大气污染及其控制技术除尘

大气污染及其控制技术除尘第1页，共33页，2023年，2月20日，星期一3.4.1烟尘控制技术—除尘器从废气中除去或收集固态或液态粒子的设备，称为除尘装置，或除尘器。

1、除尘装置的技术性能指标（1）烟尘的浓度表示烟尘颗粒的个数浓度。单位气体体积中所含烟尘颗粒的个数，称为个数浓度，单位为个／cm3；在粉尘浓度极低时用此单位。烟尘的质量浓度。单位标况体积含尘气体中烟尘质量数，称为质量浓度，单位为g／Nm3，或；mg／Nm3

。

(2)除尘装置的处理量除尘装置在单位时间内所能处理烟气量，用标准状态下的体积流量表示，单位为Nm3／h、Nm3／s。2第2页，共33页，2023年，2月20日，星期一(3)除尘装置的效率是表示装置捕集粉尘效果的重要指标，也是选择、评价装置的最主要参数。除尘效率η：是指在同一时间内，由除尘装置除下的粉尘量与进入除尘装置的粉尘量的百分比。

η=M3/M1×100%=(M1-M2)/M1×100%通过率s：是指没有被除尘装置除下的烟尘量与除尘装置人口烟尘量的百分比。s

=M2/M1×100%=(M1-M3)/M1×100%分级除尘效率ηd：对某一粒径为中心，粒径宽度∆

d范围内烟尘的去除效率。（4）除尘装置的压力损失∆P压力损失是表示除尘装置消耗能量大小的指标，用除尘装置进出口处气流的压力差来表示∆P=P1-P2除尘器M1P1M3M2P23第3页，共33页，2023年，2月20日，星期一2、除尘装置的分类依照除尘器除尘的主要机制可将其分为：机械式除尘器：重力沉降室，惯性除尘器，旋风除尘器过滤式除尘器：袋式除尘器，颗粒层除尘器静电除尘器：干式电除尘器，湿式电除尘器洗涤式除尘器：冲击式洗涤器，自激式湿式除尘器，空心喷淋塔，文丘里除尘器根据在除尘过程中是否使用水或其他液体可分为湿式除尘器、干式除尘器。根据除尘过程中的粒子分离原理，除尘装置又可分为重力除尘装置、惯性力除尘装置、离心力除尘装置、洗涤式除尘装置、过滤式除尘装置、电除尘装置、声波除尘装置。4第4页，共33页，2023年，2月20日，星期一几种除尘装置的除尘效率除尘装置除尘效率，%50μm5μm1μm惯性除尘器95263中效旋风除尘器94278高效旋风除尘器967227冲击式洗涤器988538自激式湿式除尘器1009340空心喷淋塔999455干式电除尘器>999984湿式电除尘器>999892中能文丘里除尘器100>9993高能文丘里除尘器100>9997振打袋式除尘器>99>9999逆喷袋式除尘器100>99995第5页，共33页，2023年，2月20日，星期一6第6页，共33页，2023年，2月20日，星期一采用纤维织物作滤科的袋式除尘器应用较广。

除尘效率一般可达99.9%以上，阻力1000~1500Pa。效率高，性能稳定可靠、操作简单。滤袋破损更换问题3.4.2几种主要的除尘装置1袋式除尘器7第7页，共33页，2023年，2月20日，星期一袋式除尘器的工作原理含尘气流从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上沉积在滤料上的粉尘，通过喷出高压气流或机械振动使其从滤料表面脱落，落人灰斗中8第8页，共33页，2023年，2月20日，星期一袋式除尘器的工作原理新鲜滤料的除尘效率较低粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作

用，在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉层初层。粉尘初层形成后，成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率随着粉尘在滤袋上积聚，滤袈两侧的压力差增大，会把己附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降除尘器压力过高，还会使除尘系统的处理气体量显著下降，因此除尘器阻力达到一定数值后，要及时清灰清灰不应破坏粉尘初层9第9页，共33页，2023年，2月20日，星期一袋式除尘器的工作原理袋式除尘器的分级效率曲线

