第6章-空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件

第6章空气净化原理与设备§6.1概述§6.2粉尘的净化6.1.1净化装置的性能6.1.2净化装置的分类6.1.3净化装置的选择6.2.1粉尘的特性、除尘机理6.2.2重力沉降室、惯性除尘器6.2.3旋风除尘器6.2.4湿式除尘器6.2.5过滤式除尘器6.2.6电除尘器第6章空气净化原理与设备§6.1概述§6.2粉尘的§6.3有害气体的净化§6.4净化新方法6.3.1概述6.3.2吸收与吸附原理6.3.3吸收与吸附装置6.4.1非平衡等离子体空气净化6.4.2光催化净化方法6.4.3负离子净化方法6.4.4臭氧净化方法§6.3有害气体的净化§6.4净化新方法6.3.1§6.1.1净化装置的性能§6.1.2净化装置的分类§6.1.3净化装置的选择§6.1概述§6.1.1净化装置的性能§6.1概述

空气污染物的净化可分为通风进气及排气中粉尘的净化、有害气体的净化、室内污染物的净化。通风排气中粉尘的净化也称为工业除尘；通风排气中有害气体的净化是对生产过程散发的废气进行净化处理即有害气体的净化，以达到排放标准的要求；通风进气中粉尘的净化称为空气过滤，以保证室内空气的清洁度为目的。本章主要阐述空气污染物的一般净化方法和净化装置的典型结构，重点介绍粉尘的净化。大气污染物的净化实际上是一个混合物的分离问题。1.气溶胶污染物2.气态污染物空气污染物的净化可分为通风进气及排气中粉尘的净化、有分离方法：属于非均相混合物，一般都采用物理方法进行分离。分离依据：气体分子与固体、液体粒子在物理性质上的差异。1.气溶胶污染物较大粒子的密度比气体分子大得多，可利用重力、惯性力、离心力（统称为质量力）进行分离，统称为机械分离方法；粒子的尺寸和质量比气体分子大得多，可采用过滤层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（库仑力）进行分离的静电除尘。∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽分离方法：属于非均相混合物，一般都采用物理方法进行分离。1.a.分离方法：气态污染物在气体中以分子或蒸气状态存在，属于均相混合物;大多根据物理的、化学的及物理化学的原理予以分离。b.分离依据：不同组分所具有的不同蒸气压，不同溶解度，选择性吸收作用以及某些化学作用。

目前国内外净化气态污染物的方法，主要有五种：吸收法、吸附法、燃烧法、冷凝法及催化转化法。2.气态污染物a.分离方法：气态污染物在气体中以分子或蒸气状态存在，属于均

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。

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性等特性参数来表示；

经济指标: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、检修的难易程度等因素。§6.1.1净化装置的性能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。§6表示净化装置的技术性能，主要包括以下四个方面：1）处理气体量：代表装置处理能力大小的指标，一般以体积流量表示。2）压力损失：表示装置消耗能量大小的技术经济指标，有时也称为压力降。3）负荷适应性：表示装置性能可靠性的技术指标，即指净化装置的工作稳定性和操作弹性。4）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，又称吸收效率；对于吸附装置，则称为吸附效率。净化装置的技术性能表示净化装置的技术性能，主要包括以下四个方面：净化装置的技术

在工程中，通常以净化效率为主来选择和评价装置，净化效率主要的表示方法：（1）总效率（2）通过率（透过率）（3）分级除尘效率（4）板效率

（5）串联运行时的总净化效率

净化效率的表示方法在工程中，通常以净化效率为主来选择和评价装置，净化效

总效率是指同一时间内，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。

进入装置的污染物流量为Si(g/m3)，净化装置出口的相应量为S0(g/s)。若净化装置捕集的污染物流量为Sc(m3/s)，则有Si=Sc+So故总效率η（%）可表示成:（1）总效率总效率是指同一时间内，净化装置去除污染物的量与进入装

当净化效率达99%以上时，如表示成99.9%或99.99%，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，最简单的一种方法是用通过率P（%）来表示。通过率是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。

P值越大，说明出口逸散量越大。通过率P（%）可以下式表示例如:一除尘器的η=99%时，P=1.0%；另一台除尘器的η=99.9%时，P=0.1%，则前一台除尘器的通过率为后者的10倍。（2）通过率（透过率）当净化效率达99%以上时，如表示成99.9%或99.

