学习项目3-除尘装置

除尘装置除尘装置（除尘器）：从气体中去除或捕集固态或液态的设备。（1）机械除尘器（2）电除尘器（3）袋式除尘器（4）湿式除尘器1机械除尘器机械除尘器：利用质量力（重力、惯性力和离心力）的作用使颗粒物与气流分离的装置。（1）重力沉降室（2）惯性除尘器（3）旋风除尘器（1）重力沉降室一、层流式重力沉降室LHv0u0hc沉降室的高度为H(m)；处理烟气量为Q(m3/s)。气流的停留时间停留时间t内，粒径dp粒子的沉降距离为：重力沉降室能100%捕集的最小粒子直径：2、湍流式重力沉降室粒径dp粒子的分级除尘效率（2）惯性除尘器1、除尘机理为改善沉降室的除尘效果，可于沉降室内设置挡板，使含尘气流发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用，使其与气流分离。

惯性力重力离心力含尘气体气体出口挡板挡板3、应用惯性除尘器效率不高，故一般只用于多级除尘器中的第一级除尘。2、惯性除尘器结构型式（1）冲击式利用粒子冲击挡板捕集较粗粒子。（2）反转式改变气流流动方向而捕集较细粒子。（3）旋风除尘器除尘机理：利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离。1）含尘气流进入除尘器后，沿外壁由上向下做旋转运动。2）当旋转气流的大部分到达锥体的底部后，转而向上沿轴心旋转，最后经排气管排出。3）气流做旋转运动时，离心力作用下尘粒逐渐向外壁运动，到达外壁的尘粒最后逐渐落入灰斗。进口圆柱体锥体排出口储灰斗烟气Q:烟气流量D：旋转除尘器直径de：排出管直径A：进口面积v1:气体进口速度R:旋转半径

d0:交界圆柱面直径r0:交界圆柱面半径h0:交界圆柱面高度（3）轴线速度速度：（1）切向速度外涡旋速度vT内涡旋速度vt（2）径向速度vr外涡旋的切线速度反比于旋转半径的n次方。内涡旋的切线速度正比于旋转半径。涡旋气流的平均径向速度vr：压力损失：旋风除尘器的除尘效率如果FC>FD，离心力作用下粒子将移向外壁而被捕集。如果FC<FD，气流作用下粒子将移向内涡旋。如果FC=FD，粒子将位于界面上不停的旋转，50%的可能性移向外壁而被捕集。旋风除尘器的除尘效率影响旋风除尘器效率的影响因素二次效应

较小粒径区域，理应逸出的粒子由于聚集或被较大尘粒撞向壁面而脱离气流获得捕集，实际效率高于理论效率。

较大粒径区间，实际效率低于理论效率，原因是理应沉降入灰斗的尘粒却随净化后的气流一起排走。比例尺寸

相同的切向速度下，筒体直径越小，粒子受到的惯性离心力越大，除尘效率越大。如果筒体直径过小，粒子容易逃逸，使效率下降。

排出管直径越小，分割直径越小，则除尘效率越高。如果排出管直径太小，会使压力损失增加。旋风除尘器的特征长度：从排出管下部至气流下降的最低点之间的距离。旋风除尘器排气管以下部分的长度应当接近或等于特征长度。除尘器下部的严密性烟尘的物理性质操作变量气体的密度和粘度尘粒的大小和比重烟气的含尘浓度提高烟气入口速度，旋风除尘器分割直径变小，效率提高。10~25m/s旋风除尘器的结构型式

按进气方式分类切向进入式轴向进入式直入式蜗壳式旋风除尘器的设计选型（2）确定进口速度。（1）根据含尘浓度、粒度分布、密度等烟气特征及除尘要求、阻力要求等，合理地选择旋风除尘器的型式。（3）确定进口面积、入口宽度和高度。（4）确定各部分几何尺寸XLT/A