10第10页，共33页，2023年，2月20日，星期一袋式除尘器的清灰

清灰是袋式除尘器运行中十分重要的一环，多数袋式除尘器是按清灰方式命名和分类的常用的清灰方式有三种机械振动式

逆气流清灰脉冲喷吹清灰11第11页，共33页，2023年，2月20日，星期一袋式除尘器的清灰机械振动清灰

机械振动袋式除尘器的过滤风速一般取1.0－2.0m/min，压力损失为800－1200Pa此类型袋式除尘器的优点是工作性能稳定，清灰效果较好缺点是滤袋常受机械力作用损坏较快，滤袋检修与更换工作量大清洁气体出口灰斗滤袋清洁气体一侧含尘气体入口固定孔板典型机械振动式布袋除尘器12第12页，共33页，2023年，2月20日，星期一袋式除尘器的清灰逆气流清灰

过滤风速一般为0.5－2.0m/min，压力损失控制范围1000－1500Pa

这种清灰方式的除尘器结构简单，清灰效果好，滤袋磨损少，特别适用于粉尘粘性小，玻璃纤维滤袋的情况13第13页，共33页，2023年，2月20日，星期一袋式除尘器的清灰脉冲喷吹清灰

利用0.4一0.7MPa的压缩空气反吹，压缩空气的脉冲产生冲击波，使滤袋振动，粉尘层脱落必须选择适当压力的压缩空气和适当的脉冲持续时间

（通常为0.1一0.2s）每清灰一次，叫做一个脉冲，全部滤袋完成一个清灰循环的时间称为脉冲周期实现了全自动清灰，净化效率达99.9%；过滤负荷较高，滤袋磨损轻，运行安全可靠14第14页，共33页，2023年，2月20日，星期一2、电除尘装置含尘气流在高压直流电源产生的不均匀电场中使尘粒荷电，荷电的尘粒在电场库仑力的作用下，趋向集尘极而达到除尘目的。15第15页，共33页，2023年，2月20日，星期一电除尘器的工作原理三个基本过程悬浮粒子荷电－高压直流电晕，电场荷电，扩散荷电带电粒子在电场内迁移和捕集－延续的电晕电场（单区电除尘器）或光滑的不放电的电极之间的纯静电场（双区电除尘器）捕集物从集尘表面上清除－振打除去收尘极板上的粉尘层并使其落入灰斗16第16页，共33页，2023年，2月20日，星期一电除尘器的工作原理17第17页，共33页，2023年，2月20日，星期一电除尘器的工作原理单区和双区电除尘器双区电除尘器单区电除尘器18第18页，共33页，2023年，2月20日，星期一电晕放电金属电极放出的电子迅速向正极移动，与气体分子撞击使之离子化气体分子离子化的过程又产生大量电子－雪崩过程远离金属电极，电场强度降低，气体离子化过程结束，电子被气体分子捕获气体离子化区域－电晕区自由电子和气体负离子是粒子荷电的电荷来源电除尘器除尘过程示意图1-电晕极2-电子3-离子4-尘粒5-收尘极6-供电装置7-电晕区19第19页，共33页，2023年，2月20日，星期一粒子荷电两种机理电场荷电或碰撞荷电－离子在静电力作用下做定向运动，与粒子碰撞而使粒子荷电扩散荷电－离子的扩散现象而导致的粒子荷电过程；依赖于离子的热能，而不是依赖于电场

粒子的主要荷电过程取决于粒径大于0.5m的微粒，以电场荷电为主小于0.15m的微粒，以扩散荷电为主介于之间的粒子，需要同时考虑这两种过程。20第20页，共33页，2023年，2月20日，星期一异常荷电现象沉积在集尘极表面的高比电阻粒子导致在低电压下发生火花放电或在集尘极发生反电晕现象,破坏正常电晕过程气流中微小粒子的浓度高时，荷电尘粒所形成的电晕电流不大，可是所形成的空间电荷却很大，严重抑制着电晕电流的产生