分级除尘效率与除尘装置的除尘效率与粉尘粒径有关，为确切地表示除尘效率与粒径分布的关系而提出的。分级除尘效率（简称分级效率）是指除尘装置对某一粒径dp或粒径范围dp+⊿dp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⊿Si（g/s）,捕集的粉尘量为△Sc（g/s），则该除尘器对粒径dp或⊿dp范围内粉尘的分级效率ηj为（3）分级除尘效率分级除尘效率与除尘装置的除尘效率与粉尘粒径有关，为确

当除尘器入口粉尘的粒径频度分布为fi，捕集粉尘的频度分布为fc则根据频度分布的定义和分级效率的定义式可得：总效率和分级效率的计算方法⊿Si=Si·fi⊿Sc=Sc·fc

当除尘器入口粉尘的粒径频度分布为fi，捕集粉尘的频

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衡情况的比较,它的数值总是小于1。这是表示吸收装置（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。总板效率即平均板效率，又称为全塔效率。单板效率，又称为莫夫利（Murphree）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。（4）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

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，如当污染物浓度较高时，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，n级净化装置串联后的总效率为（5）串联运行时的总净化效率

设第一级净化装置的效率为η1，第二级为η2

，则两级净化装置串联运行的总效率为在实际净化系统中，往往把两种或多种不同型式的净化装置

（1）除尘装置（2）吸收装置（3）吸附装置（4）催化转化装置§6.1.2净化装置的分类（1）除尘装置（2）吸收装置（3）吸附装置（4）催化

从气体介质中将固体粒子分离捕集的设备称为除尘装置或除尘器。按照除尘器利用的除尘机制，可将其分成如下四类：干式电除尘器、湿式电除尘器静电力电除尘器袋式除尘器、颗粒层除尘器过滤介质捕集过滤式除尘器旋风水膜除尘器、冲激式除尘器、文丘里除尘器水流冲洗湿式除尘器重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器惯性力机械式除尘器设备作用原理类别（1）除尘装置从气体介质中将固体粒子分离捕集的设备称为除尘装置或除概念：为分离废气中的分子状态污染物，完成吸收操作所采用的气液相间传质的设备称为吸收装置。作用：使气液两相充分接触，以利于吸收过程的进行。（2）吸收装置

对于吸收装置，可根据气液两相传质过程的特点，将其分为液体分散型和气体分散型两大类。

液体分散型即在设备内气体呈连续相，吸收剂为分散相的吸收装置，如填料塔、多管降膜式吸收装置及各种喷洒装置等；气体分散型即在设备内气体呈分散相，吸收剂成连续相的吸收装置，如板式塔及气泡搅拌装置等。概念：为分离废气中的分子状态污染物，完成吸收操作所采用的气液

吸附是利用固体吸附剂表面对气体中各组分的吸附能力不同而进行分离的技术，用以完成吸附操作的分离设备称为吸附装置或吸附器。

根据吸附床层的特点，可将吸附装置分为固定床吸附器，回转式吸附器、流动床吸附器和沸腾床吸附器等。（3）吸附装置吸附是利用固体吸附剂表面对气体中各组分的吸附能力不同

催化转化法是利用催化剂的催化作用，使废气中的污染物转化成无害物，甚至是有用的副产品，或者转化成更容易从气流中被去除的物质。前一种催化转化操作直接完成了对污染物的净化过程，而后者则还需要附加吸收或吸附等其他操作工艺才能实现全部的净化过程。气态污染物净化过程用的催化反应器一般是气-固相催化反应器。有固定床和流化床两种类型。

