第6章空气净化原理与设备

1、6.1.1 6.1.1 净化装置的性能净化装置的性能 6.1.2 6.1.2 净化装置的分类净化装置的分类 6.1.3 6.1.3 净化装置的选择净化装置的选择 6.2.1 6.2.1 粉尘的特性、除尘机理粉尘的特性、除尘机理 6.2.2 6.2.2 重力沉降室、惯性除尘器重力沉降室、惯性除尘器 6.2.3 6.2.3 旋风除尘器旋风除尘器6.2.4 6.2.4 湿式除尘器湿式除尘器6.2.5 6.2.5 过滤式除尘器过滤式除尘器6.2.6 6.2.6 电除尘器电除尘器 6.3.1 6.3.1 概述概述 6.3.2 6.3.2 吸收与吸附原理吸收与吸附原理 6.3.3 6.3.3 吸收与吸附装

2、置吸收与吸附装置 6.4.1 6.4.1 非平衡等离子体空气净化非平衡等离子体空气净化 6.4.2 6.4.2 光催化净化方法光催化净化方法 6.4.3 6.4.3 负离子净化方法负离子净化方法6.4.4 6.4.4 臭氧净化方法臭氧净化方法大气污染物的净化实际上是一个混合物的分离问题。大气污染物的净化实际上是一个混合物的分离问题。1. 1. 气溶胶污染物气溶胶污染物2. 2. 气态污染物气态污染物分离方法：分离方法：分离依据：分离依据：如较大粒子的密度比气体分子大得多，则可利用重力、惯如较大粒子的密度比气体分子大得多，则可利用重力、惯性力、离心力（统称为质量力）进行分离，统称为机械分性力、离

3、心力（统称为质量力）进行分离，统称为机械分离方法；离方法；又如粒子的尺寸和质量较气体分子大得多，则可采用过滤又如粒子的尺寸和质量较气体分子大得多，则可采用过滤层，进行过滤的方法加以分离；层，进行过滤的方法加以分离；利用某些粒子易被水湿润，凝并增大而被捕集，可采用湿利用某些粒子易被水湿润，凝并增大而被捕集，可采用湿式洗涤进行分离；式洗涤进行分离；由于某些粒子的荷电性，在高压电场内利用静电力进行分由于某些粒子的荷电性，在高压电场内利用静电力进行分离的静电除尘。离的静电除尘。 a.a.分离方法：分离方法： b.b.分离依据：分离依据：全面地评价净化装置的性能应该包括技术指标和经济指标。全面地评价净化

4、装置的性能应该包括技术指标和经济指标。 技术指标技术指标: : 一般常以处理气体量、净化效率，压力损失及负荷适应一般常以处理气体量、净化效率，压力损失及负荷适应性等特性参数来表示；性等特性参数来表示； 经济指标经济指标: : 主要包括设备费、运行费和占地面积等。主要包括设备费、运行费和占地面积等。 除上述基本性能外，还应考虑装置安装、操作、检修的难易程除上述基本性能外，还应考虑装置安装、操作、检修的难易程度等因素。度等因素。点击这里点击这里表示净化装置的技术性能，主要包括以下几个方面：表示净化装置的技术性能，主要包括以下几个方面：1 1）处理气体量：）处理气体量：代表装置处理能力大小的指标，一

5、般以体积流量代表装置处理能力大小的指标，一般以体积流量表示。表示。2 2）压力损失：）压力损失：表示装置消耗能量大小的技术经济指标，有时也称表示装置消耗能量大小的技术经济指标，有时也称为压力降。为压力降。3 3）负荷适应性：）负荷适应性：表示装置性能可靠性的技术指标，即指净化装置表示装置性能可靠性的技术指标，即指净化装置的工作稳定性和操作弹性。的工作稳定性和操作弹性。4 4）净化效率）净化效率: : 表示装置净化效果的重要技术指标，有时也称为分表示装置净化效果的重要技术指标，有时也称为分离效率。对于除尘装置又称除尘效率；对于吸收装置，又称吸收效离效率。对于除尘装置又称除尘效率；对于吸收装置，又

6、称吸收效率；对于吸附装置，则称为吸附效率。率；对于吸附装置，则称为吸附效率。点击这里点击这里 在工程中，通常以净化效率为主来选择和评价装置，因此本节在工程中，通常以净化效率为主来选择和评价装置，因此本节重点介绍净化效率的表示方法。重点介绍净化效率的表示方法。（1 1）总效率总效率（2 2）通过率（透过率）通过率（透过率）（3 3）分级除尘效率分级除尘效率（4 4）板效率板效率 （5 5）串联运行时的总净化效率串联运行时的总净化效率 (%)100)1 (100ioicSSSS概念：概念：指同一时间内，净化装置去除污染物的量与进入装置的污染指同一时间内，净化装置去除污染物的量与进入装置的污染物量之

7、百分比。总效率实际上是反映装置净化程度的平均值，也称物量之百分比。总效率实际上是反映装置净化程度的平均值，也称为平均效率。为平均效率。计算方法：计算方法：进入装置的污染物流量为进入装置的污染物流量为S Si i(g/m(g/m3 3) ) ，净化装置出口的相，净化装置出口的相应量为应量为S So o(g/s)(g/s) 。若净化装置捕集的污染物流量为。若净化装置捕集的污染物流量为S Sc c (m (m3 3/s)/s)，则有则有 S Si i=S=Sc c+S+So o故总效率故总效率（% %）可表示成可表示成: : 当净化效率达当净化效率达99%99%以上时，如表示成以上时，如表示成99.

