大气污染控制工程_除尘装置

1、1第六章第六章 除尘装置除尘装置 l教学内容教学内容: :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2 第六章第六章 除尘装置除尘装置l1.1.教学要求：教学要求：l要求了解除尘器的类型，包括各种干式和湿式除尘要求了解除尘器的类型，包括各种干式和湿式除尘器，理解和掌握电除尘器、过滤式除尘器设计等。器，理解和掌握电除尘器、过滤式除尘器设计等。l2. 2. 教学重点教学重点l掌握机械除尘器作原理、结构与设计；电除尘器的掌握机械除尘器作原理、结构与设计；电除尘器的工作原理，了解其选型和设计；掌握过滤式除尘器工作原理，

2、了解其选型和设计；掌握过滤式除尘器的工作原理，了解其选型和设计；了解除尘系统的的工作原理，了解其选型和设计；了解除尘系统的选择设计与除尘器的发展。选择设计与除尘器的发展。l3 3、教学难点、教学难点l电除尘器的工作原理，过滤式除尘器的工作原理及电除尘器的工作原理，过滤式除尘器的工作原理及设计。设计。学时数：学时数：12学时学时 3除尘装置概述除尘装置概述l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 湿式除尘装置湿式除尘装置 干式除尘装置干式除尘装置 l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

3、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尘装置声波除尘装置 袋式除尘袋式除尘电除尘电除尘重力除重力除尘尘惯性除尘惯性除尘湿式除尘湿式除尘41 机械除尘器机械除尘器l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：粒物与气体分离的装置，常用的有：l 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 5一

4、、重力沉降室一、重力沉降室l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尘装置 l气流进入重力沉降室后，流动截面积扩大，流速降低，较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重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降 l层流式和湍流式两种层流式和湍流式两种 6l层流区：雷诺数层流区：雷诺数Rep1，对球形粒子而言：对球形粒子而言：l l当介质为空气时当介质为空气时p则有：则有：l由上式可见由上式可见us , 若若dp小，则小，则us就小，故小颗粒就难分离。就小，故小颗粒就难分离。l若将雷诺数若将雷诺数R

5、ep=1代入，可求出尘粒沉降时的临界粒径代入，可求出尘粒沉降时的临界粒径dc。l l 得得 l代入得：代入得：smgdupps/182smgdupps/1822pd1cpepudRpcdu3263. 2gdpc71.层流式重力沉降室层流式重力沉降室l假定沉降室内气流为柱塞流；假定沉降室内气流为柱塞流；l颗粒均匀分布于烟气中颗粒均匀分布于烟气中l忽略气体浮力，粒子仅受重力和阻力的作用忽略气体浮力，粒子仅受重力和阻力的作用纵剖面示意图纵剖面示意图81.层流式重力沉降室层流式重力沉降室l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 l气流在沉降室内的停留时间气流在

6、沉降室内的停留时间l在在t时间内粒子的沉降距离时间内粒子的沉降距离l该粒子的除尘效率该粒子的除尘效率0/LWHtL vQ0vsu0sscsu Lu LWHhu tvQ 0 ()cssichu Lu LWhHHv HQ1.0 ()ichH91.层流式重力沉降室层流式重力沉降室l对于对于stokes粒子，重力沉降室能粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子捕集的最小粒子l的的dmin = ?chH218ppsdgu2 18ppdgLWHHQ即min18pQdgWLmin36pQdgWLn 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

7、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 101.层流式重力沉降室层流式重力沉降室l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l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111.层流式重力沉降室层流式重力沉降室l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 l考虑清灰的问题，一般隔考虑清灰的问题，一般隔板数在板数在3以下

8、以下(1)siu LW nQ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.隔隔板板122.重力沉降室优缺点重力沉降室优缺点l优点优点: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）维修管理容易维修管理容易l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，除去较大和较仅作为高效除尘器的预除尘装置，除去较大和较重的粒子重的粒子133.3.重力沉降室的设计重力沉降室的设计l假设假设: :l通过重力沉降室断面的水平气流的速度通过重力沉降室断面的水平气流的速度V分分布是均匀的，呈层流状态；布是均匀的，呈层流状态；l入口断面上粉尘分布均匀

9、（即每个颗粒以入口断面上粉尘分布均匀（即每个颗粒以自己的沉降末端速度沉降，互不影响）；自己的沉降末端速度沉降，互不影响）；l在气流流动方向上尘粒和气流速度相等。在气流流动方向上尘粒和气流速度相等。14L H V00 00 us W L us V0 W H 净 气 15l（1 1）设计要求）设计要求l1保证粉尘能沉降，保证粉尘能沉降，L足够长；足够长；l2气流在沉降室的停留时间要大于尘粒沉降所需的时间。气流在沉降室的停留时间要大于尘粒沉降所需的时间。 l3能能100%沉降的最小粒径沉降的最小粒径 l（2）设计的主要内容设计的主要内容：l根据粒径根据粒径dp算出算出 l1）us；l2）初步确定了初