[汽车废气中的一氧化碳和碳氢化合物在催化剂的作用下被氧化成为二氧化碳和水][氨将氮氧化物催化还原成为氮气和水]（4）催化转化装置催化转化法是利用催化剂的催化作用，使废气中的污染物转1）处理气体量2）气体性质：种类、成分、温度、湿度、密度、粘度、压力、露点、毒性、腐蚀性及燃烧爆炸性等。3）粉尘性质：种类、成分、粒径分布、浓度、密度、比电阻、含水率、润湿性、吸湿性、粘附性及燃烧爆炸性等。4）净化要求：净化效率、压力损失、废气排放标准及环境质量标准等。5）装置的经济性：包括装置占地面积在内的设备费和运行费，以及安装费、设备使用寿命和回收综合利用情况等。1.选择的依据§6.1.3净化装置的选择1）处理气体量1.选择的依据§6.1.3净化装置的选择1）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。2）计算净化效率根据排放标准和生产要求，由初始入口浓度、出口排入浓度及气体流量按式（6-3）或（6-4）计算需要达到的净化效率η。3）确定净化方法根据污染物性质和操作条件确定净化方法（吸收、吸附或除尘等）及净化流程（几级处理，是否预冷、调湿以及吸收剂和吸附剂选定等）。在此基础上，对装置的技术指标和经济指示进行全面比较，选定最适宜的净化装置。4）确定净化装置的型号规格和运行参数。2.选择的一般步骤1）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§6.2.1粉尘的特性、除尘机理§6.2.2重力沉降室、惯性除尘器§6.2.3旋风除尘器§6.2.4湿式除尘器§6.2.5过滤式除尘器§6.2.6电除尘器§6.2粉尘的净化§6.2.1粉尘的特性、除尘机理§6.2粉尘的净化§6.2.1粉尘的特性、除尘机理（1）粉尘的密度（2）粘附性（3）爆炸性（4）荷电性与比电阻（5）粉尘的湿润性（6）粉尘的粒径分布1.粉尘的特性§6.2.1粉尘的特性、除尘机理（1）粉尘的密度1.粉尘（1）粉尘的密度

粉尘的两种密度：真密度、堆积密度

自然状态下堆积起来的粉尘在颗粒之间及颗粒内部充满空隙，我们把松散状态下单位体积粉尘的质量称为粉尘的堆积密度。

如果设法排除颗粒之间及颗粒内部的空气，所测出的在密实状态下单位体积粉尘的质量，称为真密度（或尘粒密度）。

两种密度的应用场合不同，例如研究单个尘粉在空气中的运动时应用真密度，计算灰斗体积时则应用堆积密度。（1）粉尘的密度粉尘的两种密度：真密度、堆积密度（2）粘附性

粉尘的粘附性是粉尘与粉尘之间或粉尘与器壁之间的力的表现。这种力包括分子力、毛细粘附力及静电力等。

粘附性与粉尘的形状、大小以及吸湿等状况有关。粒径细、吸湿性大的粉尘，其粘附性也强。

尘粒间的粘附使尘粒增大，有利于提出高除尘效率，而粉尘与器壁间的粘附则会使除尘器和管道堵塞和系统性能恶化。（2）粘附性粉尘的粘附性是粉尘与粉尘之间或粉尘与器壁（3）爆炸性

固体物料破碎后，总表面积大大增加。例如每边长1cm的立方体粉碎成每边长1um的小粒子后，总表面积由6cm2增加到6m2。由于表面积增加，粉尘的化学活泼性大为加强。一些在堆积状态下不易燃烧的可燃物如糖、面粉、煤粉等，以粉末状悬浮于空气中时，与空气中的氧有了充分的接触机会，在一定的温度和浓度下，可能发生爆炸性。设计此类除尘系统时，必需考虑设置防爆装置。（3）爆炸性固体物料破碎后，总表面积大大增加。例如每（4）荷电性与比电阻粉尘荷电性：指粉尘能被荷电的难易程度。悬浮空气中粉尘荷电原因：破碎时的摩擦、粒子间撞击或放射性照射、外界离子或电子附着等。影响荷电量大小因素：粉尘的成分、粒径、质量、温度、湿度等有关。衡量粉尘荷电性的指标：粉尘比电阻,它反映粉尘的导电性能，是粉尘的重要特性之一。（4）荷电性与比电阻粉尘荷电性：指粉尘能被荷电的难易程度。（5）粉尘的湿润性有些粉尘（如水泥、石灰等）与水接触后，会发生粘结和变硬，这种粉尘称为水硬性粉尘。水硬性粉尘不宜采用湿法除尘。粉尘颗粒能否与液体相互附着或附着难易的性质。湿润现象：是分子力作用的一种表现，水滴内部与水滴表面间的分子引力为水的表面张力,当水的表面张力小于水与固体间的分子引力时,固体容易被湿润,反之,固体则不易被湿润。依此粉尘可分为亲水性与疏水性两类。（5）粉尘的湿润性有些粉尘（如水泥、石灰等）与水接触后，会发衡量湿润性指标:湿润接触角(θ)。