8、9%99.9%或或99.99%99.99%，在表达装，在表达装置性能的差别上不明显，所以一般采用其它方法来表示，最简单的置性能的差别上不明显，所以一般采用其它方法来表示，最简单的一种方法是用一种方法是用通过率通过率P P（% %）来表示。来表示。 通过率：通过率：指从净化装置出口逸散的污染物量与入口污染物量之指从净化装置出口逸散的污染物量与入口污染物量之百分比。百分比。 P P值越大，说明出口逸散量越大。通过率值越大，说明出口逸散量越大。通过率P P（% %）可以下式表示可以下式表示100100ioSSP例如例如: : 一除尘器的一除尘器的=99%=99%时，时，P=1.0%P=1.0%；另一

9、除尘器；另一除尘器=99.9%=99.9%时，时，P=0.1%P=0.1%，则前一除尘器的通过率为后者的，则前一除尘器的通过率为后者的1010倍。倍。%100icjSS分级除尘效率分级除尘效率（简称分级效率）是指除尘装置对某一粒径（简称分级效率）是指除尘装置对某一粒径d dp p或粒径或粒径范围范围d dp p+d+dp p内粉尘的除尘效率。内粉尘的除尘效率。 若设与此相应的除尘器入口的粉尘流量为若设与此相应的除尘器入口的粉尘流量为S Si i（g/sg/s）, ,捕集的捕集的粉尘量为粉尘量为S Sc c（g/sg/s），），则该除尘器对粒径则该除尘器对粒径d dp p或或d dp p范围内粉

10、尘的分范围内粉尘的分级效率级效率j j为为总效率和分级效率的计算方法：总效率和分级效率的计算方法：当除尘器入口粉尘的粒径频度分当除尘器入口粉尘的粒径频度分布为布为f fi i，捕集粉尘的频度分布为，捕集粉尘的频度分布为f fc c则根据频度分布的定义和分级效则根据频度分布的定义和分级效率的定义式可得：率的定义式可得：Si=Sifi Sc = Scfc (%)100ffjiciiccffSS 板效率板效率是指实际塔板能达到的分离程度与理论塔板所达到的平是指实际塔板能达到的分离程度与理论塔板所达到的平衡情况的比较。衡情况的比较。 这是表示吸收装置（包括湿式洗涤器）性能的重要技术指标。这是表示吸收装

11、置（包括湿式洗涤器）性能的重要技术指标。 板效率常用总板效率、单板效率及点效率表示。总板效率即平板效率常用总板效率、单板效率及点效率表示。总板效率即平均板效率，又称为全塔效率。单板效率，又称为莫夫利（均板效率，又称为全塔效率。单板效率，又称为莫夫利（MurphreeMurphree）效率，而点效率则是更具体地表示塔板上任一点的局部分离效率）效率，而点效率则是更具体地表示塔板上任一点的局部分离效率。)1)(1 (1)1 (21121)1 ()1)(1 (121n 在实际净化系统中，往往把两种或多种不同型式的净化装置串在实际净化系统中，往往把两种或多种不同型式的净化装置串联起来使用，如当污染物浓度

12、较高时，采用一个装置净化，排放浓联起来使用，如当污染物浓度较高时，采用一个装置净化，排放浓度可能超过排放标准，或者虽能达到排到标准，因负荷过大容易引度可能超过排放标准，或者虽能达到排到标准，因负荷过大容易引起装置性能不稳定等，应采用两级或多级净化装置串联使用。起装置性能不稳定等，应采用两级或多级净化装置串联使用。同理，同理，n n级净化装置串联后的总效率为级净化装置串联后的总效率为 设第一级净化装置的效率为设第一级净化装置的效率为1 1，第二级为，第二级为2 2，则两级净化装，则两级净化装置串联运行的总效率为置串联运行的总效率为 1 1）处理气体量；）处理气体量；2 2）气体性质；）气体性质；

13、3 3）粉尘性质；）粉尘性质；4 4）净化要求；）净化要求；5 5）装置的经济性。）装置的经济性。1 1）工程调查认真收集有关资料，全面考虑影响装置性能）工程调查认真收集有关资料，全面考虑影响装置性能的各种因素；的各种因素；2 2）计算净化效率；）计算净化效率；3 3）确定净化方法；）确定净化方法；4 4）确定净化装置的型号规格和运行参数。）确定净化装置的型号规格和运行参数。 （1 1）粉尘的密度粉尘的密度（2 2）粘附性粘附性（3 3）爆炸性爆炸性 （4 4）荷电性与比电阻荷电性与比电阻（5 5）粉尘的湿润性粉尘的湿润性 （6 6）粉尘的粒径及粒径分布粉尘的粒径及粒径分布 液滴液滴真密度真密

14、度（尘粒密度）；（尘粒密度）；堆积密度堆积密度目前常用除尘器的除尘机理主要有以下几个方面：目前常用除尘器的除尘机理主要有以下几个方面：（1 1）重力重力（2 2）离心力离心力（3 3）惯性碰撞惯性碰撞（4 4）接触阻留接触阻留（5 5）扩散扩散（6 6）静电力静电力（7 7）凝聚凝聚截留效应截留效应惯性效应惯性效应扩散效应扩散效应重力作用重力作用静电效应静电效应颗粒尺寸颗粒尺寸直接拦截直接拦截惯性碰撞惯性碰撞扩散拦截扩散拦截 1 1几乎几乎100% 100% _ _无无 1 1至至 0.5 0.5 较低效率较低效率 较高效率较高效率无无0.5 0.5 至至 0.30.3很低效率很低效率低效率低效率0.3 0.3 至至 0.10.1微不足道微不足道 微不足道微不足道略有效果略有效果0.1 0.1 至至0.050.05微不足道微不足道微不足道微不足道高效率高效率 0.05 EgEg= 3.2eV-e+h 380nm2TiO22CO ,H O,etc-e或