第四章 机械除尘器

第四章机械除尘器除尘装置简介除尘主导机理机械力电力是否有液体参与除尘或清灰干式湿式除尘装置简介工程应用过程中，习惯把除尘器按以下进行分类：1机械除尘器2过滤式除尘器3静电除尘器4湿式除尘器机械除尘器包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器特点是结构简单、造价低、维护方便，但除尘效率不高往往作为多级除尘系统中的前级预处理过滤式除尘器包括袋式除尘器和颗粒层除尘器特点是以过滤机理作为除尘的主要机理根据选用滤料和设计参数的不同，袋式除尘器的效率可高达99.9%以上湿式除尘器包括低能湿式除尘器和高能文氏管除尘器特点是主要用水作为除尘的介质一般来说，湿式除尘器的除尘效率较高当采用文氏管除尘器时，对微细粉尘效率仍可达95%以上，但所消耗能量较高湿式除尘器的主要缺点是会产生污水，需要进行处理，以消除二次污染电除尘器用电力作为捕尘动力有干式ESP（干式清灰）和湿式ESP（湿法清灰）效率高（特别是湿式ESP），消耗动力少主要缺点是钢材消耗多，投资高第四章机械除尘器本质原理：利用质量力实现分离种类：重力沉降室惯性除尘器旋风除尘器旋风除尘器4-1结构4-2工作原理4-3性能4-4影响性能的主要因素4-5选型设计4-1旋风除尘器的结构4-2旋风除尘器的工作原理4-2旋风除尘器的工作原理根据阿·特·林顿的试验：核心气流的直径，底部为0.6de

，内圆筒下端为0.8de,平均为0.65dede—排气筒直径4-2旋风除尘器的工作原理1、流场分布2、速度分布内外涡旋的界面上气流切向速度最大3、压力分布4-3旋风除尘器的性能效率压损4.3.1旋风除尘器的除尘效率1、分割粒径在交界面上，离心力FC，向心运动气流作用于尘粒上的阻力FD

若FC>FD

，颗粒移向外壁若FC<FD，颗粒进入内涡旋当FC=FD时，有50%的可能进入外涡旋，除尘效率为50%

4.3.1旋风除尘器的除尘效率当介质为20℃的空气时，可简化为：其中：de—排气筒直径，m

—粉尘密度，kg/m3v—切向气速，m/sh—假想高度，即旋风除尘器的特征长度，m4.3.1旋风除尘器的除尘效率旋风除尘器特征长度：从排气管下部至气流下降最低点间的距离其中：D—筒体直径，mA—旋风除尘器进口断面积，m24.3.1旋风除尘器的除尘效率2、旋风除尘器的分级效率①雷思—利希特模式其中n为涡流指数，n≤1T—气体温度（K），D—筒体直径（m）4.3.1旋风除尘器的除尘效率2、旋风除尘器的分级效率②经验公式4.3.2旋风除尘器的压损依据：总阻力＝进口阻力+旋涡流场阻力+排气管阻力结果：其中：—气体密度，kg/m3；

v—入口气速，m/s；—局部阻力系数，4-4影响性能的主要因素旋风除尘器结构尺寸对除尘器性能的影响气体性质对除尘器性能的影响粉尘性质对除尘器性能的影响操作因素对除尘器性能的影响4.4.1装置结构尺寸对性能的影响1、进口型式及比例尺寸2、筒体直径3、筒体长度与锥体长度4、排气管型式及安装尺寸5、阻气排尘装置和集灰斗4.4.1.1进口型式及比例尺寸进气方式进口断面型式进口面积1、进气方式径向进气：进口外缘相切（螺旋面、蜗壳）、内缘相切轴向进气：旋风子1、进气方式（1）切向：最普通、使用相对较多（2）螺旋面：与水平呈近似10°向下，有利于气体向下作倾斜的运动，并避免相邻螺旋的干扰，应小于15°，一般取β≈11°（3）渐开线（蜗壳）：进气径向减薄，减少对内部气流的干扰和撞击，加大了进口与排气管的距离，同时减少阻力20%～30%，其中以180°为佳（4）轴向：最大限度减少进气与旋转气流间的干扰，提高效率2、进气管断面型式（1）圆形（2）矩形b/h越小，入口气流径向越薄，尘粒移向器壁的路程越短，h/b＝2左右