θ<60°时,表示湿润性好,为亲水性；

θ>90°时,湿润性差,属于憎水性。粉尘的湿润性是湿式除尘的依据。θ液滴θ

影响湿润性因素：粉尘成分、粒径、荷电状况及水的表面张力等因素。湿润性强的粉尘有利于湿式除尘。衡量湿润性指标:湿润接触角(θ)。θ液滴θ影响湿润（6）粉尘的安息角和滑动角

将粉尘自然地堆积在水平面上形成圆锥体，其锥底角即为粉尘的安息角，一般为35°～55°。将粉尘放置在光滑平板上，使该平板倾斜到粉尘开始滑动时的角度称为粉尘的滑动角，或称动安息角，一般为30°～40°。粉尘的安息角和滑动角是评价粉尘流动性的一项重要指标，它们与粉尘的粒径和形状﹑尘粒的表面粗糙度﹑粉尘的含水率以及粉尘的粘附性等多种因素有关。

（6）粉尘的安息角和滑动角将粉尘自然地堆积在水平面上

安息角越小，说明粉尘的流动性就越好。粉尘的安息角和滑动角是设计料仓或除尘器灰斗的锥度以及确定输灰管道或除尘管道的倾斜度的主要依据。粉尘粒径越小,其接触表面增大,相互吸附力强,安息角就越大，粉尘含水率增加,安息角增大，表面光滑的颗粒比表面粗糙的颗粒安息角小;粘性大的粉尘安息角大。物料流动性与安息角关系表:安息角越小，说明粉尘的流动性就越好。粉尘的安息角和滑实际防尘中采用粉尘的投影定向长度表示粉尘的粒径，用d表示,单位为微米(μm)。d≤5μm的粉尘称为呼吸性粉尘,可随呼吸进入并沉积在肺部,危害最大。

粒径也称为粒度，是衡量粉尘颗粒大小的尺度。粉尘的粒径对球形粒子来说，是指它的直径，实际的尘粒形状大多是不规则的，只能用某一个有代表性的数值作为粉尘的粒径。例如用显微镜法测定粒径时有定向粒径、长轴粒径、短轴粒径等；用移液管法测出的粒径称为斯托克斯粒径。（7）粉尘的粒径及粒径分布实际防尘中采用粉尘的投影定向长度表示粉尘的粒径，用d表示,第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件粉尘分散度:各粒径粉尘所占总粉尘的百分比。又分为质量分散度和数量分散度。质量分散度Pm：是指各粒径粉尘的质量(mg)占粉尘的总质量(mg)的百分比。数量分散度Pn：是指各粒径粉尘的颗粒数占粉尘颗粒数的百分比。m—某级粒径粉尘的质量，mg；n—某级粒径粉尘的颗粒数，颗。通风除尘系统处理的粉尘都是由粒径不同的粒子组成的。粉尘分散度:各粒径粉尘所占总粉尘的百分比。又分为质量分散度2除尘机理目前常用除尘器的除尘机理主要有以下几个方面：（1）重力（2）离心力（3）惯性碰撞（4）接触阻留（5）扩散（6）静电力（7）凝聚2除尘机理目前常用除尘器的除尘机理主要有以下几个方面：

尘粒在重力作用下，产生脱离流线的位移而沉降到纤维表面上气流中的尘粒可以依靠重力自然沉降，从气流中进行分离。由于尘粒的沉降速度一般较小，这个机理只适用于粗大的尘粒。（1）重力（2）离心力

含尘气流作圆周运动时，由于惯性离心力的作用，尘粒和气流会产生相对运动，使尘粒从气流中分离。它是旋风除尘器工作的主要机理。尘粒在重力作用下，产生脱离流线的位移而沉降到纤维表面含尘气流滤芯纤维滤芯纤维（3）惯性碰撞