10、步确定了V0、H ，根据根据 求长度求长度L。l3）根据进气量根据进气量Q求宽度求宽度w，Q=V0WH.suHVL021minmin1818gLgHugudpsps0VuHLs16二、惯性除尘器二、惯性除尘器l惯性碰撞惯性碰撞17二、惯性除尘器二、惯性除尘器l1.惯性除尘器惯性除尘器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 18二、惯性除尘器二、惯性除尘器l2.惯性除尘器结构形式惯性除尘器结构形式冲击式气

11、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19二、惯性除尘器二、惯性除尘器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20设备示意图设备示意图弯管惯性除尘弯管惯性除尘3.惯性除尘器应用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，净化效率不高，一般只用于多级除尘中的一级除尘，一般只用于多级除尘中的一级除尘，捕集捕集1020m以上的粗

12、颗粒以上的粗颗粒压力损失压力损失1001000Pa冲击式冲击式反转式反转式21l旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离粒从气流中分离的装置的装置 。l用来分离粒径大于用来分离粒径大于510m以上的的颗粒物。以上的的颗粒物。工业上已有工业上已有100多年的历史。多年的历史。l特点：结构简单、占地面积小，投资低，操作特点：结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，压力损失较大，动力消耗也较大，维修方便，压力损失较大，动力消耗也较大，可用于各种材料制造，能用于高温、高压及腐可用于各种材料制造，能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物。蚀

13、性气体，并可回收干颗粒物。l缺点：效率缺点：效率80%左右，捕集左右，捕集 FD ，颗粒移向外壁，颗粒移向外壁l若若 FC ,即满足要求，否则按要求重新计即满足要求，否则按要求重新计算。算。l 确定型号规格确定型号规格l 计算压力损失。计算压力损失。43l经验法：经验法：l 计算所要求的除尘效率计算所要求的除尘效率；l 选定除尘器的结构型式；选定除尘器的结构型式；l 根据选用的除尘器的根据选用的除尘器的Vi实验曲线，实验曲线，确定入口风速确定入口风速Vi；l 根据气量根据气量Q，入口风速入口风速Vi计算进口面积计算进口面积A；l 由旋风器的类型系数由旋风器的类型系数l求除尘器筒体直径求除尘器筒

14、体直径D，然后便从手册中查到所然后便从手册中查到所需的型号规格。需的型号规格。2DAk44l尺寸比例尺寸比例l1 1筒体直径筒体直径D D：D愈小，愈能分离细小颗粒，但过小愈小，愈能分离细小颗粒，但过小易引起堵塞。易引起堵塞。l为此，有人用为此，有人用l作为限制指标。作为限制指标。D：150-200mm800-1100mml 若处理气量大，可并联使用或采用多管式旋风器。若处理气量大，可并联使用或采用多管式旋风器。l2 2入口尺寸（圆形和矩形）入口尺寸（圆形和矩形）l为减小颗粒的入射角，一般采用矩形（长为减小颗粒的入射角，一般采用矩形（长H、宽宽B、面面积积A、）、）l l类型系数类型系数k一般

15、取一般取0.07-0.3，蜗壳型入口的，蜗壳型入口的k较大，较大，D较较小，处理气量小，处理气量Q大，大，H/B为为2-4。smrVr/500222DHBDAk45l3 3排气管：排气管：多为圆形，且与筒体同心，一多为圆形，且与筒体同心，一般般 d=(0.4-0.6)D0。l深度深度h：切线式切线式h小，则压损小，但效率降低。小，则压损小，但效率降低。经验取经验取h)De或稍低于入口管底部。或稍低于入口管底部。l4 4筒体筒体L L1 1 、锥体锥体L L2 2：l L1=（1.4-2.0）Dl L2=（2.0-3.0）D l L1+ L25D（3-4）Dl L1/ L21.5/2.5较宜。较

16、宜。l5 5圆锥角圆锥角：一般取一般取20-30l6 6排尘口直径排尘口直径DcDc：Dc=(0.25-0.5)D0，一般一般Dc70mm466.6.旋风除尘器的设计旋风除尘器的设计l选择除尘器的型式选择除尘器的型式 根据含尘浓度、粒度分布、密度等烟气特征，及根据含尘浓度、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除尘要求、允许的阻力和制造条件等因素 - - 根据允许的压力降确定进口气速，或取为根据允许的压力降确定进口气速，或取为 121225 m/s25 m/s - -确定入口截面确定入口截面A A，入口宽度，入口宽度b b和高度和高度h h - - 确定各部分几何尺寸

17、确定各部分几何尺寸 12 pv1QAbhv476.6.旋风除尘器的设计旋风除尘器的设计（续续）l也可选择其它的结构，但应遵循以下原则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，为防止粒子短路漏到出口管，hs，其中，其中s为排气管插人为排气管插人深度；深度；为避免过高的压力损失，为避免过高的压力损失，b（Dde e）/2；为保持涡流的终端在锥体内部，（为保持涡流的终端在锥体内部，（H+ +L）3D3D；为利于粉尘易于滑动，锥角为利于粉尘易于滑动，锥角7 7o o8 8o o；为获得最大的除尘效率，为获得最大的除尘效率，de e/ /D0.40.40.50.5， （H+ +L）/ /d