旋风除尘器X-除尘器L-离心T–筒式

入口宽度,b：入口高度,h：筒体直径,D：排出筒直径,de：筒体高度,L：锥体高度,H：灰斗直径,d1：2电除尘器

气体通过高压电场进行电离的过程中，使尘粒带电，并且电场力作用下使尘粒沉积于集尘板上，从而将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。特点：静电力直接作用于粒子上，而不是作用于整个气流上。电除尘器的主要优点压力损失小，一般为200~500Pa;处理烟气量大，可达105~106m3/h;能耗低，大约为0.2~0.4kWh/1000m3;对细粉尘有很高的捕集效率，高达99%;可以处理高温或强腐蚀性气体。一、电除尘器的工作原理悬浮粒子荷电电场内带电粒子迁移和捕集将捕集物从集尘板表面上清除二、电晕放电放电金属线金属管电晕区含负离子区假定电晕电极为负极，从金属线表面或附件释放出大量的电子，电子移向正极，与气体分子发生碰撞并使之离子化，结果又产生大量的电子。（雪崩过程）假定存在电负性气体（氧气、水蒸气和二氧化碳），则电晕产生的电子会被气体捕获并产生负离子。雪崩过程产生的正离子与金属表面碰撞并产生新电子。起始电晕电压开始产生电晕电流时所施加的电压。电晕特性的影响因素气体的组成温度和压力电压的波形三、粒子荷电第一种：静电力作用下离子做定向运动，与粒子碰撞而使粒子荷电，称为电场荷电或碰撞荷电。第二种：由离子的扩散现象而导致的粒子荷电过程，称之为扩散荷电。电场荷电粒子直径dp>0.5μｍ

扩散荷电粒子直径dp<0.15μｍ

四、荷电粒子的运动和捕集粒子的捕集效率德意希分级效率方程德意希分级效率方程概括了分级除尘效率与集尘板面积、气体流量和颗粒驱进速度之间的关系。有效驱进速度

被捕集粉尘的清除粉尘沉积于电晕极上会影响电晕电流的大小和均匀性。湿式电除尘器：用水冲洗集尘极板，使极板表面经常保持着一层，粉尘降落于水膜上，随水膜流走，从而达到清灰的目的。优点:粉尘重新进入量低可以净化部分有害气体（SO2和HF）缺点:极板腐蚀污泥处理干式除尘器电磁振打锤式振打六、电除尘器结构1、电晕电极圆形线星形线锯齿线芒刺线电晕线的要求起晕电压低电晕电流大机械强度大容易清灰2、集尘极振打时粉尘的二次扬起少。单位集尘面积消耗金属量低。应有一定的刚性，不易变形。造价低。3、高压供电设备高压供电设备提供粒子荷电和捕集所需要的高场强和电晕电流。七、粉尘比电阻

为了电晕极和集尘极之间能顺利输送离子电流，沉积于集尘极表面的粉尘必须具有一定的导电性。克服高比电阻影响的方法（1）保持电极表面清洁。（2）增加烟气湿度，或向烟气中加入

SO3、NH3及Na2CO3。2周八、电除尘器的选择和设计板间距S23~28cm驱进速度ω3~18cm/s比集尘极表面积A/Q300~2400m3/(1000m3/min)气流速度v1~2m/s长高比L/H0.5~1.51、比集尘表面积的确定2、集尘板长高比的确定3、气流速度的确定4、气体的含尘浓度4袋式除尘器净化气含尘气体滤袋振动机构一、工作原理常见的滤料由棉、毛和人造纤维等加工而成，滤料本身网孔较大，一般为20~50μm，因而新鲜滤料的除尘效率较低。颗粒因截留、惯性碰撞、静电和扩散作用，逐渐于滤袋表面形成粉尘初层。

粉尘初层滤布主要过滤层形成颗粒初层和支撑它的作用过滤速度烟气实际体积流量与滤布面积之比，所以也称为气布比。提高过滤速度，压力损失增加和去除效率下降。提高过滤速度，将降低滤布面积，减少除尘器体积、占地面积和投资。二、压力损失压力损失是重要的技术经济指标，它决定能量消耗，还决定清灰间隔时间。三、袋式除尘器的滤料（1）对滤料的要求必须考虑含尘气体的特征纤维本身的性质滤料表面结构（2）滤料种类天然纤维、无机纤维、合成纤维天然纤维：棉毛织物，适合于净化没有腐蚀性、温度低于360K以下的气体。无机纤维：玻璃纤维滤料，过滤性能好、阻力低、化学稳定、价格便宜。用硅酮树脂处理可以提高耐磨、疏水性、柔软性、提高耐温性（523K）。合成纤维：尼龙织布（耐磨性好、耐酸性差）奥纶（耐磨性差、耐酸性好）

涤纶芳香族聚酰胺聚四氟乙烯四、袋式除尘器的清灰（1）机械振打清灰：机械振打滤料（3）脉冲喷吹清灰：压缩空气喷吹（2）逆气流清灰：低压气流反吹（1）机械振打清灰滤袋沿水平方向摆动。滤袋沿垂直方向摆动。靠机械转动将滤袋扭转一定的角度。（2）逆气流清灰清灰时气流方向与正常过滤时相反。采用反吹风形式。结构简单、清灰效果好、滤袋磨损少。（3）脉冲喷吹清灰利用4~7atm的压缩空气反吹。压缩空气的脉冲产生冲击波，使滤袋振动，导致附着于滤袋上的颗粒层脱落。必须选者适当的压缩空气和适当的脉动持续时间。（1）选定除尘器型式、滤料及清灰方式五、袋式除