含尘气流在运动过程中遇到物体的阻挡（如挡板、纤维、水滴等）时，气流要改变方向进行绕流，细小的尘粒会随气流一起流动。粗大的尘粒具有较大的惯性，它会脱离流线，保持自身的惯性运动，这样尘粒就和物体发生了碰撞。这种现象称为惯性碰撞，惯性碰撞是过滤式除尘器、湿式除尘器和惯性除尘器的主要除尘机理。含尘气流滤芯纤维滤芯纤维（3）惯性碰撞含尘气流污染物介质纤维介质纤维（4）接触阻留

细小的尘粒随气流一起绕流时，如果流线紧靠物体（纤维或液滴）表面，有些尘粒与物体发生接触而被阻留，这种现象称为接触阻留。另外当尘粒尺寸大于纤维网眼而被阻留时，这种现象称为筛滤作用。粗孔或中孔的泡沫塑料过滤器主要依靠筛滤作用进行除尘。污染物介质纤维介质纤维（4）接触阻留细小的尘粒随气流污染物<0.3μm（5）扩散

小于1μm的微小粒子在气体分子撞击下，像气体分子一样作布朗运动。如果尘粒在运动过程中和物体表面接触，就会从气流中分离，这个机理称为扩散。对于dc≤0.3μm的尘粒，这是一个很重要的机理。

污染物（5）扩散小于1μm的微小粒子在气体分子撞击下（6）静电力

悬浮在气流中的尘粒，如带有一定的电荷，可以通过静电力使它从气流中分离。由于自然状态下，尘粒的荷电量很小，因此，要得到较好的除尘效果，必须设置专门的高压电场，使所有的尘粒都充分荷电。

屏蔽板激化纤维7000V直流电压激化纤维空气（6）静电力悬浮在气流中的尘粒，如带有一定的电荷，可（7）凝聚

凝聚作用不是一种直接的除尘机理。通过超声波、蒸汽凝结、加湿等凝聚作用，可以使微小粒子凝聚增大，然后再用一般的除尘方法去除。

颗粒尺寸 直接拦截 惯性碰撞 扩散拦截>1 几乎100% _____ 无

1至0.5 较低效率 较高效率 无

0.5至0.3 很低效率 低效率 微不足道

0.3至0.1 微不足道 微不足道 略有效果

0.1至0.05微不足道 微不足道高效率

<0.05 几乎无效 几乎无效 几乎100%常用过滤机理的效率（7）凝聚凝聚作用不是一种直接的除尘机理。通过超声波§6.2.2重力沉降室、惯性除尘器原理：重力沉降室是一种最简单的除尘器，它是依靠重力的作用使尘粒从气流中分离出来的。沉降室是一个断面较大的空室，含尘气体由断面较小的风管进入沉降室后，气流速度大大降低，尘粒便在重力作用下缓慢向灰斗沉降。1.重力沉降室§6.2.2重力沉降室、惯性除尘器原理：重力沉降室是一种应用：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。优点：结构简单、造价低、施工容易、维护管理方便、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。

尘粒在静止流体中自由沉降时，除了受重力作用外，还要受到流体对尘粒的阻力和浮力。作用在尘粒上的总作用力为：

F=G－Ff－P（1）尘粒的沉降速度对于球形尘粒尘粒在静止流体中自由沉降时，除了受重力作用外，还要受

尘粒在上述合力作用下从静止开始作加速下降运动，随着尘粒运动速度的增加，流体阻力也随之增加，当式（6-14）右边两项在数值上相等时，作用在尘粒上的外力之和F=0，尘粒开始在流体中作等速沉降。这时的降落速度称为尘粒的沉降速度，以υs表示。（等速沉降与悬浮速度数值相等，意义不同）悬浮速度:上升气流使尘粒处于悬浮状态所必需的最小速度。

根据沉降速度的定义可得：

斯托克斯公式

[流体阻力系数]尘粒在上述合力作用下从静止开始作加速下降运动，（2）沉降室的计算

在沉降室内，尘粒一方面以沉降速度υs下降，另一方面随着气流以气流在沉降室内的流速υ继续向前运动。要使沉降速度为υs的尘粒在重力沉降室内全部沉降下来，必须使气流通过沉降室的时间大于或等于尘粒从顶部沉降到底部灰斗所需的时间，即式中Ａ为沉降室长度（m）；υ为沉降室内气流运动速度（m/s）；Ｈ为沉降室高度（m）；υs为尘粒的沉降速度（m/s）。

