清晰度有影响的污染物，一般应是气溶胶粒子、能通过大气反应生成气溶胶粒子的气体或有色气体，包括：总悬浮颗粒物（TSP）SO2和其它气态含硫化合物，在大气中以较大反应速率生成硫酸盐和硫酸气溶胶粒子NO和NO2，在大气中反应生成硝酸盐和

6、硝酸气溶胶粒子光化学烟雾，反应生成亚微米的气溶胶粒子q 能见度与大气中颗粒物浓度的关系能见度与大气中颗粒物浓度的关系应用最广的估算能见度的方程是Koschmeider方程：LV为能见度范围，即一般人刚刚可以将暗色物体（例如山或高楼）从天空的背景上分辨出来的距离。此方程是估算方程，基于大气颗粒物为一般组成的情况。能见度与自然景观USEPA在1999年宣布，将在未来几十年内致力于提高国家公园和旷野地区的空气质量例：美国大烟雾山国家公园（北卡罗莱纳州）照片晴天雾天三、大气污染防治法规与标准体系三、大气污染防治法规与标准体系1.中华人民共和国大气污染防治法v1987年9月5日由第六届全国人大常委会第2

7、2次会议通过，1988年6月1日起执行v1995年8月29日，第八届全国人大常委会第15次会议对该法进行了修订v2000年对该法再次修订1995年8月29日修改后的大气污染防治法，在控制大气污染，改善大气环境质量方面起到了积极的作用：v强化了酸雨和二氧化硫污染控制v推动了煤炭的清洁利用v加快了淘汰严重污染大气的落后工艺和设备的步伐v开始生产和使用无铅汽油v法规实施后，一些地区依法强化环境管理，大气环境质量确实得到了改善 但未能有效地遏制大气环境质量的恶化：v大气污染形势仍然十分严峻，大多数城市还处于比较严重的污染程度；v缺少推动煤炭清洁利用的法律措施，燃煤污染仍然没有得到有效遏制；v大中城市机

8、动车排气污染正在迅速增加；v大多数城市扬尘污染突出；v大气污染物排放总量居高不下，缺少有效的法律措施；v现行法律的法律责任部分内容偏少，力度不够。2.大气环境质量标准体系1.GB30951996环境空气质量标准2.GB162971996大气污染物综合排放标准3.GB132712001锅炉大气污染物排放标准4.GB49152004水泥厂大气污染物排放标准5.GB90781996工业炉窑大气污染物排放标准6.GB161711996炼焦炉大气污染物排放标准7.GB132232003火电厂大气污染物排放标准8.GB1455493恶臭污染物排放标准9.GWPB11999轻型汽车污染物排放标准10.GB1

9、4761.293车用汽油机排气污染物排放标准11.GB14761.593汽油车怠速污染物排放标准12.GB14761.693柴油车自由加速烟度排放标准13.GB14761.793汽车柴油机全负荷烟度排放标准3.中华人民共和国国家标准环境空气质量标准AmbientairqualitystandardGB30951996(代替GB309582)国家环境保护局1996-01-18批准1996-10-01实施v主题内容与适用范围本标准规定了环境空气质量功能区划分、标准分级、污染物项目、取值时间及浓度限值，采样与分析方法及数据统计的有效性规定。本标准适用于全国范围的环境空气质量评价。v环境空气质量功能区

10、的分类和标准分级环境空气质量功能区分类一类区为自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区。二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。三类区为特定工业区。环境空气质量标准分级（环境空气质量标准分为三级）一类区执行一级标准二类区执行二级标准三类区执行三级标准各项污染物的浓度限值注：适用于城市地区；适用于牧业区和以牧业为主的半农半牧区，蚕桑区；适用于农业和林业区。污染物名称取值时间浓度限值浓度单位一级标准二级标准三级标准二氧化硫SO2年平均日平均1小时平均0.020.050.150.060.150.500.100.250.70mg/m3 (标准状态)总悬浮

11、颗粒物TSP年平均日平均0.080.120.200.300.300.50mg/m3 (标准状态)可吸入颗粒物PM10年平均日平均0.040.050.100.150.150.25mg/m3(标准状态)二氧化氮NO2年平均日平均1小时平均0.040.080.120.080.120.240.080.120.24mg/m3 (标准状态)一氧化碳CO日平均1小时平均4.0010.004.0010.006.0020.00mg/m3 (标准状态)臭氧O31小时平均0.160.200.20mg/m3 (标准状态)铅Pb季平均年平均1.501.00g/m3 (标准状态)苯并a芘BaP日平均0.01g/m3(标准

12、状态)氟化物F日平均1小时平均720g/m3(标准状态)月平均植物生长季平均1.81.23.02.0g/(dm2d)空气污染指数分级标准(试行)空气污染指数分级浓度限值计算公式：当第k种污染物浓度为时，其分指数为四、中国的大气污染综合防治四、中国的大气污染综合防治1.能源利用情况注：中国正在不断提高能源使用的效率，但还未达到美国的水平（1980-1995年数据）2.主要污染物排放注：近年来GDP持续增长，主要污染物排放却有所下降来源：中国统计年鉴，中国环境状况公报3.控制大气污染的技术措施1)清洁生产：清洁的生产过程和清洁的产品2)可持续发展的能源战略改善能源供应结构和布局，提高清洁能源和优质

13、能源比例提高能源利用效率和节约能源推广少污染的煤炭开采技术和清洁煤技术积极开发利用新能源和可再生能源3)建立综合性工业基地：各企业间相互利用原材料和废弃物，减少污染物排放总量4.控制污染的经济政策1)必要的环境保护投资环保投资占国民生产总值（GNP）的比例，发展中国家为0.5%1，发达国家为1%2我国目前比例为0.7%0.8，希望能达到1.52)实行“污染者和使用者支付原则”，可采用的经济手段：建立市场（排污许可证制度等）税收手段（污染税、资源税等）收费制度（排污费等）财政手段（生态环境基金等）责任制度（赔偿损失和罚款等）第第2讲讲燃烧与大气污染燃烧与大气污染1.燃料的性质燃料的性质2.燃料的

14、燃烧过程及燃烧产物燃料的燃烧过程及燃烧产物3.燃烧所需空气量和产生烟气量的计算燃烧所需空气量和产生烟气量的计算4.燃烧过程中硫氧化物的形成燃烧过程中硫氧化物的形成5.燃烧过程中颗粒污染物的形成燃烧过程中颗粒污染物的形成6.燃烧过程中其他污染物的形成燃烧过程中其他污染物的形成第一节第一节燃料的性质燃料的性质1.1.燃料的分类燃料的分类 按获得方法分按获得方法分按物态分按物态分天然燃料天然燃料 人工燃料人工燃料 固体燃料固体燃料 木柴、煤等木柴、煤等木炭、焦炭等木炭、焦炭等液体燃料液体燃料石油石油汽油、煤油、柴油、汽油、煤油、柴油、重油重油气体燃料气体燃料天然气天然气高炉煤气、转炉煤气、高炉煤气、

15、转炉煤气、焦炉煤气焦炉煤气2.2.燃料的化学组成燃料的化学组成典型液体和气体燃料的化学组成成分典型液体和气体燃料的化学组成成分2.2.燃料的化学组成燃料的化学组成典型固体燃料的化学组成成分典型固体燃料的化学组成成分典型固体燃料的化学组成成分典型固体燃料的化学组成成分3.3.燃料组成对燃烧的影响燃料组成对燃烧的影响n碳：可燃元素。碳：可燃元素。1kg纯碳完全燃烧时，放出纯碳完全燃烧时，放出32860kJ的热量。的热量。不完全燃烧生成不完全燃烧生成CO时，放出时，放出9268kJ的热量。的热量。无烟煤含碳量约无烟煤含碳量约90%98%，一般煤的含碳量约，一般煤的含碳量约50%95%。n氢：是燃料中

16、发热量最高的元素。氢：是燃料中发热量最高的元素。煤中氢的含量为煤中氢的含量为2%10%1kg氢完全燃烧时能放出氢完全燃烧时能放出120500kJ的热量。的热量。3.3.燃料组成对燃烧的影响燃料组成对燃烧的影响n氧氧：氧氧在在燃燃料料中中与与碳碳和和氢氢生生成成化化合合物物，降降低低了了燃燃料料的的发热量发热量n氮：燃料中含氮量很少，一般为氮：燃料中含氮量很少，一般为0.5%1.5%n硫硫：以以三三种种形形态态存存在在：有有机机硫硫、硫硫化化铁铁硫硫和和硫硫酸酸盐盐硫硫。前前两两种种能能放放出出热热量量，称称之之为为挥挥发发硫硫。硫硫燃燃烧烧生生成成产产物物为为SO2和和SO3，其中，其中SO2

17、占占95%以上。以上。3.3.燃料组成对燃烧的影响燃料组成对燃烧的影响n水分：水分：n煤中水分由表面（外部）水分和吸附（内部）水分组成。煤中水分由表面（外部）水分和吸附（内部）水分组成。n外部水分可以靠自然干燥除去。外部水分可以靠自然干燥除去。n内部水分要放在干燥箱中加热到内部水分要放在干燥箱中加热到102105 C，保持，保持2h后才后才能除掉。能除掉。n灰分：是燃料中不可燃矿物质。灰分：是燃料中不可燃矿物质。4.4.煤的分类和组成煤的分类和组成n煤的基本分类煤的基本分类q褐煤：热值为褐煤：热值为30004000kcal/kgn最低品位的煤，形成年代最短n挥发分大于40%，适于烧锅炉、气化q

18、烟煤：热值为烟煤：热值为42007500kcal/kgn形成年代较褐煤长，碳含量75%90，成焦性较强n挥发分在10%40%之间，适于炼焦、气化、动力燃料q无烟煤：热值为无烟煤：热值为42007500kcal/kgn煤化时间最长，含碳量最高（高于93），成焦性差n挥发分小于10%，适于民用、冶金、建材、气化4.4.煤的分类和组成煤的分类和组成n煤的成分分析煤的成分分析工业分析（工业分析（ proximate analysis proximate analysis ） 测定煤中水分、挥发分、固定碳和灰分。估测碳含量和热值，是评价工业用煤的主要指标。元素分析（元素分析（ ultimate anal

19、ysis ultimate analysis ）用化学分析的方法测定去掉外部水分的煤中主要组分碳、氢、氮、硫和氧的含量。4.4.煤的分类和组成煤的分类和组成n煤中硫的形态煤中硫的形态4.4.煤的分类和组成煤的分类和组成n煤的成分的表示方法煤的成分的表示方法 要要确确切切说说明明煤煤的的成成分分，必必须须同同时时指指明明百百分分比比的的基基准准，常常用用的基准有以下四种的基准有以下四种：收到基：锅炉炉前使用的燃料，包括全部灰分和水分收到基：锅炉炉前使用的燃料，包括全部灰分和水分 空空气气干干燥燥基基：以以去去掉掉外外部部水水分分的的燃燃料料作作为为100%100%的的成成分分，即在实验室内进行燃

20、料分析时的试样成分即在实验室内进行燃料分析时的试样成分 4.4.煤的分类和组成煤的分类和组成干干燥燥基基：以以去去掉掉全全部部水水分分的的燃燃料料作作为为100%100%的的成成分分，干干燥基更能反映出灰分的多少燥基更能反映出灰分的多少 干干燥燥无无灰灰基基：以以去去掉掉水水分分和和灰灰分分的的燃燃料料作作为为100%100%的的成成分分4.4.煤的分类和组成煤的分类和组成n煤的成分的表示方法及其组成的相互关系煤的成分的表示方法及其组成的相互关系 第二节第二节燃料燃烧过程及燃烧产物燃料燃烧过程及燃烧产物1. 1. 燃烧过程及燃烧产物燃烧过程及燃烧产物燃烧过程是可燃物的快速氧化过程（放热反应）燃

