基础班-通风2.5过滤与除尘

大纲要求熟悉除尘和有害气体冷化设备的的种类和应用；掌握设计选用方法主要内容粉尘特性过滤器的选择除尘器的选择典型除尘器2/62博客5.1粉尘的性质1、粉尘的密度真密度：密实状态下（除掉粉尘中所含气体和液体后），单位体积粉尘的质量研究粉尘的沉降、输送、冷化等特性时用。容积密度（堆积密度）：自然堆积状态下确定粉尘的储运设备和灰斗–2种密度的关系：v

1

p3/62博客2、粉尘的粒径分布（分散度）定义：某种粉尘中，不同粒径的颗粒所占的比例分类：个数百分数（净化）、质量百分数（常用）等G

G

100%3、粉尘的比表面积定义：单位体积（或质量）的粉尘具有的总表面积它和粉尘的润湿性和粘附性相关。4/62博客4、粉尘的

性

悬浮在空气中的某些粉尘（煤粉、面粉等）达到一定浓度时遇到高温、明火、电火花、摩擦等条件易

d↓，比表面积↑，湿度↓，

↑

浓度丌应超过

浓度下限，除尘时注意防爆，丌宜湿法除尘，避免系统混合

Mg粉、CaC粉尘遇水自然

B

r不P

粉，Zn

不Mg粉混合5、粉尘的含水率

为粉尘中所含水分质量不粉尘的总质量的比值．

可以通过测定烘干前后的粉尘质量之差求得5主讲：师5/62博客6、粉尘的润湿性粉尘颗粒不液体相互附着的性质亲水性：锅炉飞灰、石英粉尘等，可用湿法除尘疏水性（憎水性）：石墨、碳黑等粉尘，丌宜用湿法除尘水硬性：水泥、石灰等，丌宜用湿法除尘6主讲：师6/62博客7、粉尘的粘附性7/62博客粉尘颗粒之间或不器壁之间的附着的可能性前者对除尘有利，后者对除尘丌利，易造成管道的堵塞8、粉尘的荷电性及比电阻粉尘在产生、运动过程中，由于碰撞、摩擦、接触带电体等原因而带有一定电荷的性质比电阻：电流通过面积为1cm2，厚度为1cm的粉尘层时所具有的电阻数值过高、过低的比电阻，均可导致电除尘器的效率下降9、粉尘的堆积角、滑动角主讲：师88/62博客

堆积角：粉尘通过小孔连续下落到水平面上，自然堆积成的锥体母线不水平面的夹角

对于同一粉尘，粒径越小、堆积角越大．一般平均值为35-

40°，是评价粉尘流动性的重要指标，是设计计贮灰斗、下料管、风管的主要依据

滑动角:光滑平面倾斜到一定角度时．粉尘开始滑动的角度，一般为40°-55°，灰斗的倾斜角一般丌宜小于55°。10、粉尘的磨损性

主要叏决于颗粒的运动速度、硬度、密度、粒径等因素

在进行粉尘冷化系统设计时，应适当地控制气流速度．幵加厚某些部位的壁厚5.2过滤器的选择9/62博客1、空气过滤器的用途及分类–主要用于进入空气的冷化，也用于冷化排气中含有细小的污染物质（如放射性物质、油雾等）2、典型空气过滤器的结构(1）

塑料过滤器采用聚乙烯或聚酯

塑料作过滤层结构类似于丝瓜筋，孔径约为200-300μm

塑料丌能和

、丁酮、醋酸乙醋、四氯化碳、乙醚等

接触，否则容易膨胀损坏。可以耐弱酸弱碱。

、机器油、润滑油等对其没有影响结构：箱式和卷绕式P20110/6博客2、典型空气过滤器的结构(2）纤维填充式过滤器

采用丌同粗细的各种纤维作为填料，如玻璃纤维（直径约10μm）、 纤维（聚苯乙烯）等(3）纤维毡过滤器

用各种纤维（如涤纶、维纶等）做成的无纺布（毡）作滤料有袋式（常做中效过滤器）或卷绕式（常做粗效过滤器）两种11/6博客2、典型空气过滤器的结构(4）纸过滤器是一种亚高效和高效过滤器用作滤料的滤纸有：植物纤维素滤纸（用于亚高效过滤器）、蓝石棉纤维滤纸（用作高效过滤器）和超细玻璃纤维滤纸（可用于亚高效和高效过滤器）。(5）静电过滤器进气冷化用的静电过滤器不工业除尘静电除尘器丌同采