重力沉降室能100%捕集的最小捕集粒径（2）沉降室的计算在沉降室内，尘粒一方面以沉2.惯性除尘器1）除尘机理:利用尘粒在运动气流中具有的惯性力，通过突然改变含尘气流的流动方向，或使其与某种障碍物碰撞，使尘粒的运动轨迹偏离气体流线而达到分离的目的。2）主要类型:冲击式、反转式3）应用：惯性除尘器用于净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘具有较高除尘效率。对粘结性和纤维性粉尘，则因易堵塞而不宜采用。常用作多级除尘中的初级除尘。2.惯性除尘器1）除尘机理:利用尘粒在运动气流中具有的普通旋风除尘器的结构:进气口、筒体、锥体、排出管（内筒）。含尘气体由除尘器进气口沿切线方向进入后，沿外壁由上向下作旋转运动，这股向下旋转的气流称为外旋涡。外旋涡到达锥体底部后，转而向上，沿轴心向上旋转，最后从排出管排出。这股向上旋转的气流称为内旋涡。向下的外旋涡和向上的内旋涡旋转方向是相同的。气流作旋转运动时，尘粒在离心力的作用下向外壁移动，到达外壁的粉尘在下旋气流和重力的共同作用下沿壁面落入灰斗。§6.2.3

旋风除尘器原理: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。普通旋风除尘器的结构:进气口、筒体、锥体、排出管（第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件1.旋风除尘器内的流场

从该图可以看出，外旋涡的切向速度υt是随半径r的减小而增加的，在内、外旋涡的交界面上，υt达到最大。可以近似认为，内、外旋涡交界面的半径ro≈（0.6~0.65）rp，rp为排出管半径。内旋涡的切向速度是随着r的减小而减小的。（1）速度分布1）切向速度1.旋风除尘器内的流场从该图可以看出，外旋涡的切向速

外旋涡外侧的轴向速度υj是向下的，内旋涡的轴向速度则是向上的。当气流由锥体底部上升时，可能将一部分已除下来的微细粉尘重新扬起，并带出除尘器，这种现象称为返混。外旋涡的径向速度是向内的，内旋涡的径向速度υr是向外的。外旋涡的径向速度沿除尘器高度的分布是不均匀的。3）径向速度2）轴向速度外旋涡外侧的轴向速度υj是向下的，内旋涡的轴向速度则（2）压力分布

旋风除尘器内的压力分布是沿外壁向中心逐渐减少，在轴心处为负压（见图6-8）。负压一直延伸到除尘器底部，在除尘器底部，负压达到最大值（-300Pa）。该图是除尘器在正压（+900Pa）条件下工作得到的，如果除尘器在负压下工作，负压值会更大。所以，旋风除尘器底部要保持严密。如不严密，就会有大量外部空气从底部被吸入，形成一股上升气流，把已分离下来的一部分粉尘重新带出除尘器，使除尘效率降低。（2）压力分布旋风除尘器内的压力分布是沿外壁向中心逐早期的“转圈理论”（1932年由罗辛等人提出）。转圈理论从旋风除尘器内只存在旋涡流场入手，认为只要气流在筒体内转圈次数足够，粉尘就能从含尘气流中分离出来，根据转圈理论和得到的分割粒径仅仅与筒体高度有关，而与锥体高度无关，这显然与实际情况不符合。2.筛分理论早期的“转圈理论”（1932年由罗辛等人提出）。2.筛分理

在旋风除尘器内存在涡、汇流场，处于外旋涡内的尘粒在径向同时受到方向相反两种力的作用。由旋涡流场产生的离心力Fl使尘粒向外推移，由汇流场产生的向心力P又使尘粒向内飘移。离心力的大小与尘粒直径的大小有关，粒径越大离心力越大，因而必定有一临界粒径dk，其所受到两种力的作用正好相等。凡粒径d＞dk者，向外推移作用大于向内飘移作用，结果被推移到除尘器外壁而被分离。相反，凡d＜dk的尘粒，向内飘移作用大于向外推移作用而被带到上升的内旋涡中，随着排气排出除尘器。筛分理论在旋风除尘器内存在涡、汇流场，处于外旋涡内的尘粒在径第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件