21、烧过程是可燃物的快速氧化过程（放热反应）完全燃烧的产物：完全燃烧的产物：CO2、H2O不不完完全全燃燃烧烧的的产产物物：CO2、H2O&CO、黑烟及其他部分氧化产物如果燃料中含有S和N，则会生成SO2和NO空气中的部分N可能被氧化成NO热力型NOx2. 2. 燃烧过程产生的污染物燃烧过程产生的污染物n燃烧可能释放的污染物：燃烧可能释放的污染物：CO2、CO、SOx、NOx、CH烟、飞灰、金属及其氧化物等烟、飞灰、金属及其氧化物等n温度对燃烧产物的绝对量和相对量都有影响（见后图）温度对燃烧产物的绝对量和相对量都有影响（见后图）n燃料种类和燃烧方式对燃烧产物也有影响燃料种类和燃烧方式对燃烧产物也有

22、影响3. 3. 燃烧产物与温度的关系燃烧产物与温度的关系4.4.燃料完全燃烧的条件（燃料完全燃烧的条件（3T3T） 空空气气条条件件：提提供供充充足足的的空空气气；但但是是空空气气量量过过大大，会会降低炉温，增加热损失降低炉温，增加热损失温度条件（温度条件（TemperatureTemperature）：达到燃料的着火温度）：达到燃料的着火温度时时间间条条件件（TimeTime）：燃燃料料在在高高温温区区停停留留时时间间应应超超过过燃燃料燃烧所需时间料燃烧所需时间燃燃料料与与空空气气的的混混合合条条件件（TurbulenceTurbulence）：燃燃料料与与氧氧充充分混合分混合第三节第三节燃

23、烧所需空气量和产生烟气量的计算燃烧所需空气量和产生烟气量的计算1.燃料燃烧烟气量计算的假定：u空气组成：20.9%O2和79.1%N2，两者体积比为：N2/O2=3.78u气体的标准状态：温度273.15k,压力101325Pau燃料中的氧可用于燃烧u燃料中硫被氧化为SO2u不考虑NOX的生成u燃料的化学式为CxHySzOw2. 2. 燃烧方程式燃烧方程式燃料重量燃料重量 = 12 = 12x x+1.008+1.008y y+32+32z z+ +1616ww3. 3. 燃料燃烧所需的空气量燃料燃烧所需的空气量n理论空气量：按化学反应式计算，燃料完全燃烧时所需要的空气量3.3.燃料燃烧所需的

24、空气量燃料燃烧所需的空气量n空气过剩系数空气过剩系数实际空气量与理论空气量之比。以实际空气量与理论空气量之比。以 表示，表示， 通常通常1所需实际空气量部分炉型的空气过剩系数部分炉型的空气过剩系数4.燃烧产生的烟气量燃烧产生的烟气量n烟气量计算（烟气量计算（CO2、SO2、N2和和H2O）l完全燃烧时理论烟气量（完全燃烧时理论烟气量（m3/kg)l完全燃烧时理论干烟气量（完全燃烧时理论干烟气量（m3/kg)4.燃烧产生的烟气量燃烧产生的烟气量l完全燃烧时实际烟气量（完全燃烧时实际烟气量（m3/kg)l完全燃烧时实际干烟气量（完全燃烧时实际干烟气量（m3/kg)u燃料燃烧烟气量计算实例燃料燃烧烟

25、气量计算实例例题例题某种煤（收到基）的元素分析为：C65.7%；H3.2%；S1.7%；O2.3%；灰分18.1%；水分9.0%。假设空气过剩系数为1.4，燃料完全燃烧。假定空气中不含水分。1）计算燃煤1kg所需要的理论空气量和实际空气量；2）计算燃煤1kg所产生的理论烟气量和实际烟气量；3）计算实际烟气中SO2的浓度以（mg/m3表示）；4）假定烟尘的排放因子为20%，计算实际烟气中烟尘的浓度（以mg/m3表示）。煤组成的表示方法煤组成的表示方法: : CxHySzOwn已知：已知：C:65.7%,H:3.2%,S:1.7%,O:2.3%灰分灰分:18.1%,水分水分:9%，按，按1000g

26、煤计算煤计算n可燃元素可燃元素质量质量g摩尔数摩尔数C657 12=54.75H32 1=32S17 32=0.53O23 16=1.44水分水分90 18=5灰分灰分181n化学分子式化学分子式:C54.75H32S0.53O1.441）理论空气量、实际空气量的计算2）理论烟气量、实际烟气量的计算3）计算实际烟气中SO2的浓度（mg/m3）n1kg煤中含硫17g,可产生34g二氧化硫n1kg煤燃烧产生的烟气量为9.685m3。n烟气中二氧化硫浓度为：4）计算实际烟气中烟尘的浓度n1kg煤中含灰分181g,20%进入烟气，n1kg煤燃烧产生的烟气量为9.685m3。n烟气中烟尘浓度为：第3讲

27、大气污染气象学教学内容1大气圈结构及气象要素2大气的热力过程3大气的运动和风n1、教学要求n要求了解与大气污染相关的气象学基本知识，n理解和掌握大气圈的结构、主要气象要素、大气稳定度和逆温的概念。n2、教学重点n掌握大气层结构及大气的热力过程。n3、教学难点n大气的热力过程、大气稳定度和逆温。建议学时数：2学时大气扩散源源受体受体大气扩散大气扩散酸雨越境转移（日本、南朝鲜酸雨越境转移（日本、南朝鲜）大气科学大气科学大气物理、化学大气物理、化学大气气象学大气气象学污染气象学污染气象学气象条件对污物的稀释、扩散作用气象条件对污物的稀释、扩散作用污染物对气象的影响污染物对气象的影响1大气圈结构及气象

28、要素一、大气圈垂直结构高度(km)一、一、大气圈垂直结构大气圈垂直结构每升高每升高100m，气温降低气温降低0.65N2O2ArCO2NeHeKrH2XeO O3 3越往上氧、氦等气体的原子态越多越往上氧、氦等气体的原子态越多紫外线的强烈照紫外线的强烈照射，射，N2和和O2产生产生不同程度的离解不同程度的离解一、大气圈垂直结构Ozonelayer大气层的结构。大气层可以分为对流层（最贴近地面、密度最大的一层）、平流层（较高的、气体组成相同但密度较小的气层）以及电离层（由已电离的气体组成）图图行星边界示意图行星边界示意图在对流层内，从动力学的观点可把大气层次划分为:自由大气层、边界层(摩擦层)和

29、近地面层一、大气圈垂直结构对流层（10km左右）集中了大气质量的3/4和全部的水蒸气，主要天气现象都发生在这一层温度随高度的增加而降低，每升高100m平均降温0.650C强烈对流作用温度和湿度的水平分布不均大气边界层对流层下层大气边界层对流层下层12km，地面阻滞和摩擦，地面阻滞和摩擦作用明显作用明显自由大气大气边界层以上，地面摩擦可以忽略自由大气大气边界层以上，地面摩擦可以忽略近地层地面上近地层地面上50100m，热量和动量的常通量层，热量和动量的常通量层一、大气圈垂直结构平流层（对流层顶5055km）同温层对流层顶3540km，气温-550C左右同温层以上，气温随高度增加而增加集中了大部分

30、臭氧没有对流运动，污染物停留时间很长中间层（平流层顶85km）气温随高度升高而迅速降低对流运动强烈一、大气圈垂直结构暖层（中间层顶800km）气温随高度升高而增高气体分子高度电离电离层散逸层（暖层以上）气温很高，空气稀薄空气粒子可以摆脱地球引力而散逸n大气压力总是随高度的升高而降低n均质大气层8085km以下，成分基本不变大气气压场分布大气水汽分布二、主要气象要素气象要素（因子）：表示大气状态的物理现象和物理量，气象学中统称为。与大气污染关系密切的气象要素主要有：气温气温气压气压空气湿度（气湿）、空气湿度（气湿）、风（风向、风速）风（风向、风速）云量云状云量云状能见度能见度降水降水蒸发、日照时

31、数、蒸发、日照时数、太阳辐射太阳辐射、地面辐射、大气辐射、地面辐射、大气辐射等。二、主要气象要素1气温表示大气温度高低的物理量。天气预报中：1.5m高、百叶箱内气温。二、主要气象要素2气压任一点的气压值等于该地单位面积上的大气柱重量.气压总是随高度的增加而降低的。气压随高度递减关系式可用气体静力学方程式描述，即P=-gZ，其积分式压高公式：据实测近地层高度每升高100米，气压平均降低约12.4毫巴（1mb=100Pa)，在高层小于此值。单位：mb（毫巴）大气的压强1atm101326Pa1013.26mb=760mmHg静力学方程:二、主要气象要素3气湿反映空气中水汽含量和空气潮湿程度的一个物

32、理量。常用的表示方法有：绝对湿度、水蒸气压力、体积百分比、含湿量、相对湿度、露点等。 绝对湿度1m3湿空气中含有的水汽质量相对湿度空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对湿度的百分比含湿量湿空气中1kg干空气包含的水汽质量水汽体积分数水汽在湿空气中所占的体积分数露点同气压下空气达到饱和状态时的温度二、主要气象要素3气湿 二、主要气象要素4.风向和风速（windspeedanddirection)什么是风？空气的流动就形成风。风的形成：风主要由于气压的水平分布不均匀而引起的，而气压的水平分布不均是由温度分布不均造成。风的形成除热力原因外，还有动力原因，自然界的风是由于这两种原因综合作用的结果，但只

33、要有温差存在，空气就不会停止运动。二、主要气象要素4风向和风速水平(horizontal)方向的空气运动称为风。（垂直方向升降气流）风的来向叫风向（16个方位圆周等分）风速：单位时间内空气在水平方向上运动距离（2或10min平均）(km/h)F风力级（012级）二、主要气象要素4风向和风速风玫瑰图风速风速,m/s某地区1988年的风玫瑰图。同心圆表示风的频率，例如，吹南风的频率约为11 ， 其 中 风 速 大 于10.82m/s的频率约为1，风速在3.355.41m/s的频率为3.5左右。二、主要气象要素二、主要气象要素二、主要气象要素二、主要气象要素5 5、云、云云：是发生在高空的水汽凝结现

34、象。云：是发生在高空的水汽凝结现象。 形形成成的的基基本本条条件件：水水蒸蒸汽汽和和使使水水蒸蒸汽汽达达到到饱饱和和凝凝结结的的环环境境云云量量：指指云云遮遮蔽蔽天天空空的的成成数数。在在我我国国，将将天天空空分分为为1010等等份份，有有几几分分天天空空被被云云遮遮盖盖，云云量量就就是是几几。如如：云云占占天天空空的的1/101/10，云云量量记记为为1 1；在在云云层层中中有有少少量量空空隙隙（空空隙隙总总量量不不到到天天空空的的1/201/20）记记为为1010；当天空无云或云量不到；当天空无云或云量不到1/201/20时，云量为时，云量为0 0。 国外，将天空分为国外，将天空分为8 8

35、等份。等份。 国国外外云云量量与与我我国国云云量量间间的的关关系系，国国外外云云量量1.25=1.25=我我国国云云量量总云量：指所有云遮蔽天空的成数，不论云的层次和高度。总云量：指所有云遮蔽天空的成数，不论云的层次和高度。低云量：低云的云掩盖天空的成数。低云量：低云的云掩盖天空的成数。 云量的记录：一般总云量云量的记录：一般总云量/ /低云量的形式记录，如低云量的形式记录，如10/710/7。云状：多种多样，云状：多种多样，19321932年国际云学委员会出版的国际云图将云年国际云学委员会出版的国际云图将云状分为四族十属。状分为四族十属。云高：指云底距地面的垂直距离，以米为单位。云高：指云底

36、距地面的垂直距离，以米为单位。测定方法：激光测云仪、弧光测云仪等，目力测定法测定方法：激光测云仪、弧光测云仪等，目力测定法云高云（高云（5000m以上）以上）中中云云（2500-5000m）低低云云（ 2500米米以以下下）二、主要气象要素n6能见度能见度：在当时的天气条件下，视力正常的人能：在当时的天气条件下，视力正常的人能够从天空背景中看到或辨认出目标物的最大距离够从天空背景中看到或辨认出目标物的最大距离级别（09级，相应距离为5050000米），单位：，单位：m，Km。n能见度的大小反应了大气的混浊现象，反映出大气中杂质的多能见度的大小反应了大气的混浊现象，反映出大气中杂质的多少。大气中

