第06章除尘装置

1、n机械除尘器机械除尘器n电除尘器电除尘器n湿式除尘器湿式除尘器n过滤式除尘器过滤式除尘器n除尘器的选择与发展除尘器的选择与发展n从气体中除去或收集固态或液态粒子的设备称为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除尘装置 湿式除尘装置湿式除尘装置 干式除尘装置干式除尘装置 n按分离原理分类按分离原理分类 ： 重力除尘装置（机械式除尘装置）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）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）离心力除尘装置（机械式除尘装置） 洗涤式除尘装置洗涤式除尘装置 过滤式除尘装置过滤式除尘装置 电除尘装置电除尘装置 声波除

2、尘装置声波除尘装置 n机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心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：力）的作用使颗粒物与气体分离的装置，常用的有：重力沉降室重力沉降室惯性除尘器惯性除尘器旋风除尘器旋风除尘器n重力沉降室是通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离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作用下缓慢向灰斗沉降 n层流式和湍流式两种层流式和湍流式两种 n假定沉降

3、室内气流为柱塞流；颗粒均匀分布于烟气中假定沉降室内气流为柱塞流；颗粒均匀分布于烟气中n在垂直方向，忽略气体浮力，粒子仅受重力和阻力的作用在垂直方向，忽略气体浮力，粒子仅受重力和阻力的作用纵剖面示意图纵剖面示意图n层流：层流：流体在管内流动时，其质点沿着与管轴平行的方流体在管内流动时，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动。此种流动称为层流或滞流，亦有称向作平滑直线运动。此种流动称为层流或滞流，亦有称为直线流动的。流体的流速在管中心处最大，其近壁处为直线流动的。流体的流速在管中心处最大，其近壁处最小。管内流体的平均流速与最大流速之比等于最小。管内流体的平均流速与最大流速之比等于0.5，根，根据

4、雷诺实验，当雷诺准数据雷诺实验，当雷诺准数Re2320时，流体的流动状态时，流体的流动状态为层流。为层流。n柱塞流：柱塞流：气体速度的进一步增加使气、液界面的波达到气体速度的进一步增加使气、液界面的波达到一定幅度一定幅度,以致气泡塞以较高的速度沿着流动通道传播以致气泡塞以较高的速度沿着流动通道传播,这种流动方式称为柱塞流。在垂直通道里这种流动方式称为柱塞流。在垂直通道里,气塞大小和管气塞大小和管的直径差不多的直径差不多,气塞和管壁被一层液膜隔开。气塞和管壁被一层液膜隔开。n沉降室的沉降室的长宽高分别为长宽高分别为L、W、H，处理烟气量为，处理烟气量为Q n气流在沉降室内的停留时间气流在沉降室内

5、的停留时间n在在t时间内粒子的时间内粒子的沉降距离沉降距离n该粒子的除尘效率该粒子的除尘效率0vsu0/LWHtL vQsscs0 u Lu LWHhutvQcssc0 ()ihu Lu LWhHHv HQc1.0 ()ihHn对于对于stokes粒子，重力沉降室能粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的捕集的最小粒子的dmin = ?chH2pps18dgu2pp 18即dgLWHHQminp18QdgWLminp36QdgWLn由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分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级效率公式的一半作为实际分级效

6、率minp36QdgWLn由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分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级效率公式的一半作为实际分级效率用用36替代替代18，这样理论和实践就符合得更好。，这样理论和实践就符合得更好。n提高沉降室效率的主要途径提高沉降室效率的主要途径降低沉降室内气流速度降低沉降室内气流速度增加沉降室长度增加沉降室长度降低沉降室高度降低沉降室高度n沉降室内的气流速度一般为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不同粉尘的最高允许气流速度n多层沉降室：使沉降高度多层沉降室：使沉降高度减少为原来的减少为