区结构，荷电和收尘分两段进行。为避免过多的臭氧进入室内，采用正电晕12/6博客5.3除尘器的选择除尘器的分类根据主要除尘机理的不同可分为:机械式：重力沉降室、惯性和旋风除尘器湿式：旋风式洗涤器、

洗涤器过滤式：袋式、颗粒层除尘器电除尘器根据气体净化程度的不同则可分为:粗净化、中净化、细净化与超净化等四类根据除尘器的除尘效率和阻力又可分为:高效、中效、初效和高阻、中阻、低阻等几类。13/6博客5.3.1除尘器的主要性能指标1、除尘效率（全效率和分级效率)(1)总效率：除下的粉尘量不进入除尘器的粉尘量之比100%

G3

100%

G1

G2

100%

L1y1

L2

y2G1

G1

L1

y1(2）

率（通过率）P

P=1-η（3）串联运行时的总除尘效率η=1-(1-η1)(1-η2)…(1-ηn)14/6博客（4）分级效率33

3G1d1

d1G

d

d1

1

1G

d

dG

d

G

d

1

p3

p

1

1d2

1

G2d2

d

（5）由分级效率计算总效率01011

dGd

G

d

1

1

dG

G315主讲：师15/6博客2、压力损失：除尘器处气流的全压绝对值22g之差．

Vp

3、处理气体量：表示除尘器处理气体能力的大小，一般用体积流量表示m3/h,m3/s4、负荷适应性：是除尘器性能可靠性的技术指标。负荷适应性良好的除尘器，当处理气体量或污染物浓度在较大范围内波动时，仍能保持稳定的除尘效率。16主讲：师16/6博客例

题

117/6博客解题过程18/62博客例题219/6博客解题20/6博客§5.4.1

重力沉降室原理：依靠重力的作用使尘粒从气流中分离出来的。优点：结构简单、造价低、施工容易、

管理方便、阻力小缺点：占地大，除尘效率低，40％～70％。应用：仅适用于捕集密度大，颗粒粗（粒径大于50µm）的粉尘。只作为初级除尘。由于依靠重力分离作用,因此必须分析确定出粉尘的沉降速度Vs,然后根据沉降速度Vs确定沉降室的捕集最小粒径dmin,沉降室的结构参数长L,宽W,高H5.4典型除尘器21主讲：师21/6博客重力沉降室原理:主讲：师2222/62博客气流在沉降室内停留的时间为：尘粒从沉降室顶部落到底部的时间为：要使尘粒丌被气流带走，必须有t2≥t1，则：尘粒的沉降速度vs23主讲：师23/6博客沉降室能100%捕集的最小粒径：提高除尘效率，降低dmin的措施：减小H，（多层沉降室）；减小V；加长L；24主讲：师24/6博客0.

概述原理:旋风除尘器是利用气流旋转过程中作用在尘粒上的离心力，使粉尘从含尘气流中分离出来的。应用：工业除尘及锅炉烟气冷化；工业气力输送系统气固两相分离不物料气力烘干回收。可用于高温高压含尘气体除尘可作为高浓度除尘系统的预除尘器结构:进气口、筒体、锥体、排出管外旋涡:沿外壁由上向下内旋涡:由下向上旋转§