当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，尘粒在电场中根本得不到电荷，电晕电流几乎减小到零，失去除尘作用，即电晕闭塞

21第21页，共33页，2023年，2月20日，星期一电除尘器结构－除尘器类型除尘器类型及其应用双区电除尘器－通风空气的净化和某些轻工业部门单区电除尘器－控制各种工艺尾气和燃烧烟气污染管式电除尘器用于气体流量小，含雾滴气体，或需要用水洗刷电极的场合板式电除尘器为工业上应用的主要型式，气体处理量一般为25一50m3/s以上22第22页，共33页，2023年，2月20日，星期一板式电除尘器23第23页，共33页，2023年，2月20日，星期一电除尘器具有以下特点：除尘效率高，可达99．9％以上。能捕集粒径为0.1µm或更小的烟雾。阻力损失小。干式电除尘器的阻力降大约为200Pa。维护简单，处理烟气量大:可达105～106m3/h，操作费用低:大约0.2～0.4kWh/1000m3

，多用于处理大烟气量、含微细粉尘的气体净化。可处理各种不同性质的烟雾，工作温度可达500℃，湿度可达100％，也能处理易燃易爆气体。24第24页，共33页，2023年，2月20日，星期一电除尘器结构－电晕电极电晕电极

电晕线的一般要求：起晕电压低、电晕电流大、机械强度高、能维持准确的极距、易清灰等各种型式的电晕线（a）RS管状芒刺线（b）角钢芒刺线（c）波形芒刺线（d）锯齿线（e）锯形芒刺线（f）条状芒刺线（g）鱼骨针线25第25页，共33页，2023年，2月20日，星期一电除尘器结构－电晕电极

1．主桅杆

2．横管

3．电晕线阴极小框架的结构26第26页，共33页，2023年，2月20日，星期一电除尘器结构－集尘极集尘极集尘极结构对粉尘的二次扬尘，及除尘器金属消耗量（约占总耗量的40%－50%）有很大影响性能良好的集尘极应满足以下基本要求振打时粉尘的二次扬尘少单位集尘面积消耗金属量低极板高度较大时，应有一定的刚性，不易变形振打时易于清灰，造价低27第27页，共33页，2023年，2月20日，星期一电除尘器结构－集尘极常用板式电除尘器集尘极进展－宽间距压电除尘器：现已公认，在某些情况下板间距可比平常增加50%－100%，然而除尘器性能并未改变。其原理还没有完全解释清楚28第28页，共33页，2023年，2月20日，星期一电除尘器结构－气流分布板电除尘器内气流分布对除尘效率具有较大影响为保证气流分布均匀，在进出口处应设变径管道，进口变径管内应设气流分布板最常见的气流分布板有百叶窗式、多孔板、槽形钢式和栏杆型分布板。对气流分布的具体要求是任何一点的流速不得超过该断面平均流速的土40%在任何一个测定断面上，85%以上测点的流速与平均流速不得相差土25%。29第29页，共33页，2023年，2月20日，星期一电除尘器结构－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供电设备必须十分稳定，工作寿命在二十年之上通常高压供电设备的输出峰值电压为70一l000kV，电流为100－2000mA增加供电机组的数目，减少每个机组供电的电晕线数，能改善电除尘器性能，但投资投资增加。必须考虑效率和投资两方面因素30第30页，共33页，2023年，2月20日，星期一被捕集粉尘的清除电晕极和集尘极上都会有粉尘沉积

粉尘沉积在电晕极上会影响电晕电流的大小和均匀性，一般方法采取振打清灰方式清除

从集尘极清除已沉积的粉尘的主要目的是防止粉尘重新