37、的雾、水汽、烟尘等，可使能见度降低。少。大气中的雾、水汽、烟尘等，可使能见度降低。二、主要气象要素二、主要气象要素二、主要气象要素二、主要气象要素7、太阳高度角 太阳高度角为太阳光线与地平线间的夹角，是影响太阳辐射强弱的最主要的因子之一。ho即太阳高度角，它随时间而变化。8、降水 降水是指大气中降落至地面的液态或固态水的通称。如雨、雪等。降水是清除大气污染物的重要机制之一。2大气的热力过程一、太阳、大气和地面的热交换1、什么是辐射？ 自然界中的一切物体都以电磁波的形式时刻不停的向外传递能量，这种传递能量的方式称为辐射，以辐射的方式向四周输送的能量称辐射能，有时简称辐射。 2、大气对太阳辐射的减

38、弱及影响因素 （1）吸收辐射;（2）散射作用;（3）反射;（4）透过大气层. 3、大气温度依地面温度的变化关系 地面温度（土壤温度）的日变化是周期性的，具有一最高值和最低值，在一天里地表温度最高值在13点左右，最低温度在日出前后。 气温的年变化曲线与地表温度年变化曲线平行，但振幅较小。 太阳以紫外线、可见光、红外线的形式辐射热量太阳辐射加热地球表面地面长波辐射加热大气近地层大气温度随地表温度变化太阳能n太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。n尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（ 约 为3.751026W） 的2 2亿分之一，但已高达173,000TW（1012W），也就是说太阳每秒钟照

39、射到地球 上 的 能 量 就 相 当 于5 0 0万吨煤。n地地球球上上的的风风能能、水水能能、海海洋洋温温差差能能、波波浪浪能能和和生生物物质质能能以以及及部部分分潮潮汐汐能能都都是是来来源源于于太太阳阳；即即使使是是地地球球上上的的化化石石燃燃料料（如如煤煤、石石油油、天天然然气气等等）从从根根本本上上说说也也是是远远古古以以来来贮贮存存下下来来的的太太阳阳能能，所所以以广广义义的的太太阳阳能能所所包包括括的的范范围围非非常常大大，狭狭义义的的太太阳阳能能则则限限于于太太阳阳辐辐射射能能的的光光 热热 、 光光 电电 和和 光光 化化 学学 的的 直直 接接 转转 换换太阳常数n地球在日地

40、平均距离处时，和太阳光垂直的大气上界单位面积每单位时间所接收的所有波长的太阳辐射总能量n它常以S表示，其值为：n1.96卡（厘米2分）n1367瓦米2n多数文献上：1370瓦米2n一年中由于日地距离的变化所引起太阳辐射强度的变化不超过上3.4太阳辐射光谱太阳辐射光谱n太阳辐射的能量主要分布在可见光区和红外区n可见光区占太阳辐射总量的50n红外区占43n紫外区只占能量的7n在波长0.48微米的地方，太阳辐射的能力达到最高值，数值约为3.0卡/cm2.分以上辐射的规律辐射的规律n(1)所有物体不论其温度如何，都向外放射辐射能。高温的太阳和地球都在不停地向外辐射能量n(2)温度较高的物体单位面积放射

41、的总能量，要比温度低的物体放射多。如太阳表面温度为6000K，而地球表面的平均温度为288K，因而，太阳表面单位面积上放射的能量要比地球表面放射的能量大几百万倍n(3)物体温度愈高，其放射的最大辐射的波长愈短；反之，物体的温度愈低，其放射的最大辐射波长愈长。例如，太阳放射的最大辐射波长0.5微米，而地球放射的最大辐射波长为10微米。n(4)辐射能力强的物体，其吸收辐射的能力也强；反之，辐射能力弱的物体，吸收能力也弱。黑体吸收能力最强，放射能力也最强。地球和太阳，对于它们各自的温度而言，都是吸收和放射能力很强的物体，可看作是近似黑体。而地球大气则是选择性的吸收和辐射体。对于某种确定波长的辐射可让

42、其透过(即不吸收)；对于另外波长的辐射，则近乎不透明的(即吸收很强) 太阳辐射在大气中的减弱n太阳辐射通过大气时，分别受到大气中的水汽、二氧化碳、微尘、氧和臭氧以及云滴、雾、冰晶、空气分子的吸收、散射、反射等作用，而使投射到大气上界的太阳辐射不能完全到达地面n假设大气层顶的太阳辐射是100。那么太阳辐射通过大气后发生散射、吸收和反射(反射云量反射表示)，向上散射占4，大气吸收占21,云量吸收占3,云量反射占23n30反射和散射回宇宙n20被大气吸收n50被地面吸收n大气中云层和较大颗粒的埃尘能将太阳辐射中的一部分能量反射到宇宙空间去。其中反射最明显的是云。n不同的云量，不同的云状，云的不同厚度

43、所发生的反射是不同的。n高云：平均反射25n中云：平均反射50n低云：平均反射65n稀薄云：10-20%n很厚的云层：反射可达90n云量反射平均：达5055大气对太阳辐射的反射大气对太阳辐射的反射二、气温的垂直变化气温直减率（大气）干空气绝热绘制温度递减率干绝热直减率（空气团）一般满足，大气绝热过程，系统与周围环境无热交换空气块空气块膨胀（做功）膨胀（做功）耗内耗内能能T定性定性空气块空气块压缩（外气对它做功）压缩（外气对它做功）T内能内能（由压力变化引起）（由压力变化引起）1.气温直减率定量： 热力学第一定律 （第一定律状态方程） 其中1.气温直减率1.气温直减率代入上式得：实际中，实际中，

44、Ti、T 相差相差2000时的流体流动是湍流n当Re0.1m/sn则Re6000n所以通常认为大气运动都是湍流运动二、湍流扩散理论简介n主要阐述湍流与烟流传播及湍流与物质浓度衰减的关系n1.梯度输送理论n德国科学家菲克，在1855年发表了一篇题为“论扩散”的著名论文。在这篇论文中，他首先提出了梯度扩散理论。他把这个理论表述为：“假定食盐在其溶剂中的扩散定律与在导体中发生的热扩散相同，是十分自然的。”n通过泰勒（G.I.Tayler）与菲克（A.Fick）扩散理论的类比建立起来的。菲克认为分子扩散的规律与傅立叶提出的固体中的热传导的规律类似，皆可用相同的数学方程式描述。n湍流梯度输送理论进一步假

45、定，由大气湍流引起的某物质的扩散，类似于分子扩散，并可用同样的分子扩散方程描述。为了求得各种条件下某污染物的时、空分布，必须对分子扩散方程在进行扩散的大气湍流场的边界条件下求解。然而由于边界条件往往很复杂，不能求出严格的分析解，只能在特定的条件下求出近似解，再根据实际情况修正。二、湍流扩散理论简介n2.湍流统计理论：n泰勒(GITaYler)首先应用统计学方法研究湍流扩散问题，并于1921年提出了著名的泰勒公式。湍流统计理论假定：流体中的微粒与连续流体一样，呈连续运动，微粒在进行传输和扩散时，不发生化学和生物学反应；微粒的大小和质量不计，并将微粒运动看作是相对于一定空间发生的。n图4-1表示从

46、污染源释放出的粒子，在风沿着x方向吹的湍流大气中扩散的情况。假定大气湍流场是均匀、稳定的。从原点释放出的一个粒子的位置用y表示，则y随时间而变化，但其平均值为零。如果从原点放出很多粒子，则在x轴上粒子的浓度最高，浓度分布以x轴为对称轴，并符合正态分布。图4-1由湍流引起的扩散3.相似理论n湍流相似扩散理论，最早始于英国科学家里查森和泰勒。后来由于许多科学家的努力，特别是俄国科学家的贡献，使湍流扩散相似理论得到很大发展。n湍流扩散相似理论的基本观点是，湍流由许多大小不同的湍涡所构成，大湍涡失去稳定分裂成小湍涡，同时发生了能量转移，这一过程一直进行到最小的湍涡转化为热能为止。从这一基本观点出发，利

47、用量纲分析的理论，建立起某种统计物理量的普适函数，再找出普适函数的具体表达式，从而解决湍流扩散问题。我们把这种理论称为相似扩散理论。n利用这些理论进行研究时，常采用数值分析法、现场研究法和实验室模拟研究法三种方法。理论和方法的运用不可分割，应该将它们很好地结合在一起，得出与实际大气污染扩散相符合的计算模式。大气湍流与污染物的扩散n图a表示烟团在比它尺度小的湍涡作用下，一边随风迁移，一边受到湍涡的搅扰，边缘不断与周围空气混合，体积缓慢地膨胀，烟团内部的浓度也不断地降低。n图8.3b表示烟团受到大尺度湍涡的作用。这时烟团主要被湍涡所挟带，本身增长不大。n图8.3c表示烟团受到大小尺度相当的湍涡扯动

48、变形，这是一种最强的扩散过程。n在实际大气中同时存在着各种不同大小的湍涡，扩散过程是上述几种过程共同完成的。 4. 4.研究湍流的主要方法研究湍流的主要方法n目前研究湍流的主要方法有两种：n一种是半经验理论方法，它是通过解运动方程等来研究边界层大气运动；n是模仿气体分子运动与气体宏观运动的理论处理方法，结合经验事实，采用适当的参数。n虽然这个理论本身还很粗糙，但能够解决一些实际问题(如物体在流体中运行的阻力)，所以许多应用科学家和工程技术人员对此比较感兴趣n另一种是湍流统计理论方法，即物理上把湍流视为大大小小不同尺度湍涡的迭加，用数学来描述则是把湍流看成无穷多个频率各异的波迭加而成，采用数理统

49、计途径，来分析研究湍流内部结构。n将流体的不规则运动视为随机运动的集合，以数理统计学的方法来研究湍流内部的结构，许多基础理论科学家就致力于这方面的研究。 5. 5.三种理论的比较三种理论的比较n这三个理论分别：n考虑不同的物理机制，n采用不同参数，n利用不同的气象资料，n在不同的假定条件下建立起来的。n它们具有不同的有缺点，只能在一定范围内使用n湍流的概念湍流的概念（运动流场的各种特性量是时间和空间的随机变量）n大气运动的湍流性大气运动的湍流性（雷诺数远大于下临界数）n雷诺数雷诺数（特征尺度、流动速度、分子动力学粘性系数）n湍流的基本特征：湍流的基本特征：（1）随机性，（2）非线性，（3）扩散

50、性，（4）涡旋性，（5）耗散性n热力湍流和机械湍流热力湍流和机械湍流（不稳定、风切变）n大气湍流与污染物的扩散大气湍流与污染物的扩散（快、各种湍涡）n研究湍流的主要方法：研究湍流的主要方法：一种是半经验理论方法，另一是湍流统计理论方法n湍流扩散的梯度输送理论（欧拉方法）湍流扩散的梯度输送理论（欧拉方法）n湍流扩散的统计理论（拉格朗日方法）湍流扩散的统计理论（拉格朗日方法）n湍流扩散的相似理论湍流扩散的相似理论2高斯扩散模式n一、高斯模式的有关假定n1.坐标系n坐标系取排放点（无界源、地面源或高架源排放点）在地面的投影点为原点，主风向为x轴，y轴在水平面内垂直于x轴，正方向在x轴的左侧，z轴垂直