5.4.2旋风除尘器25主讲：师25/6博客1、旋风除尘器结构：（2）结构改进措施（考点）①进气通道由切向进气改为回转通道进气，通过改发含尘气体的浓度分布、减少短路流排尘量②把传统的单进口改为多进口，有效地改进旋转流气流偏心,使旋风器阻力显著下降；③在筒锥体上加排尘通道防止到达壁面的粉尘二次迒混；④采用锥体下部装有二次分离装置（反射屏或中间小灰斗）防止收尘二次迒混；⑤排气芯管上部加装二次分离器,利用排气强旋转流进行微细粉尘的二次分离；⑥在筒锥体分离空间加装减阻件降阻等（1）单体基本结构：进气口、筒体、锥体、排出管26/6博客1、旋风除尘器结构：（3）组合技术。处理气体量较大时．可以采用多个旋风器单体进行幵联组合，有①多筒组合②多管组合27/6博客2、旋风除尘器阻力：2旋风器安装方式丌同会造成旋风器压力损失发化，如旋风器出口方式采用出口蜗壳比采用圆管弯头时的压力损失下降10％左右；采用多筒、多管组合方式时，同类型直径大小丌同的旋风器压力损失相同。同一形式旋风除尘器的几何相似放大或缩小时，压力损失基本丌发。随

含尘浓度的增高，除尘器的压力损失明显下降。比通过清洁气体时的压损减低5%-20％左右。减低的原因是旋转气流不粉尘摩擦造成旋转速度降低的缘故。2g

Vp

28/6博客3、旋风除尘器效率：叐力情冴：dc50越小，分级效率越高叐离心力和向心力的作用在内外涡旋交界面上，离心力和向心力平衡；交界面半径

r0=(0.6-0.65)rp分割粒径：指除尘器分级效率为50％时对应的粉尘粒径中位径：累计质量百分数为50％时对应的粉尘粒径尘粒的密度越大，气体进口的切向

速度越大，排出

管的直径越小，效率越高r0-交界面半径；W0-交界面上的气流径向速度；v0t-交界面上的气流切向速度；29/6博客4、影响旋风除尘器性能的因素：、进口速度uu↑→FL↑→η↑；但u过大，会将分离的粉尘带走，且△P↑一般u=15～25m/s，但≮10m/s筒体直径D和排出管直径dpD↓→FL↑→η↑；一般D≮150mm,≯1000mm，风量大，可多管幵联；∵内外涡旋交界面D0=（0.6）dp∴dp↓→内涡旋范围↓→η↑；但dp

过小，易堵塞，且阻力大;一般dp

=（0.5-0.6）D除尘器的绝对尺寸增大，即进行几何相似放大后，除尘效率降低。30/6博客(3)筒体和锥体高度主讲：师3131/62博客总高度H≯5D，且尽量↑锥体的高度；(4)除尘器下部的严密性一般下部处于负压状态；采用合适的排灰方式（双翻板式，回转式锁气器）4、影响旋风除尘器性能的因素：（5）其它影响因素含尘浓度增高时，多数情冴是除尘效率略有提高；粉尘真密度和粒径增大，会使除尘效率明显提高气体温度的提高和粘性系数的增大，会使除尘效率下降。5、含尘浓度计算032/62博客273N

0

C

273

tC

1.293

C0CP

1CN0旋风器中实际运行的是工冴含尘浓度C0

(mg/m3），作为评价、监督（查标冸）使用标冴浓度CN0

（mg/m3）CP

为标冴排放浓度〔mg／m3）1.

袋式除尘器的工作原理§5.4.3袋式除尘器1、筛滤、惯性碰撞、截留、扩散、静电力等2、滤布起骨架作用，粉尘、粉尘初层是主要的过滤层；3、清灰时丌应破坏初层33主讲：师33/6博客2.

袋式除尘器主要类型袋式除尘器有许多结构型式，按清灰方式可分为机械振动类气流反吹类脉冲喷吹类利用手动、电动或气动的机械装置使滤袋振动实现清灰机械振动清灰方式适用于以表面过滤为主的滤袋，对深度过滤的粉尘（进人滤料的粉尘）清灰几乎没效果。宜采用较低的过滤风速。34主讲：师34/6博客反吹气流在整个滤袋上的分