h/b＝2～3，b=（0.2~0.25）D，h=（0.4~0.75）D3、进口面积相对断面比＝筒体断面积／进口断面积高效旋风除尘器：K＝6～13.5普通旋风除尘器：K＝4～6大流量旋风除尘器：K<34.4.1.2筒体直径D越小，旋流r越小，F离心越大，越大D过小，器壁与排气管越近，可能造成颗粒反弹至中心区高效旋风除尘器：D<900mm大流量旋风除尘器：D≈1.2～3.6m4.4.1.3筒体与圆锥体的长度长度取决于除尘器的特征长度锥体高度比筒体高度更重要一般圆筒高度H1＝（1.5～2.0）D锥体高度H2＝（2～3.5）D锥体段高度与锥角（20～30°）与排灰口直径有关4.4.1.4排气管的型式及安装尺寸排气管的结构形状对除尘性能影响甚微，排气管的截面积和切入深度对旋风除尘器的运行工况有着不可忽视的影响有两种型式：下端收缩式和直筒式1.01.52.02.53.03.54.4.1.4排气管的型式及安装尺寸排气管的直径越小，压损越大，效率越高de=（0.3~0.65）D排气管的切入深度过大，表面摩擦增加，上涡流空间增大排气管的切入深度过小或者不切入，正常旋流发生弯曲或不稳定，粉尘逃逸可能性增大切入深度>0.8进气口高度4.4.1.4排气管的型式及安装尺寸气体在排气管内剧烈旋转，将排气管末端设计成蜗壳状可减小能量损失排气速率尽可能小4.4.1.5阻气排尘装置和集灰斗集灰斗是完成气固两相介质分离的最终环节在除尘器锥体处，气流非常接近高湍流阻气排尘装置的基本功能是将除尘器内、外旋流气流加以隔离和分界，消除内外旋流临界处的干扰，防止二次夹带4.4.1.5阻气排尘装置和集灰斗4.4.2气体性质气体湿度：粘壁、堵塞，如磷肥工业粉尘气体温度和黏度气体密度（可忽略）4.4.3粉尘性质1、粉尘的密度及粒度对压损影响可忽略2、气体的含尘浓度浓度增大，效率略增，压损略降，工程上一般可忽略其影响4.4.4操作因素1、二次效应2、入口风速3、漏风4、磨损4.4.4.1二次效应4.4.4.2操作风速进口气速越大，粒子所获得离心力越大除尘器分割粒径越小，除尘效果越好，压损越大入口风速过大，可能引起二次扬尘入口风速一般在15~25m/s4.4.4.3漏风如排灰口漏风：漏风1%，除尘效率降低5%～10%漏风5%，除尘效率降低50%漏风15%，除尘效率趋近于零措施：设副排气系统选用高可靠密闭性能的排尘装置4.4.4.3漏风锥底是旋风除尘器压力最低的地方，杜绝锥底漏风是保证旋风除尘器分离效率的重要措施要求：顺利卸灰、高度的气密性卸灰方式：干式、湿式锁气器(a)双翻板式(b)回转式4.4.4.4磨损直接影响：形成漏风磨损原因：气流高速冲刷的圆筒壁、蜗壳进口的外壳及锥体的下部区域气温升高导致钢材强度降低粉尘浓度高、尘粒磨琢性强如6mm钢板旋风除尘器处理高磨性烧结粉尘，6个月，处理水泥粉尘1～3年4.5旋风除尘器的选型设计选型原则设计步骤4.5.1旋风除尘器的选型原则气量一致：筒径尽量小，也可考虑若干并联或多管旋风；入口风速保持在15～25m/s；压损小、结构简单；能捕集的最小粒径要≤粉尘粒径；4.5.1旋风除尘器的选型原则高温气体考虑保温：粉尘不吸收水份、露点为30～50℃时，保温至少至露点以上30℃左右；粉尘吸水性强（如水泥、石膏和含碱粉尘等）、露点为20～50℃时，保温至露点以上40～50℃4.5.1旋风除尘器的选型原则气密性要好：尤其对于负压操作易燃易爆粉（如煤粉）尘应设防爆装置：入口管道设安全防爆阀门粉尘黏性较小时，最大允许含尘浓度与筒径有关：旋风除尘器筒径（mm）8006004002001006040允许最大含尘浓度

(g/m-3)4003002001506040204.5.2设计步骤主要包括类