7、原来的1/（n+1），），其中其中n为水平隔板层数为水平隔板层数 n考虑清灰的问题，一般隔板数考虑清灰的问题，一般隔板数在在3以下以下多层沉降室多层沉降室1.锥形阀；锥形阀；2.清灰孔；清灰孔；3.隔板隔板s(1)iu LW nQn湍流模式湍流模式1假定沉降室中气流处于湍流状态，垂直于气流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方向的每个断面上粒子完全混合n宽度为宽度为W、高度为、高度为H和长度为和长度为dx的捕集元，假定气体流过的捕集元，假定气体流过d dx x距离距离的时间内，边界层的时间内，边界层dy内粒径为内粒径为dp的粒子都将沉降而除去的粒子都将沉降而除去

8、n粒子在微元内的停留时间粒子在微元内的停留时间n被去除的粒子分数被去除的粒子分数n对上式积分得对上式积分得n两个边界条件：两个边界条件： 得得n因此，其分级除尘效率因此，其分级除尘效率0sdd /d /tx vy upsp0ddd Nyu xNHv Hsp0dlnln u xNCv Hpp0ppL0 ; xNNxLNNspLp00exp()u LNNv Hpsp00s11 exp()1 exp() LiNu LNv Hu LWQn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全完全混合模式，即沉降室内未捕集颗粒完全混合混合 单位时间排出：单位时间排出： （ 为除尘器内粒子浓度，均一）为

9、除尘器内粒子浓度，均一） 单位时间捕集：单位时间捕集： 总分级效率总分级效率 0in v HWin0ss0ss0/1/iiiinuWLu L Hvn Hv WnuWLu L HvniusWLn三种模式的分级效率均可用三种模式的分级效率均可用 归一化归一化n对对Stokes颗粒，分级效率与颗粒，分级效率与dp成正比成正比重力沉降室归一化的分级效率曲线重力沉降室归一化的分级效率曲线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1/2s0()uLvHn重力沉降室的优点重力沉降室的优点结构简单结构简单投资少投资少压力损失小（一般为压力损失小（一般为50100Pa）维修管

10、理容易维修管理容易n缺点缺点体积大体积大效率低效率低仅作为高效除尘器的预除尘装置，除去较大和较重的仅作为高效除尘器的预除尘装置，除去较大和较重的粒子粒子n机理机理 沉降室内设置各种形式的挡板，含尘气流冲击在挡板上，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，气流方向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用，使其与气流分离使其与气流分离 n结构形式结构形式冲击式气流冲击挡板捕集较粗粒子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单级型单级型 b多级型多级型反转式

11、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n应用应用一般净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘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，净化效率不高，一般只用于多级除尘中的一级除尘，捕集捕集1020m以上的粗颗粒以上的粗颗粒压力损失压力损失1001000Pan利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置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旋风除尘器内气流与尘粒的运动普通旋风除尘器是由进气管、筒普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排气管等组成

12、体、锥体和排气管等组成 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 n旋风除尘器内气流与尘粒的运动（续）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

13、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旋转时，一部分气流带着细小的尘粒沿筒壁旋转向上，到达顶部后，再沿沿筒壁旋转向上，到达顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，最后从排出管排出管外壁旋转向下，最后从排出管排出排出n旋风除尘器对于旋风除尘器对于 dp 44带挡板的沉降室带挡板的沉降室58.67.522438090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

14、97.09094.59799.5100文丘里除尘器文丘里除尘器（P 7.5kPa）99.59999.5100100100袋式除尘器袋式除尘器99.799.5100100100100 3. .气体的含尘浓度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，去除粗大尘粒器前应设置低阻力的初净化设备，去除粗大尘粒 4 4.气体温度和其它性质也是选择除尘设备时必须考虑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的因素 高温、高湿气体不宜采用袋式除尘器高温、高湿气体不宜采用袋式除尘器 烟气中同时含有烟气中同时含有SO

15、SO2 2、NONO等气态污染物，可以考虑采等气态污染物，可以考虑采用湿式除尘器，但是必须注意腐蚀问题用湿式除尘器，但是必须注意腐蚀问题5.5.选择除尘器时，必须同时考虑捕集粉尘的处理问题选择除尘器时，必须同时考虑捕集粉尘的处理问题6其他因素其他因素 设备的位置，可利用的空间，环境条件设备的位置，可利用的空间，环境条件 设备的一次投资设备的一次投资 （设备、安装和工程等）以及操作和（设备、安装和工程等）以及操作和维修费用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220500n1.1