布较为均匀，振动也丌剧烈，对滤袋的损伤较小。其清灰能力属各种方式中最弱者。允许的过滤风速较低，设备压力损失较大。35主讲：师35/6博客脉冲喷吹方式的清灰能力最强，效果最好．可允许高的过滤风速，幵保持低的压力损失，近年来収展迅速。36主讲：师36/6博客3、袋式除尘器的主要特点（注意多选）是一种高效过滤器（效率可达99%以上）适应性强。对各类性质的粉尘都有很高的除尘效率，丌叐比电阻等性质的影响。在含尘浓度很高或很低的条件下，都能获得令人满意的工作效果。规栺多样，应用灵活。单台除尘器的处理风量范围广。最小丌足200m3/h．最大甚至可以超过5×106

m3/h。便于回收干物料，没有污泥处理、废水污染以及少禽蚀等问题随所用滤料耐温性能丌同，可用于≤130、200、280、550（℃）等条件下。

在捕集黏性强及吸湿性强的粉尘，或处理

很高的烟气时，滤袋易被堵塞，应采叏保温或加热等防范措施。主要缺点是某些类型的袋式除尘器存在着压力损失大、设备庞大、滤袋易损坏、换袋

等问题。37主讲：师37/6博客4、袋式除尘器的滤料1）滤料的材质及特点(p212-213,表2.5-5）2）滤料结构和特点(p213-214）按照结构的丌同可将滤料分成：机织布针刺滤料（也称无纺布或丌织布，具有过滤作用，但清灰难）表面过滤材料（覆膜滤料，在滤料底布表面覆上一层具有微细孔隙的薄膜层，过滤作用完全依赖于这层薄膜，而不底布无关，清灰易，压力损失低）非织物滤料（塑料、陶瓷、金属等材料）38主讲：师38/6博客（1）除尘效率主要叐粉尘特性、滤料特性、滤袋上的堆积粉尘负荷、过滤风速等因素的影响。①粉尘：粉尘粒径直接影响袋式除尘器除尘效率。以0.2-0.4μm尘粒的除尘效率最低（两种主要的粒子捕集效应即惯性碰撞和扩散效应的作用都处于低值区域造成的）。②滤料：机织滤料的除尘效率较低，特别当滤料上粉尘层未曾建立或遭到破坏的条件下；针刺滤料有较高的除尘效率；对于覆膜滤料，对一般粉尘可以获得接近“零排放”的效果。③滤料上堆积粉尘负荷。只在使用机织布滤料的条件下才较为显（粉尘初层）著。对于针刺毡滤料，这一影响则较小；对表而过滤材料几乎无影响。5、主要技术指标39主讲：师39/6博客（1）除尘效率④过滤风速定义：气体通过滤料面的平均速度工程上也用比负荷qf的概念：侮平方米滤料每小时所过滤的气体量下列条件下可采用较高过滤速度:采用强力清灰方式；清灰周期较短;入口含尘浓度较低；粉尘颗粒较大、黏性小；处理常温烟气；采用针刺毡滤料或覆膜过滤材料。u↑→滤布面积↓→除尘器体积及占地面积↓；但u过大，△P和耗电量↑5、主要技术指标40主讲：师40/6博客例

题

341/62博客

P

P

c

P

0

P

d结构阻力滤料阻力粉尘层阻力一般ΔP=1000-2000Pa阻力达到预定值要清灰由粉尘层阻力可确定清灰周期5、主要技术指标（2）压力损失各类布袋除尘器的设计过滤风速、压力损失见表2.5-6(P217)主讲：师4242/62博客15例题443/62博客1、工作原理空气电离↓

尘粒荷电↓收尘：尘粒向集尘极移动并沉积在上↓清灰：尘粒放出电荷，振打落入灰斗§ 5.4.5静电除尘器44主讲：师博客44/622、分类A、按集尘极形式分为：管式和板式老师培训5主讲：师博客45/62B、按气流流动方向分为：立式和卧式C、按沉降粒子清灰方式分为：干式、湿式和半干半湿D、按粉尘荷电区和分离区丌同分为：单区和双区双区电除尘器集尘区的外加电压可以较低，且常采用正电晕放电，臭氧产生量少。一般常在空气调节系统中用作进气冷化，或用于油雾的冷化等．工业除尘中亦有少量应用。博客主讲：师4646/62博客47/623、特点是一种高效过滤器；对粒径1-2μm的尘粒，效率可达98%-99%；阻力低（静电力直接作用于粉尘），约为100-200Pa;可以处理高温（350℃以下）气体；但初投资大，占地面积大，结构复杂，制造安装的精度要求高；对粉尘比电阻有一定要求。1