51、于水平面，向上为正，即右手坐标系。食指x轴；中指y轴；拇指z轴。此坐标系中，烟流中心与x轴重合或烟流在oxy平面的投影为x轴。n2.四点假设na污染物浓度在y、z风向上分布为正态分布nb全部高度风速均匀稳定nc源强是连续均匀稳定的nd扩散中污染物是守恒的（不考虑转化）高斯扩散模式坐标系n高斯扩散模式的坐标系二、无界空间连续点源扩散模式上式中：上式中：平均风速；Q源强是指污染物排放速率。与空气中污染物质的浓度成正比，它是研究空气污染问题的基础数据。通常：（）瞬时点源的源强以一次释放的总量表示；（）连续点源以单位时间的释放量表示；（）连续线源以单位时间单位长度的排放量表示；（）连续面源以单位时间单

52、位面积的排放量表示。y侧向扩散参数，污染物在y方向分布的标准偏差，是距离y的函数，m；z竖向扩散参数，污染物在z方向分布的标准偏差，是距离z的函数，m；未知量浓度c、待定函数A(x)、待定系数a、b；式、组成一方程组，四个方程式有四个未知数，故方程式可解。1.高斯烟流的形态2.高斯烟流的浓度分布高斯烟流中心线上的浓度分布高斯烟流中心线上的浓度分布高斯烟流中心线上的浓度分布高斯烟流中心线上的浓度分布三、高架连续点源扩散模式三、高架连续点源扩散模式高架源既考虑到地面的影响，又考虑到高出地面一定高度的排放源。地面对污染物的影响很复杂，如果地面对污染物全部吸收，则式仍适用于地面以上的大气，但根据假设可

53、认为地面就象镜子一样对污染物起全反射作用，按全反射原理，可用：“像源法”处理这类问题。可以把P点污染物浓度看成为两部分作用之和，一部分实源作用，一部分是虚源作用。见下页图：相当于位置在（0，0，H）的实源和位置在（0，0，-H）的像源，当不存在地面时在P点产生的浓度之和。（1）实实源源作作用用：由于坐标原点原选在地面上，现移到源高为H处，相当于原点上移H，即原式中的Z在新坐标系中为（Z-H）,不考虑地面的影响，则：以上模式适用于气态污染物和粒径小于10m的飘尘，对于大10m的颗粒物，由于自身的沉降作用，浓度分布将有所改变。7、倾斜烟云模式在预测上述颗粒时，假设沉积和无沉积有相同的分布形式，但在

54、整个烟云离开源以后，便以重力终端速度下降（ut）,此时，只要将高斯模式中有效源高H用()来置换即可得到倾斜烟云模式。四、颗粒物扩散模式n粒径小于15m的颗粒物可按气体扩散计算n大于15m的颗粒物：倾斜烟流模式地面反射系数地面反射系数3污染物浓度的估算nq源强 计算或实测n 平均风速 多年的风速资料nH有效烟囱高度n 、 扩散参数一一.烟气抬升高度的计算烟气抬升高度的计算初始动量：初始动量：速度、内径速度、内径烟温度烟温度浮力浮力烟气抬升烟气抬升一.烟气抬升高度的计算n抬升高度计算式n1.Holland公式：适用于中性大气条件（稳定时减小，不稳时增加1020） HollandHolland公式比

55、较保守，特别在烟囱高、热释放率比较强的公式比较保守，特别在烟囱高、热释放率比较强的情况下情况下一、烟气抬升高度的计算n抬升高度计算式（续）2.Briggs公式：适用不稳定及中性大气条件 一、烟气抬升高度的计算n抬升高度计算式（续）3.我 国 “制 订 地 方 大 气 污 染 物 排 放 标 准 的 技 术 方 法”(GB/T13201-91)中的公式 二、扩散参数的确定nPG曲线法PG曲线Pasquill常规气象资料估算Gifford制成图表1.扩散参数的确定PG曲线法nPG曲线的应用n根据常规资料确定稳定度级别1.扩散参数的确定PG曲线法nPG曲线的应用n利用扩散曲线确定和1.扩散参数的确定

56、PG曲线法nPG曲线的应用n地面最大浓度估算2.扩散参数的确定中国国家标准规定的方法n稳定度分类方法n改进的PT法太阳高度角太阳高度角（式（式4-29，地理纬度，倾角），地理纬度，倾角） 辐射等级辐射等级 稳定度稳定度 云量云量（加地面风速）（加地面风速）2.扩散参数的确定中国国家标准规定的方法n扩散参数的选取n扩散参数的表达式为（取样时间0.5h，按表4-8查算）n平原地区和城市远郊区，D、E、F向不稳定方向提半级n工业区和城市中心区，C提至B级，D、E、F向不稳定方向提一级n丘陵山区的农村或城市，同工业区n取样时间大于0.5h，不变，4特殊气象条件下的扩散模式n主要指气象条件与高斯模式不一

57、样（温度层结构均一，实际中难以实现）n封闭型扩散模式n相当于两镜面之间无穷次全反射n实源和无穷多个虚源贡献之和nn为反射次数，在地面和逆面n实源在两个镜子里分别形成n个像一、封闭型扩散模式n计算简化：二、熏烟型扩散模式n假设：D换成hf（垂向均匀分布）；q只包括进入混合层部分，则仍可用上面公式二、熏烟型扩散模式5城市及山区扩散模式n一、城市大气扩散模式1.线源扩散模式一、城市大气扩散模式n2.面源扩散模式n大气排放规范里规定条件：烟囱高40m；单个排放量 O3SOx or NOx + NH3 + OH - (NH4)2SO4 or NH4NO3SO2 + OH - H2SO4NO2 + OH

58、- HNO3VOC + OH -Orgainic PM OH Air Toxics(POM, PAH, Hg(II), etc.) Fine PM(Nitrate, Sulfate, Organic PM) NOx + SOx + OH (Lake Acidification, Eutrophication) 第三代模式（Models3）二、山区扩散模式n山区流场由于受到复杂地形的热力和动力因子影响，流场均匀和定常的假定难以成立n对风向稳定、研究尺度不大、地形较为开阔及起伏不大的地区，浓度基本上遵循正态分布规律，只是扩散参数比平原地区大很多ERT模式模式高斯模式，只对有效源高进行修正高斯模式，

59、只对有效源高进行修正NOAA和和EPA模式模式NOAA以高斯模式为基础，对有效源高进行修正以高斯模式为基础，对有效源高进行修正EPA与与NOAA相似，只是对所有稳定度级别都进行了地形高度修正相似，只是对所有稳定度级别都进行了地形高度修正6烟囱高度的设计烟囱高度的设计烟囱不单是一排气装置，也是控制空气污染、保护环境的重要设备。烟囱高度、出口直径、喷出速度等工艺参数应满足减少对地面污染的需要。增增加加烟烟囱囱高高度度可可以以减减轻轻污污染染源源对对局局部部地地区区的的污污染染，大大体体上上C地地面面1/H2（见书P88图3-24所示），但但超超过过一一定定高高度度后后再再增增加加高高度度，对对地地

60、面面浓浓度度的的影影响响甚甚微微，而而烟烟囱囱的的造造价价却却随随高高度度增增加加而而急急剧剧增增大大（烟烟囱囱的的造造价价H2），所所以以并并不不是是烟烟囱囱愈愈高高愈愈好好。设计烟囱高度的基本原则是既要保证排放物造成的地面最大浓度或地面绝对最大浓度不超过国家大气质量标准，又应做到投资最省。一、烟囱高度计算烟囱高度的计算分为：精确计算法；简化计算法。烟囱高度一般按锥型扩散正态分布模式导出的简化公式计算，据对地面浓度要求不同，有两种计算法方法：（一）保证地面最大浓度不超过允许浓度的计算方法；（二）保证地面绝对最大浓度不超过允许浓度的计算方法。1.按地面最大浓度的计算方法以地面最大浓度不超过规定

61、为依据，保证地面最大浓度不超过允许浓度的计算公式一、烟囱高度的计算n2.按地面绝对最大浓度计算3.根据一定保证率计算烟囱高度由地面最大浓度计算法HS较矮，当u时，地面浓度超标；由地面绝对最大浓度计算法HS较高，无论u多大，地面浓度不超标，但烟囱造价高。在确定保证率后，、稳定度取一定值后代入上述公式，可得某一保证率的气象条件下的烟囱高度，较前面较合理。4.根据点源烟尘允许排放率设计（P值法计算烟囱高度）根据“指定大气污染物排放标准的技术方法”GB/T13201-91中规定的点源烟尘允许排放率计算式：式中：Qe烟尘允许排放速率，t/h；Pe烟尘排放控制系数，t/(hm2)；H有效源高，m。由此得烟

62、囱高度为：二、烟囱设计中的若干问题1.分析拟建厂地区可能产生的烟型及频率，正确选用烟囱高度计算公式分析拟建厂地区可能产生的烟型及频率，正确选用烟囱高度计算公式。烟型不同产生的地面最大浓度不同，烟囱高度的计算公式不同，因此确定烟型很重要。常用两种方法：1）选用最不利的烟型相应的烟囱高度计算公式；2）选择保证一定的地面最大浓度出现频率和持续时间的烟型及相应的烟囱高度计算公式。波型:发生在天气晴朗，风速不大，比较缓和的日子里，近距离造成短时间的污染浓度比锥形高。近地层中，低矮烟囱发热量小的污染源以此烟型为例，并应校核逆温层情况。锥型:100m左右的烟囱多发生此烟型。此烟型发生在温度层结近中性或中等到

63、大风的情况，即发生在多云有风的白天或有风的夜晚。平展型和漫烟型:较大的发电厂以漫烟型为主，夜间多为平展型，日出后一段时间发生漫烟型。封闭型:大于200m的较高烟囱以此型为主。观测发现：当混合层厚度在7601065m间时，它造成的地面最大浓度可达锥形的三倍，Cmax可持续24小时，常出现在早晨和中午。地面最大浓度与B/H关系很大，在某一比值以后，污染浓度主要取决于B，烟囱高度只起次要作用。此时靠增加Hs减少污染浓度不经济。总之，目前Hs计算以锥形模式为主，对超高型烟囱无成熟可靠的方法。2.抬升公式很多，用何公式应按具体情况而定，一般选霍氏公式抬升公式很多，用何公式应按具体情况而定，一般选霍氏公式

64、3.公式中与气象有关的参数取值有两种方法公式中与气象有关的参数取值有两种方法：取多年平均值；取某一保障频率的值：如已知3m/s的频率为80%，取3m/s可保证有80%不超标，而地面平均最大浓度可能比规定标准更低。上述计算公式实际上会遇到许多问题，必须予以考虑，如上述模式仅适于锥形扩散，实际是变化的，要根据建厂地区的气象条件等来取值。3-6厂址选择厂址选择一、选择厂址所需的气候资料一、选择厂址所需的气候资料气候资料气候资料是指气象资料的常年统计形式。1、风向和风速气候资料：为了一目了然，常把风资料画成风玫瑰图。图a是风向玫瑰图；图b风速玫瑰图是各个风向的平均风速绝对值。图c是风速和风向频率复合图

65、，该图矢线长度代表风向频率大小，矢线末端的风速羽代表平均风速，每一羽可表示0.5或1.0m/s。风风向向（风风速速）玫玫瑰瑰图图：在8个或16个方向上给出风向（风速）的相对频率或绝对值，用线段表示，连接各端点即成。风玫瑰图可按多年（5-10年或更长）的平均值作；也可按某月或某季的多年平均值作，山区地形复杂，风向、风速随地形和高度而变，可做出不同地点和高度的风玫瑰图。静风（风速dAdM一、颗粒的直径n显微镜法观测粒径直径的三种方法a-定向直径定向直径b-定向面积等分直径定向面积等分直径 c-投影面积直径投影面积直径一、颗粒的直径（2）筛分法n筛分直径：颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度n筛孔的大小用

66、目表示每英寸长度上筛孔的个数（3）光散射法n等体积直径dV：与颗粒体积相等的球体的直径（4）沉降法n斯托克斯（Stokes）直径ds：同一流体中与颗粒密度相同、沉降速度相等的球体直径n空气动力学当量直径da：在空气中与颗粒沉降速度相等的单位密度（1g/cm3）的球体的直径斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密切相关，是除尘技术中应用最多的两种直径一、颗粒的直径n粒径的测定结果与颗粒的形状有关n通常用圆球度表示颗粒形状与球形不一致的程度n圆球度：与颗粒体积相等的球体的表面积和颗粒的表面积之比s（s1时，近似于对数正态分布；n3时，更适合于正态分布2粉尘的物理性质n一、粉尘的密度