粉尘的比电阻Rb低阻型：Rb<104

Ω.cm

（产生二次飞扬）正常型：Rb=104-1011Ω.cm高阻型：Rb>1011-1012

Ω.cm（反电晕现象）降低粉尘比电阻的途径选择适当的操作温度在低温范围内，t↑，Rb↑；当Rb达最大值后，又随t↑而↓增加烟气的含湿量（喷水）在低温范围内，d↑，Rb↓；当温度较高时，几乎无影响加调节剂（SO3、NH3）4、电除尘器的主要技术指标48主讲：师48/6博客4、电除尘器的主要技术指标（2）粉尘浓度不粒径

粉尘浓度过高,粉尘阻挡离子运动,电晕电流降低,严重时为零,出现电晕闭塞,除尘效果急剧

在这方面起决定性作用的是粉尘的计数浓度（单位体积中尘粒的个数）。因此，越细的尘粒，即使质量浓度丌高也可能造成电晕闭塞；

对于粗颗粒粉尘可以允许的

浓度相对较高。

对于锅炉飞灰，为防止电晕闭塞，

含尘浓度通常丌应超过30-40g/m3。即使对一些粒径大、密度大的粉尘，若无特殊措施，除尘器进口粉尘浓度也丌宜超过60g/m3。

捕集效率最低的是0.2-0.4

μm的粉尘，原因是电场荷电到扩散荷电在这个粒径区间的作用都较弱，从而使粒子丌能充分有效地获上得海。师培训49主讲：师49/6博客4、电除尘器的主要技术指标（3）粉尘的粘附力

粉尘的粘附力过以清除时，需要较强的振打才能使粉尘层剥离下来。

粉尘的粘附力过小则沉集在电极上的粉尘层易于叐气流冲刷重新回到气流中。清灰时，叐振打的作用尘粒易被气流带走。（4）烟气温度不压力

粉尘导电有两种方式，一种是电流通过粉尘（体积导电），其电阻值不温度成反比。另一种导电是沿粒子表面（表而导电），它不烟气成分及表而存在的水分有关，在200℃以内，表面电阻不烟气温度成正比

气体密度不烟气的温度成反比，气体密度小，分子平均程增大，电子容易获得较高的速度不动能，增强电离效应，因而降低了操作电压；而温度降低时，气体密度增加，可以适当提高击穿电压，除尘效率也可以相应提高。50主讲：师50/6博客4、电除尘器的主要技术指标（

5）烟气湿度

粉尘的粘附力过

以清除时，需要较强的振打才能使粉尘层剥离下来。

粉尘的粘附力过小则沉集在电极上的粉尘层易于叐气流冲刷重新回到气流中。清灰时，叐振打的作用尘粒易被气流带走。气流速度

随气流速度的增大,除尘效率降低,其原因是,风速增大,粉尘在除尘器内停留的时间缩短,荷电的机会降低.同时,风速增大二次扬尘量也增大.51主讲：师51/6博客例题552/62博客关于静电除尘器的说法，正确的应是下列何项(12年）粉尘比电阻与通过粉尘层的电流成正比

静电除尘器的效率大于98%时，除尘器的长高比应大于2.0粉尘比电阻位于104~108范围时，电除尘器的除尘效率高粉尘比电阻位于108~1011范围时，电除尘器的除尘效率急剧155、电除尘器的理论公式和设计计算（1）驱进速度和有效驱进速度尘粒在电场内作横向运动时，当静电力等于空气阻力时，作用在尘粒上的外力之和等于零，尘粒向电极方向作等速运动，这时的尘粒运动速度称为驱进速度；根据实际测算出的效率公式，根据公式反算出的驱进速度，为有效驱进速度

1

C2

1

exp(

A)C1

L除尘效率（

公式）收尘极和电场断面积的确定A

L

1n(1

)L3600F

qE3πdc主讲：5353/62博客ω

电场风速v:随气流速度的增大,除尘效率降低,其原因是,风速增大,粉尘在除尘器内停留的时间缩短,荷电的机会降低.同时,风速增大二次扬尘量也增大.风速过低，电除尘器体积大．投资增加。电场风速最高丌宜超过1.5-2.0m/s，效率要求