67、n单位体积粉尘的质量，kg/m3或g/cm3n粉尘体积不包括颗粒内部和之间的缝隙真密度n用堆积体积计算堆积密度n空隙率粉尘颗粒间和内部空隙的体积与堆积总体积之比二、粉尘的安息角与滑动角n安息角：粉尘从漏斗连续落下自然堆积形成的圆锥体母线与地面的夹角n滑动角：自然堆积在光滑平板上的粉尘随平板做倾斜运动时粉尘开始发生滑动的平板倾角n安息角与滑动角是评价粉尘流动特性的重要指标n安息角和滑动角的影响因素：粉尘粒径、含水率、颗粒形状、颗粒表面光滑程度、粉尘粘性三、粉尘的比表面积n单位体积粉尘所具有的表面积n以质量表示的比表面积n以堆积体积表示的比表面积四、粉尘的含水率n粉尘中的水分包括附在颗粒表面和包含

68、在凹坑和细孔中的自由水分以及颗粒内部的结合水分n含水率水分质量与粉尘总质量之比n含水率影响粉尘的导电性、粘附性、流动性等物理特性n吸湿现象n平衡含水率五、粉尘的润湿性n润湿性粉尘颗粒与液体接触后能够互相附着或附着的难易程度的性质n润湿性与粉尘的种类、粒径、形状、生成条件、组分、温度、含水率、表面粗糙度及荷电性有关，还与液体的表面张力及尘粒与液体之间的粘附力和接触方式有关。n粉尘的润湿性随压力增大而增大，随温度升高而下降n润湿速度n润湿性是选择湿式除尘器的主要依据六、粉尘的荷电性和导电性n1.粉尘的荷电性n天然粉尘和工业粉尘几乎都带有一定的电荷n荷电因素电离辐射、高压放电、高温产生的离子或电子被

69、捕获、颗粒间或颗粒与壁面间摩擦、产生过程中荷电n天然粉尘和人工粉尘的荷电量一般为最大荷电量的1/10n荷电量随温度增高、表面积增大及含水率减小而增加，且与化学组成有关六、粉尘的荷电性和导电性n粉尘的导电性n比电阻n导电机制：n高温（200oC以上），粉尘本体内部的电子和离子体积比电阻n低温（100oC以下），粉尘表面吸附的水分或其他化学物质表面比电阻n中间温度，同时起作用n比电阻对电除尘器运行有很大影响，最适宜范围1041010六、粉尘的导电性和荷电性n典型温度比电阻曲线六、粉尘的导电性和荷电性n温度和相对湿度对粉尘比电阻的影响n较为干燥的粉尘的比电阻在较为干燥的粉尘的比电阻在3000F（42

70、0K）左右达到最大值）左右达到最大值七、粉尘的粘附性n粘附和自粘现象n粘附力克服附着现象所需要的力n粘附力：分子力（范德华力）、毛细力、静电力（库仑力）n断裂强度表征粉尘自粘性的指标，等于粉尘断裂所需的力除以其断裂的接触面积n分类：不粘性、微粘性、中等粘性、强粘性n粒径、形状、表面粗糙度、润湿性、荷电量均影响粘附性八粉尘的自燃性和爆炸性n1.粉尘的自燃性n自燃n自然发热的原因氧化热、分解热、聚合热、发酵热n影响因素：粉尘的结构和物化特性、粉尘的存在状态和环境存放过程中自然发热存放过程中自然发热热量积累热量积累达到燃点达到燃点燃烧燃烧2.粉尘的爆炸性n粉尘发生爆炸必备的条件：n可燃物与空气或氧气

71、构成的可燃混合物达到一定的浓度n最低可燃物浓度爆炸浓度下限n爆炸浓度上限n存在能量足够的火源3净化装置的性能n一、评价净化装置性能的指标1.技术指标n处理气体流量n净化效率n压力损失2.经济指标n设备费n运行费n占地面积一、净化装置技术性能的表示方法n1.处理气体流量n漏风率n2.净化效率n3.压力损失二.净化效率的表示方法n1.总净化效率n2.通过率n3.分级除尘效率n分割粒径除尘效率为50的粒径4.分级效率与总效率的关系n（1）由总效率求分级效率n（2）由分级效率求总效率5.多级串联的总净化效率n总分级通过率n总分级效率n总除尘效率4颗粒捕集的理论基础n对颗粒施加外力使颗粒相对气流产生一定

72、位移并从气流中分离n颗粒捕集过程中需要考虑的作用力：外力、流体阻力、颗粒间相互作用力n外力：重力、离心力、惯性力、静电力、磁力、热力、泳力等n颗粒间相互作用力：颗粒浓度不高时可以忽略一、流体阻力n流体阻力形状阻力摩擦阻力n阻力的方向和速度向量方向相反nnn一、流体阻力n流体阻力与雷诺数的函数关系一、流体阻力n颗粒尺寸与气体平均自由程接近时，颗粒发生滑动坎宁汉修正二、阻力导致的减速运动n根据牛顿第二定律n若仅考虑Stokes区域n积分得n速度由u0减速到u所迁移的距离n若引入坎宁汉修正系数Cn停止距离驰豫时间或松弛时间驰豫时间或松弛时间三、重力沉降n力平衡关系nStokes颗粒的重力沉降末端速度

73、（忽略浮力影响）n湍流过渡区n牛顿区Stokes直径n空气动力学直径四、离心沉降n力平衡关系nStokes颗粒的末端沉降速度五、静电沉降n力平衡关系n静电沉降的末端速度习惯上称为驱进速度，用表示，对于Stokes粒子：六、惯性沉降n颗粒接近靶时的运动情况1.惯性碰撞n惯性碰撞的捕集效率取决于三个因素n气流速度在靶周围的分布，用ReD衡量n颗粒运动轨迹，用Stokes数描述n颗粒对捕集体的附着，通常假定为1001.惯性碰撞n惯性碰撞分级效率与的关系2.拦截n直接拦截发生在颗粒距捕集体dp/2的距离内n拦截效率用直接拦截比R表示n对于惯性大的颗粒n对于惯性小的颗粒七、扩散沉降n1.扩散系数和均方根

74、位移n颗粒的扩散类似于气体分子的扩散n对于粒径约等于或大于气体分子平均自由程的颗粒n对于粒径大于分子但小于气体平均自由程的颗粒n布朗扩散作用对于小粒子的捕集影响较大n颗粒的均方根位移（时间t秒钟）七、扩散沉降n标准状态下布朗扩散平均位移与重力沉降的比较七、扩散沉降效率n扩散沉降效率取决于皮克莱数Pe和雷诺数ReDn粘性流单个圆柱体的效率n势流单个圆柱体效率n孤立球形捕集体n从理论上讲，是可能的2.扩散沉降效率n惯性碰撞、直接拦截和布朗扩散的比较小结n理解和掌握颗粒物的粒径分布n理解和掌握颗粒物的物理性质n掌握评价净化装置性能的技术指标n理解和掌握颗粒物捕集的动力学理论基础。谢谢!第6讲除尘装置

75、1.机械除尘器2.电除尘器3.湿式除尘器4.过滤式除尘器5.除尘器的选择与发展除尘装置n从气体中除去或收集固态或液态微粒子的设备称为除尘装置按分离原理分类：n重力除尘装置（机械式除尘装置）n惯性力除尘装置（机械式除尘装置）n离心力除尘装置（机械式除尘装置）n洗涤式除尘装置n过滤式除尘装置n电除尘装置n声波除尘装置第一节机械除尘器n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：n重力沉降室n惯性除尘器n旋风除尘器重力沉降室n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n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

76、慢向灰斗沉降n模式包括层流式和湍流式两种层流式模式n假定沉降室内气流为柱塞流；颗粒均匀分布于烟气中n忽略气体浮力，粒子仅受重力和阻力的作用n在烟气流动方向，粒子与气流速度相同纵剖面示意图纵剖面示意图n沉降室的长宽高分别为L、W、H，处理烟气量为Qn气流在沉降室内的停留时间n在t时间内粒子的沉降距离n该粒子的除尘效率对于Stokes粒子，代入(579)n对于Stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin=?n提高沉降室效率的主要途径n降低沉降室内气流速度（一般为0.32.0m/s）n增加沉降室长度n降低沉降室高度n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

77、层数n考虑清灰的问题，一般隔板数在3以下湍流式重力沉降室n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分级除尘效率：对于Stokes粒子，代入湍流模式湍流模式2完全混合模式，即沉降室内未捕集颗粒完完全混合模式，即沉降室内未捕集颗粒完全混合全混合对于对于Stokes粒子，代入粒子，代入n三种模式的分级效率均可用归一化n对Stokes颗粒，分级效率与dp成正比重力沉降室归一化的分级率曲线重力沉降室归一化的分级率曲线a层流无混合层流无混合 b湍流垂直混合湍流垂直混合 c湍流完全混合湍流完全混合重力沉降室的实际性能n沉降室的实际性能几乎从不进行实验测量或测试，在最好的

78、情况下，这种装置也只能作为气体的初级净化，除去最大和最重的颗粒。沉降室的除尘效率约为4070%，仅用于分离dp50m的尘粒。穿过沉降室的颗粒物必须用其它的装置继续捕集。n优优点点：结构简单、投资少、易维护管理、压损小（50130Pa）。n缺缺点点：占地面积大、除尘效率低（仅作为高效除尘器的预除尘装置，除去较大和较重的粒子） 。惯性除尘器n机理n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（还利用了离心力和重力的作用），使其与气流分离n结构形式n冲击式气流冲击挡板捕集较粗粒子n反转式改变气流方向捕集较细粒子冲击式惯性除尘装置冲击式惯性除尘装置a

79、单级型单级型b多级型多级型反转式惯性除尘装置反转式惯性除尘装置a a 弯管型弯管型 b b 百叶窗型百叶窗型 c c 多层隔板型多层隔板型惯性除尘器n应用n一般净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘（粘结性和纤维性粉尘不宜）n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n压力损失1001000Pa旋风除尘器进气管、筒体、锥体、排气管进气管、筒体、锥体、排气管旋风除尘器n利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置n旋风除尘器内气流与尘粒的运动气流沿外壁由上向下旋转运动：气流沿外壁由上向下旋转运动：外涡旋外涡旋 少量气体沿径向运动到中心区域少量气体沿径向运动到中心区

80、域 旋转气流在锥体底部转而向上沿旋转气流在锥体底部转而向上沿轴心旋转：内涡旋轴心旋转：内涡旋 气流运动包括切向、轴向和径向：气流运动包括切向、轴向和径向：切向速度、轴向速度和径向速度切向速度、轴向速度和径向速度 旋风除尘器气流与尘粒的运动n旋风除尘器内气流与尘粒的运动（续）切向速度决定气流质点离心力大小，切向速度决定气流质点离心力大小，颗粒在离心力作用下逐渐移向外壁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用下沿壁面落入灰斗上涡旋气流从除尘器顶部向下高速上涡旋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旋转时，

81、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，最后从排气管排出管外壁旋转向下，最后从排气管排出旋风除尘器n旋风除尘器内气流的切向速度和压力的径向分布n切向速度n外涡旋的切向速度分布：反比于旋转半径的n次方 此处n1，称为涡流指数n内涡旋的切向速度正比于半径n内外涡旋的界面上气流切向速度最大n交界圆柱面直径d0=(0.61.0)de,de为排气管直径旋风除尘器n径向速度n假定外涡旋气流均匀地经过交界圆柱面进入内涡旋n平均径向速度 r0和h0分别为交界圆柱面的半径和高度，m n轴向速度n外涡旋的轴向速度向下n内涡旋的轴向速度向上n在内

82、涡旋，轴向速度向上逐渐增大，在排出管底部达到最大值旋风除尘器n旋风除尘器的压力损失：局部阻力系数A：旋风除尘器进口面积局部阻力系数旋风除尘器型式旋风除尘器型式XLTXLTAXLPAXLPB5.36.58.05.8旋风除尘器n旋风除尘器的压力损失n相对尺寸的不同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 n含尘浓度增高，压力降明显下降 n操作运行中可以接受的压力损失一般低于2kPa 思考题：一个进口面积为0.36m2，排气管直径0.6m的旋风除尘器，和另一个进口面积为4m2 ，排气管直径2m的旋风除尘器，在气体入口速度相同时，压力损失哪个大？为什么？n旋风除尘

83、器的除尘效率n计算分割直径是确定除尘效率的基础n在交界面上粉尘的所受的作用力包括：离心力FC，向心运动气流作用于尘粒上的阻力FDn若FCFD，颗粒移向外壁n若FCFD，颗粒进入内涡旋n当FC=FD时，有50%的可能进入外涡旋，即除尘效率为50%n为什麽忽略了粉尘的质量呢？因为重力等于mg，离心力n设Vt=30m/s，r=0.1m，n离心力远远大于重力，故重力可忽略。FCFCr旋风除尘器n旋风除尘器的除尘效率（续）n对于球形Stokes粒子n分割粒径ndc确定后，雷思一利希特模式计算其它粒子的分级效率 n另一种经验公式旋风除尘器n旋风除尘器理论分级效率曲线n例题：已知XZT一90型旋风除尘器在选

84、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vt=13m/s， 取内、外涡旋交界圆柱的直径d0=0.7de，根据式（610） 由式（6一9）得气流在交界面上的切向速度 由式（612）计算 n例题（续） 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

85、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旋风除尘器n影响旋风除尘器效率的因素n二次效应所谓二次效应是指被捕集的粒子重新进入气流的运动。n在较小粒径区间内，理应逸出的粒子由于聚集或被较大尘粒撞向壁面而脱离气流获得捕集，实际效率高于理论效率n在较大粒径区间，粒子被反弹回气流或沉积的尘粒被重新吹起，实际效率低于理论效率n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 旋风除尘器n影响旋风除尘器效率的因素（续）n比例尺寸n在相同的切向速度下，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。n锥体长度适当加长，对提高除尘效率有利n排出管直

86、径愈小，分割直径愈小，即除尘效率愈高；直径太小，压力损失增加，一般取排出管直径de=（0.40.65）D。n旋风除尘器排出管以下部分的长度应当接近或等于l，筒体和锥体的总高度以不大于筒体直径的五倍为宜。n特征长度（naturallength）-亚历山大公式n除尘器下部的严密性n应在不漏风的情况下进行正常排灰 锁气器锁气器 (a) (a)双翻板式双翻板式 (b) (b)回转式回转式 漏风率：漏风率：0%、5%、15%：90%、50%、0n烟尘的物理性质n气体粘度：对于气体而言，增大对除尘不利，dc增大，效率减小。n温度增大，则增大，效率减小。n粉尘粒径与密度：离心力跟粒径的三次方成正比，流体阻力

87、跟粒径的一次方成正比。综合来说，dp增大则效率增大，又因为n所以，p小，难分离，影响捕集效率。n操作变量n提高烟气入口流速，旋风除尘器分割直径变小，除尘器性能改善 n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n效率最高时的入口速度 a.直入切向进入式直入切向进入式 b.蜗壳切向进入式蜗壳切向进入式 c.轴向进入式轴向进入式旋风除尘器n结构形式n按进气方式分n切向进入式n轴向进入式n结构形式（续）n按气流组织分类n回流式、直流式、平旋式和旋流式n多管旋风除尘器n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n常见的多管除尘器

88、有回流式和直流式两种 回流式多管旋风除尘器回流式多管旋风除尘器旋风除尘器的设计选型计算法和经验法n一般使用经验法1、选择除尘器的型式n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进行确定2、根据允许的压力降确定进口气速，或取为 1225 m/sn 由 可得3、确定入口截面A，入口宽度b和高度hn确定各部分几何尺寸n旋风除尘器的比例尺寸尺寸名称XLP/AXLP/BXLT/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1.35

89、D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）500（420）860（770）440（490）15m/s1100（940）890（700）1350（1210）670（770）18m/s1400（1260）1450（1150）1950（1740）990（1110）旋风除尘器的设计n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，

90、（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/D0.4 0.5，（H+L）/de810；s/de1；n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。n解：由式（626） 根据表61，5.8v1的计算值与表63的气速与压力降数据一致。 参考XLP/B品系列；取D=700mm优点：结构简单、占地面积小，投资少，操作维修优点：结构简单、占地面积小，投资少，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大。方便，压力损失中等，动力消耗不大。缺点：除尘效率平均缺点

91、：除尘效率平均80%左右，捕集左右，捕集102s， 完全可以忽略不计n所以，驱进速度驱进速度n驱进速度与粒径和场强的关系n当颗粒直径为250m时，与粒径成正比捕集效率n捕集效率一德意希公式n作为除尘总效率的近似估算，应取某种形式的平均驱进速度n有效驱进速度实际中常常根据在一定的除尘器结构型式和运行条件下测得的总捕集效率值，代入德意希方程式中反算出的相应驱进速度值，以e表示 n实际测量表明：对于粒径在亚微米区的粒子，除尘效率有增大的趋势。有效驱进速度粉尘种类粉尘种类驱进速度驱进速度/ms-1粉尘种类粉尘种类驱进速度驱进速度/ms-1煤粉（飞灰）煤粉（飞灰）0.100.14冲天炉（铁焦比冲天炉（铁

92、焦比10）0.030.04纸浆及造纸纸浆及造纸0.08水泥生产（干法）水泥生产（干法）0.060.07平炉平炉0.06水泥生产（湿法）水泥生产（湿法）0.100.11酸雾（酸雾（H2SO4）0.060.08多层床式焙烧炉多层床式焙烧炉0.08酸雾（酸雾（TiO2）0.060.08红磷红磷0.03氧气转炉氧气转炉0.08石膏石膏0.160.20催化剂粉尘催化剂粉尘0.08二级高炉（二级高炉（80生铁）生铁）0.125被捕集粉尘的清除 n电晕极和集尘极上都会有粉尘沉积n粉尘沉积在电晕极上会影响电晕电流的大小和均匀性，一般方法采取振打清灰方式清除n从集尘极清除已沉积的粉尘的主要目的是防止粉尘重新进入

93、气流n在湿式电除尘器中，用水冲洗集尘极板。无二次扬尘，效率高。主要问题是清灰水的处理及设备腐蚀。n在干式电除尘器中，一般用机械撞击或电极振动产生的振动力清灰。有利于回收有经济价值的粉尘，但易产生二次扬尘。n现代的电除尘器大都采用电磁振打或锤式振打清灰。振打系统要求既能产生高强度的振打力，又能调节振打强度和频率n常用的振打器有电磁型和挠臂锤型电除尘器结构除尘器类型双区电除尘器通风空气的净化和某些轻工业部门单区电除尘器控制各种工艺尾气和燃烧烟气污染管式电除尘器用于气体流量小，含雾滴气体，或需要用水洗刷电极的场合板式电除尘器为工业上应用的主要型式。单区电除尘器单区电除尘器双区电除尘器双区电除尘器n电

94、晕线的一般要求：起晕电压低、电晕电流大、机械强度高、能维持准确的极距、易清灰等n电晕线越细越有棱尖，起晕电压就越低。常用的有直径3mm左右的圆形线、星形线及锯齿线、芒刺线等 a.a.圆形线圆形线 b.星形线星形线c.锯齿线锯齿线d.芒刺线芒刺线电除尘器结构电晕电极n电晕线固定方式n重锤悬吊式n管框绷线式 n集尘极n集尘极结构对粉尘的二次扬起，及除尘器金属消耗量 （约占总耗量的4050%）有很大影响n性能良好的集尘极应满足下述基本要求n振打时粉尘的二次扬起少n单位集尘面积消耗金属量低n极板高度较大时，应有一定的刚性，不易变形n振打时易于清灰，造价低电除尘器结构集尘极n常用板式电除尘器集尘极电除尘

95、器结构高压供电设备n高压供电设备提供粒子荷电和捕集所需要的高场强和电晕电流n供电设备必须十分稳定，希望工作寿命在二十年之上n通常高压供电设备的输出峰值电压为70l000kV，电流为1002000mAn增加供电机组的数目，减少每个机组供电的电晕线数，能改善电除尘器性能，但投资增加。必须考虑效率和投资两方面因素电除尘器结构气流分布板n电除尘器内气流分布对除尘效率具有较大影响n为保证气流分布均匀，在进出口处应设变径管道，进口变径管内应设气流分布板n最常见的气流分布板有百叶窗式、多孔板分布格子、槽形钢式和栏杆型分布板n对气流分布的具体要求是对气流分布的具体要求是任何一点的流速不得超过该断面平均流速的任

96、何一点的流速不得超过该断面平均流速的 40% 40%在任何一个测定断面上，在任何一个测定断面上，85%以上测点的流速与平均流速以上测点的流速与平均流速不得相差不得相差 25%。n沉积在集尘电极上的灰尘的比电阻对电除尘器能否有效地运行有显著的影响.n比电阻过高或过低都会大大降低电除尘器的除尘效率，适宜的范围是从1034cm 11010cm。n高比电阻粉尘导电率低于大约1010（/cm）1，即电阻率大于1010/cm的粉尘n影响粉尘层比电阻除粒子温度和组成之外，还包括粒子大小和形状，粉尘层厚度和压缩程度，施加于粉尘层的电场强度等粉尘比电阻粉尘比电阻n烟气湿度和温度对粉尘比电阻的影响a.飞灰飞灰 b

97、.水泥窑粉尘水泥窑粉尘粉尘比电阻n高比电阻粉尘对电除尘器性能的影响n高比电阻粉尘既不易荷电，也不易放电，到达集尘极后，残留部分电荷，对随后而至的同性电荷颗粒产生排斥，阻止其沉降。n高于1011/cm时，产生明显反电晕随着颗粒层变厚，会在表面与极板间造成大的电压降，发生电晕放电。这种在集尘板上的电晕放电叫反电晕放电，其结果产生大量正离子，部分或全部中和颗粒所带负电荷，导致除尘效率下降。低比电阻粉尘对电除尘器性能的影响n如果灰尘的比电阻小于103104cm，则易荷电，也易放电，粉尘到达集尘极后很快放出电荷并马上因静电感应获得与集尘极相同的电荷而被排斥出去。n形成在集尘电极上跳跃的现象，最后可能被气

98、流带出电除尘器。用电除尘器处理各种金属粉尘和石墨粉尘、炭黑粉尘都可以看到这一现象。n解决途径：采取在电除尘气后面串联旋风除尘器的办法来解决。粉尘比电阻n粉尘比电阻对有效驱进速度的影响粉尘比电阻n克服高比电阻影响的方法n保持电极表面尽可能清洁n采用较好的供电系统n烟气调质n增加烟气湿度，或向烟气中加入SO3、NH3，及Na2CO3等化合物，使粒子导电性增加。最常用的化学调质剂是SO3 p139n改变烟气温度n烟气温度调至403K以下或623K以上，可使粉尘有较高的导电性n向烟气中喷水，可以同时增加烟气湿度和降低温度n发展新型电除尘器电除尘器的选择和设计 n电除尘器的选择和设计仍然主要采用经验公式

99、类比方法参数参数符号符号取值范围取值范围板间距板间距S2328cm驱进速度驱进速度318cm/s比集尘极表面积比集尘极表面积A/Q3002400m2（1000m3/min）气流速度气流速度v12m/s长高比长高比L/H0.51.5比电晕功率比电晕功率Pc/Q180018000W/(1000m3/min)电晕电流密度电晕电流密度Ic/A0.051.0A/m2平均气流速度平均气流速度烟煤锅炉烟煤锅炉v1.11.6m/s褐煤锅炉褐煤锅炉v1.82.6m/s表表6-5捕集飞灰的电除尘器的主要设计参数捕集飞灰的电除尘器的主要设计参数电除尘器的选择和设计n比集尘表面积的确定n根据运行和设计经验，确定有效驱

100、进速度e按德意希方程（p188 6-34）求得比集尘表面积A/Qn长高比的确定n集尘板有效长度与高度之比，直接影响振打清灰时二次扬尘的多少n要求除尘效率大于99%时，除尘器的长高比至少要1.01.5。电除尘器的选择和设计n气流速度的确定n通常由处理烟气量和电除尘器过气断面积，计算烟气的平均流速n平均流速高于某一临界速度时，作用在粒子上的空气动力学阻力会迅速增加，粉尘的重新进入量亦迅速增加n气体的含尘浓度n如果气体含尘浓度很高，电场内尘粒的空间电荷很高，易发生电晕闭塞n应对措施提高工作电压，采用放电强烈的芒剌型电晕极，电除尘器前增设预净化设备等第三节 湿式除尘器n使含尘气体与液体（一般为水）密切

101、接触，利用水滴和尘粒的惯性碰撞及其它作用捕集尘粒或使粒径增大的装置n除尘机理：液体介质与尘粒间的惯性碰撞和拦截；微细尘粒与液滴间的扩散接触；加湿的尘粒相互凝并；饱和态高温烟气降温时，以尘粒为凝结核凝结n按能耗分为：高能和低能湿式除尘器n低能湿式除尘器的压力损失为0.21.5kPa，对10m以上粉尘的净化效率可达9095%n高能湿式除尘器的压力损失为2.59.0kPa，净化效率可达99.5以上a、重力喷雾洗涤器重力喷雾洗涤器b、旋风洗涤器旋风洗涤器c、自激喷雾洗涤器、自激喷雾洗涤器n按净化机理：大致分为七类：d、板式洗涤器、板式洗涤器e、填料洗涤器、填料洗涤器f、文丘里洗涤器、文丘里洗涤器g、机

102、械诱导喷雾洗涤器、机械诱导喷雾洗涤器湿式除尘器n主要湿式除尘装置的性能和操作范围装置名称装置名称气体流速气体流速/ms-1液气比液气比/lm-3压力损失压力损失/Pa分割直径分割直径/m喷淋塔喷淋塔0.12231005003.0填料塔填料塔0.5123100025001.0旋风洗涤器旋风洗涤器15450.51.5120015001.0转筒洗涤器转筒洗涤器（300750r/min）0.7250015000.2冲击式洗涤器冲击式洗涤器1020105001500.2文丘里洗涤器文丘里洗涤器60900.31.5300080000.1湿式除尘器的特点n优点：n 不仅可以除去粉尘，还可净化气体；n 效率较

103、高（高于干式机械除尘器），可去除的粉尘粒 径较小；n 体积小，占地面积小，；n 能处理高温、高湿的气流。n缺点：n有泥渣；n需防冻（冬天）；n易腐蚀设备；n动力消耗大。湿式除尘器的除尘机理 n惯性碰撞参数与除尘效率n定义惯性碰撞参数NI：停止距离xs与液滴直径dD的比值n对斯托克斯粒子up：粒子运动速度；：粒子运动速度；uD：液滴运动速度；：液滴运动速度；dD：液滴直径：液滴直径up0=up-uD：尘粒相对于液滴的速度尘粒相对于液滴的速度；液液滴滴直直径径并并非非越越小小越越好好，直直径径过过小小的的液液滴滴易易随随气气流流一一起起流流动动，减减小小了了液液气气相相对对运运动动的的速速度度；对

104、对于于给给定定尘尘粒粒的的最最大大除除尘尘效效率率应有一个最佳液滴直径。应有一个最佳液滴直径。一般一般dD100mp153式式5-92n除尘效率：NI值越大，粒子惯性越大，则越高n对于势流和粘性流， K K关联系数，其值取决于关联系数，其值取决于设备几何结构和系统操作条设备几何结构和系统操作条件件L L液气比，液气比，L/1000mL/1000m3 3 气体气体接触功率与除尘总效率 n湿式除尘器总效率是各种单个液滴的捕集效率之和。对于一定特性的粉尘来说，除尘效率越高，除尘器能耗也越大。n接触功率理论：假定洗涤器除尘效率仅是系统总能耗的函数，与洗涤器除尘机理无关PG:气体压力损失，气体压力损失，

105、Pa；PL:液体入口压力，液体入口压力，PaQL,QG:液体和气体流量，液体和气体流量，m3/sQL/QG:液气比液气比接触功率与除尘效率n除尘效率n其中，传质单元数除尘器的特性参数（见下页）粉尘和尘源类型粉尘和尘源类型1LD转炉粉尘转炉粉尘4.4500.46632滑石粉滑石粉3.6260.35063磷酸雾磷酸雾2.3240.63124化铁炉粉尘化铁炉粉尘2.2550.62105炼钢平炉粉尘炼钢平炉粉尘2.0000.56886滑石粉滑石粉2.0000.65667从硅钢炉升华的粉尘从硅钢炉升华的粉尘1.2260.45008鼓风炉粉尘鼓风炉粉尘0.9550.89109石灰窑粉尘石灰窑粉尘3.567

106、1.052910从黄铜熔炉排出的氧化锌从黄铜熔炉排出的氧化锌2.1800.531711从石灰窑排出的碱从石灰窑排出的碱2.2001.229512硫酸铜气溶胶硫酸铜气溶胶1.3501.067913肥皂生产排出的雾肥皂生产排出的雾1.1691.414614从吹氧平炉升华的粉尘从吹氧平炉升华的粉尘0.8801.619015没有吹氧的平炉粉尘没有吹氧的平炉粉尘0.7951.5940除尘器的特性参数除尘器的特性参数分割粒径与除尘分级效率 n多数惯性分离装置的分级通过率可以表示为da:粒子的空气动力学直径粒子的空气动力学直径Ae，Be:均为常数均为常数对填充塔和筛板塔，对填充塔和筛板塔，Be=2；离心式洗

107、涤器，离心式洗涤器，Be=0.67；文丘里洗涤器（当文丘里洗涤器（当NI=0.55），），Be=2喷雾塔洗涤器 n立式逆流喷雾塔靠惯性碰撞捕集粉尘的效率可以用下式预估ut一液滴的终末沉降速度，一液滴的终末沉降速度，m/sVg空塔断面气速，空塔断面气速，m/sz气液接触的总塔高度，气液接触的总塔高度，m d单个液滴的碰撞效率单个液滴的碰撞效率错流式中，垂直方向气速错流式中，垂直方向气速=0=0， , ,所以所以喷雾塔洗涤器n错流式喷雾塔n影响喷雾塔洗涤器除尘效率的主要因素：液滴大小；尘粒的空气动力学直径；液气流量比；气体性质等。喷雾塔结构简单、压力损失小（一般在喷雾塔结构简单、压力损失小（一般在

108、250Pa以下），操以下），操作稳定，作稳定，耗水量大，占地面积大，对于耗水量大，占地面积大，对于10m以下尘粒除尘效率低，以下尘粒除尘效率低，多用于净化大于多用于净化大于50m的尘粒的尘粒旋风洗涤器n干式旋风分离器内部以环形方式安装一排喷嘴，就构成一种最简单的旋风洗涤器n喷雾作用发生在外涡旋区，并捕集尘粒，携带尘粒的液滴被甩向旋风洗涤器的湿壁上，然后沿壁面沉落到器底n在出口处通常需要安装除雾器n含尘气流由筒体下部导入，旋转上升，水通过轴上安装的多头喷嘴喷出形成水雾与螺旋旋转气流相碰，使尘粒被捕集下来旋风洗涤器旋风水膜除尘器n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n含尘气流由筒

109、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，沿壁面流下排走旋风水膜除尘器旋风洗涤器n旋风洗涤器的压力损失范围一般为0.51.5kPa，可用 下式进行估算旋风洗涤器的压力损失，旋风洗涤器的压力损失，pa喷雾系统关闭时的压力损失，喷雾系统关闭时的压力损失，Pa液滴密度，液滴密度，kg/m3液滴初始平均速度，液滴初始平均速度，m/s旋风洗涤器n离心洗涤器净化dp1m降低2惯性碰撞1m增高3扩散0.010.5m降低4静电过滤层微孔尺寸降低表表3-24各种捕集机理作用的粒度范围各种捕集机理作用的粒度范围n丹尼斯（Dennis）和克莱姆（Klemm）提出了一系列方程，以预测袋式除尘器的粉尘出

110、口浓度和穿透率 袋式除尘器的压力损失n压力损失：重要的技术经济指标，不仅决定着能量消耗，而且决定着除尘效率和清灰周期等渗透率渗透率K是沉积粉尘层性质，如孔隙率、比表面积、孔隙大是沉积粉尘层性质，如孔隙率、比表面积、孔隙大小分布和粉尘粒径分布等的函数小分布和粉尘粒径分布等的函数袋式除尘器的压力损失n对于给定的滤料和操作条件，滤料的压力损失 基本上是一个常数n通过袋式除尘器的压力损失的变化主要由 决定n在时间t内，沉积在滤袋上的粉尘质量m可以表示为n因此n粉尘层的压力损失n令 ，定义为颗粒层的比阻力系数，因此 对于给定的烟气特征和粉尘层渗透率对于给定的烟气特征和粉尘层渗透率K K， 与粉尘浓度与粉

111、尘浓度C和过和过滤时间滤时间t成线性关系，而与过滤速度的平方成正比成线性关系，而与过滤速度的平方成正比袋式除尘器的压力损失还可用下式计算：袋式除尘器的压力损失还可用下式计算：P=P0+Pd=（0+md）V0-清洁滤料的阻力系数，清洁滤料的阻力系数，1/m。-气体的粘度；气体的粘度；md粉尘的堆积负荷粉尘的堆积负荷粘附粉尘层的平均比阻力，粘附粉尘层的平均比阻力，m/kg；粉尘的比阻力系数袋式除尘器的压力损失n过滤阻力与粉尘负荷 袋式除尘器的滤料n对滤料的要求n容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力低n使用寿命长，耐温、耐磨、耐腐蚀、机械强度高n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

112、的粉尘，采用的过滤速度不宜过高n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 袋式除尘器的滤料n滤料种类n按滤料材质分n天然纤维n棉毛织物，适于无腐蚀、棉毛织物，适于无腐蚀、350350360K360K以下气体以下气体n无机纤维n主要指玻璃纤维，化学稳定性好，耐高温；质地脆主要指玻璃纤维，化学稳定性好，耐高温；质地脆n合成纤维n性能各异，满足不同需要，扩大除尘器的应用领域性能各异，满足不同需要，扩大除尘器的应用领域袋式除尘器的滤料n滤料种类n按滤料结构分n滤布（编织物）n毛毡工艺简单；致密，除尘效率高；容尘量小，易于清灰工艺简单；致密，除尘效率高；容

113、尘量小，易于清灰袋式除尘器的滤料滤料名称滤料名称直径直径/m耐温性能耐温性能/K吸水率吸水率/耐酸耐酸性性耐碱性耐碱性强度强度长期长期最高最高棉织物（植棉织物（植物短纤维）物短纤维）10203483583688很差很差稍好稍好1蚕丝（动物蚕丝（动物长纤维）长纤维）183533633731622羊毛（动物羊毛（动物短纤维）短纤维）5153533633731015稍好稍好很差很差0.4尼龙尼龙3483583684.04.5稍好稍好好好2.5奥纶奥纶3984084236好好差差1.6涤纶（聚脂）涤纶（聚脂）4134336.5好好差差1.6玻璃纤维玻璃纤维（用硅酮树（用硅酮树脂处理）脂处理）58523

114、4.0好好差差1芳香族聚酰芳香族聚酰胺（诺梅克胺（诺梅克斯）斯）4935334.55.0差差好好2.5聚四氟乙烯聚四氟乙烯4935230很好很好很好很好2.5袋式除尘器的结构型式n按滤袋形状筒形和扁形n按进气方式上进气和下进气n按清灰方式简易清灰、机械振动清灰、逆气流清灰和脉冲喷吹清灰等。袋式除尘器的清灰n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n常用的清灰方式有三种n机械振动式n逆气流清灰n脉冲喷吹清灰n机械振动清灰n机械振动袋式除尘器的过滤风速一般取1.02.0m/min，压力损失为8001200Pa袋式除尘器的清灰n机械振动清灰n此类型袋式除尘器的优点

115、是工作性能稳定，清灰效果较好n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清清 洁洁 气气体出口体出口灰斗灰斗滤袋滤袋清清 洁洁 气气体一侧体一侧含含 尘尘 气气体入口体入口固固 定定 孔孔板板典型机械振动式布袋除尘器典型机械振动式布袋除尘器a：水平振动；：水平振动；b：垂直振动；：垂直振动；c：扭曲振动：扭曲振动袋式除尘器的清灰n逆气流清灰n过滤风速一般为0.52.0m/min，压力损失控制范围10001500Pan这种清灰方式的除尘器结构简单，清灰效果好，滤袋磨损少，特别适用于粉尘粘性小，玻璃纤维滤袋的情况n脉冲喷吹清灰n每排滤袋上方装设一根与脉冲阀相的喷吹管，通过程序控制机

116、构控制脉冲阀的启闭。清灰时由控制仪发出指令，触发排气阀，脉冲阀开启后，气包中的压缩空气经喷吹管下各小孔高速喷出，并诱导比自身体积大57倍的诱导空气一起经文氏管吹入滤袋，使滤袋急剧膨胀，引起冲击振动，使积附在袋外的粉尘层脱落掉入灰斗。n必须选择适当压力的压缩空气和适当的脉冲持续时间（通常为0.1一0.2s）n每清灰一次，叫做一个脉冲，全部滤袋完成一个清灰循环的时间称为脉冲周期，通常为60s袋式除尘器的清灰n脉冲喷吹清灰n脉冲喷吹耗用压缩空气量n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，运行安全可靠袋式除尘器的选择、设计和应用n选择与设计（1）选定除尘器型式、滤料及清

117、灰方式n根据对除尘效率的要求、厂房面积、投资和设备定货的情况等，选定除尘器类型n根据含尘气体特性，选择合适的滤料n根据除尘器型式、滤料种类、气体含尘浓度、允许的压力损失等便可初步确定清灰方式袋式除尘器的选择、设计和应用n选择与设计n清灰方式应用应用气布比气布比主要清灰方式主要清灰方式主要滤布种类主要滤布种类粉尘粉尘粒径粒径密度密度谷物加工谷物加工1214RAF大大低低石灰石（采石场）石灰石（采石场）68PJF大大中中氧化铅氧化铅1.52SW小小高高煤飞灰（采暖锅炉）煤飞灰（采暖锅炉）23RAW小小中中煤飞灰（工业锅炉）煤飞灰（工业锅炉）45PJW/F中中中中水泥（窑炉）水泥（窑炉）23RAW中

118、中中中注：注：RARA空气反吹；空气反吹； PJ PJ脉冲喷吹；脉冲喷吹；S S振打清灰；振打清灰；F F毡制；毡制；W W纺织纺织袋式除尘器的选择、设计和应用n选择与设计n滤料的比较滤料滤料相对费用相对费用/US$温度温度/聚酯聚酯6275诺梅克斯诺梅克斯14400特氟隆特氟隆45450玻璃纤维布玻璃纤维布25500Hugglas30500*除玻璃纤维布除玻璃纤维布(G/C=2:1)外外,假定假定G/C=5:1袋式除尘器的选择、设计和应用n选择与设计（2）计算过滤面积一般情况下的过滤气速归纳如下n简易清灰: vF=0.200.75m/minn机械振动清灰: vF=1.02.0m/minn逆气

119、流反吹清灰: vF=0.52.0m/minn脉冲喷吹清灰: vF=2.04.0m/min袋式除尘器的选择、设计和应用n选择与设计（3）除尘器设计确定滤袋尺寸:直径d和高度l计算每条滤袋面积:a=dl计算滤袋条数:n=A/a在滤袋条数多时，根据清灰方式及运行条件将滤袋分成若干组，每组内相邻两滤袋之间的净距一般取5070mm例题n袋式除尘器处理常温含石灰石的气体量为36000m3/h，初始含尘浓度9g/m3，捕集效率99%，清洁滤布的阻力损失为120Pa，粉尘层的比阻力系数为1.0Paminmg-1，气体性质近似为空气，滤袋压力损失不超过1600Pa，滤袋尺寸为长2.5m，直径20cm采用脉冲喷吹

120、清灰，试确定：（1）过滤速度，（2）最大清灰周期，（3）过滤面积，（4）滤袋条数n，（5）粉尘负荷。袋式除尘器的选择、设计和应用n应用n袋式除尘器作为一种高效除尘器，广泛用于各种工业部门的尾气除尘n比电除尘器结构简单、投资省、运行稳定，可以回收高比电阻粉尘n与文丘里洗涤器相此，动力消耗小，回收的干粉尘便于综合利用n对于微细的干燥粉尘，采用袋式除尘器捕集最适宜优点优点缺点缺点结构简单，造价及运行费用低结构简单，造价及运行费用低可提高干法脱硫的脱硫率可提高干法脱硫的脱硫率处理高温、高湿度、腐蚀性气体应慎选滤袋处理高温、高湿度、腐蚀性气体应慎选滤袋滤袋易破损滤袋易破损阻力损失大阻力损失大除尘效率高，

121、处理量大除尘效率高，处理量大体积和占地面积都很大体积和占地面积都很大颗粒层除尘器n颗粒层除尘器是利用颗粒状物料（如硅石、砾石、焦炭等）作填料层的一种内部过滤式除尘装置n颗粒层除尘器的除尘机理与袋式除尘器类似，主要靠惯性碰撞、截留及扩散作用等第五节 除尘器应用除尘器的种类繁多，型式多样，各具不同的性能和优缺点。除尘器的种类繁多，型式多样，各具不同的性能和优缺点。正确选择除尘器并进行科学的维护，是保证除尘器正常运正确选择除尘器并进行科学的维护，是保证除尘器正常运行并保证应有的除尘效率的关键。行并保证应有的除尘效率的关键。除尘器的合理选择选择除尘器必须全面考虑有关因素，如除尘效率、压力选择除尘器必须

122、全面考虑有关因素，如除尘效率、压力损失、一次投资、维修管理、运行安全性等，其中损失、一次投资、维修管理、运行安全性等，其中最主最主要的是除尘效率。要的是除尘效率。n1.选用的除尘器必须满足排放标准规定的排放浓度n2.粉尘的物理性质对除尘器性能具有较大的影响 包括粉尘的粒径分布、密度、比电阻、亲水性、温度、压力、粘性、毒性等粘性大的粉尘容易粘结在除尘器表面，不宜采用干法除尘；比电阻过大或过小，不宜采用电除尘；纤维性或憎水性粉尘不宜采用湿法除尘。除尘器名称除尘器名称全效率全效率/不同粒径（不同粒径（m）时的分级效率）时的分级效率/055101020104444带挡板的沉降室带挡板的沉降室58.67

123、.522438090普通的旋风除尘器普通的旋风除尘器65.31233578291长锥体旋风除尘器长锥体旋风除尘器84.240799299.5100喷淋塔喷淋塔94.5729698100100电除尘器电除尘器97.09094.59799.5100文丘里除尘器文丘里除尘器（P7.5kPa）99.59999.5100100100袋式除尘器袋式除尘器99.799.5100100100100除尘器的合理选择n3.气体的含尘浓度气体的含尘浓度较高时，在静电除尘器或袋式除尘器前应设置低阻力的初净化设备，去除粗大尘粒一般说来，湿式除尘器、袋式除尘器、静电除尘器的入口含尘浓度分别以10g/m3、0.210g/m

124、3、30g/m3为宜。n4.气体温度和其它性质也是选择除尘设备时必须考虑的因素n高温、高湿气体不宜采用袋式除尘器n烟气中同时含有SO2、NOX等气态污染物，可以考虑采用湿式除尘器，但是必须注意腐蚀问题n5.选择除尘器时，必须同时考虑捕集粉尘的处理问题除尘器的合理选择n6其他因素n设备的位置，可利用的空间，环境条件n设备的一次投资（设备、安装和工程等）以及操作和维修费用设备设备投资费用投资费用运行费用运行费用高效旋风除尘器高效旋风除尘器100100袋式除尘器袋式除尘器250250电除尘器电除尘器450150塔式洗涤器塔式洗涤器270260文丘里洗涤器文丘里洗涤器220500除尘器名称体积m3/(

125、1000m3/h)除尘器设备费(比值)耗钢量kg/(m3/h)能耗量kJ/m3重力沉降室20401.0旋风除尘器约1.751.04.00.050.10.81.6多管旋风除尘器3.92.55.00.070.151.64.0机械振打袋式除尘器约7.12.580.10.25脉冲袋式除尘器约4.54.2560.10.203.04.5回转反吹袋式除尘器约2.5约3.8喷淋洗涤器约1.51.02.40.10.150.8冲击式除尘器0.71.23.06.00.150.3卧式旋风水膜除尘器约1.73.06.00.030.10.84.5泡沫除尘器0.10.21.14.5低能文丘里除尘器约2.01.5160.10

126、.3高能文丘里除尘器约2.01.5160.10.3835干式静电除尘器约10.56250.72.50.31.0各种除尘器设备费耗钢量及能耗概略指标各种除尘器设备费耗钢量及能耗概略指标各类除尘器的选择n（1）机械式除尘器造价较低，维护管理方便，并耐高温，必须回收干尘或含尘气体遇湿有腐蚀作用时更适宜用这类除尘器。对5m以下的微粒去除效率不高，当含尘浓度很高时，可作预处理除尘器。重力沉降室适宜尘粒粒径较大、要求除尘效率较低，又有足够场地的地方。惯性除尘器适宜排气量较小、要求除尘效率较低的地方，一般可直接装在风管上。旋风除尘器适宜要求除尘效率较低的地方，大量用于120t/h的锅炉烟尘处理。目前,机械式

127、除尘器应用最多的是旋风除尘器。n（2）湿式除尘器结构简单，投资低，除尘效率较高，能去除粒径很小的尘粒，并且在除尘的同时可去除一部分有害气体，如火电厂烟气脱硫除尘一体化多采用湿式除尘器。其缺点是用水量较大，废水和泥浆需二次处理，设备及构筑物易腐蚀。n（3）电除尘器适宜处理气量较大、要求除尘效率较高，又有一定维护管理水平的单位。它具有效率高、阻力小的优点，缺点是投资大、设备复杂、占地面积大，对操作、运行、维护管理水平要求较高。另外，对粉尘的比电阻要求较严格。n（4）过滤式除尘器n袋式除尘器适宜于要求除尘效率较高、排气量变化较大以及处理有回收价值的细小颗粒物的场合。但它投资较大，要求进气温度不超过滤袋材质所允许的温度，且气体温度在露点温度以上。粘性含尘气体进入除尘器时，含尘浓度超过尘粒的爆炸下限的不宜采用袋式除尘器。n颗粒层除尘器适宜于处理高温含尘气体。它具有耐腐耐磨等特点，效率较高，可处理比电阻较高的粉尘。当气体温度和气量变化较大时，也能适应。缺点是体积较大、清灰装置较复杂，阻力较高。除尘设备的发展n1.除尘设备趋向高效率n2.发展处理大烟气量的除尘设备n3.着重研究提高现有高效除尘器的性能n4.发展新型除尘设备 n宽间距或脉冲高压电除尘器n环形喷吹袋式除尘器n顺气流喷吹袋式除尘器n带电水滴湿式洗涤器n带电袋式除尘器等n5.重视除尘机理及理论方面的研究