影响旋风除尘器性能的因素很多，使用条件和结构型式对旋风除尘器的性能都有不同程度的影响。使用条件方面的影响因素有：（1）进口风速（2）含尘气体的性质（3）除尘器底部的严密性（4）结构构造影响旋风除尘器性能的因素影响旋风除尘器性能的因素很多，使用条件和结构型式对旋

旋风除尘器内气流的旋转速度是随进口风速的增加而增加的。增加进口风速，能提高气流在除尘器内的旋转速度，使粉尘受到的离心力增大，从而提高除尘效率，同时增大了除尘器的处理风量。但进口风速不宜过大，过大会导致除尘器阻力急剧增加（除尘器阻力与进口风速的平方成正比），耗电量增大。而且进口风速过高，还会加剧粉尘的返混，导致除尘效率下降。从技术、经济两方面考虑，进口风速有一合适的范围，一般为15~25m/s,但不应低于10m/s,以防进气管积尘。（1）进口风速旋风除尘器内气流的旋转速度是随进口风速的增加而增加的

粉尘真密度和粒径增大，会使除尘效率显著提高。气体温度的提高和粘度的增大，皆引起除尘效率下降。旋风除尘器热态效率比冷态效率低，进口含尘浓度增高时，除尘器的阻力会有所下降，但对效率影响不大。（2）含尘气体的性质粉尘真密度和粒径增大，会使除尘效率显著提高。气体温度

旋风除尘器无论是在正压下还是在负压下运行，其底部总是处于负压状态，如果除尘器底部不严密，从外部渗入的空气形成返混流会把正在落入灰斗的一部分粉尘带出除尘器，使除尘效率显著下降。所以，如何在不漏风的情况下进行正常排尘是保证旋风除尘器正常运行的一个十分关键的问题。（3）除尘器底部的严密性旋风除尘器无论是在正压下还是在负压下运行，其底部总是第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件（4）结构构造结构上的影响因素有：1）型式2）筒体直径3）排出管直径4）筒体和锥体高度5）排尘口直径（4）结构构造结构上的影响因素有：两类入口型式：切向进入式、轴向进入式1）型式

切向进入式有直入式和蜗壳式。直入式入口是进气管外壁与筒体相切，蜗壳式入口是进气管内壁与筒体相切，外壁采用渐开线形式。

轴向进入式是靠固定的导流叶片促使气体作旋转运动。与切向进入式相比，在同一压力损失下，处理的气体量可增加二倍左右，而且气流容易分配均匀，所以主要用其组合成多管旋风除尘器，用于处理气体量大的场合。轴向进入式有逆流式和直流式。两类入口型式：切向进入式、轴向进入式1）型式切向进入第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件

在相同的旋转速度下，筒体直径越小，尘粒受到的离心力越大，除尘效率越高，但处理风量减少，而且筒径过小还会引起粉尘堵塞，所以筒径一般≥150mm。为保证除尘效率，筒径一般≤1000mm。如果处理风量大时，可采用并联组合型式或多管旋风除尘器。旋风除尘器规格的命名及各部分尺寸比例多以筒径D为准。2）筒体直径

理论和实践都表明，减少排出管直径可以减少内旋涡的范围，有利于提高除尘效率，但是不能取得过小，以免阻力增大，一般取dp=(0.4~0.66)D。3）排出管直径在相同的旋转速度下，筒体直径越小，尘粒受到的离心力越

筒体和锥体的总高度过大并没有什么实际意义。实践经验表明，一般以不超过5D为宜。在锥体部分，由于断面不断减小，尘粒到达外壁的距离也逐渐减小，气流的旋转速度不断增加，尘粒受到的离心力不断增大，这对尘粒的分离都是有利的。现代的高效旋风除尘器大都是长锥体，就是这个原因。4）筒体和锥体高度

排尘口直径一般为（0.7~1）dp左右。过小会影响粉尘沉降，再次被上升气流带走，特别是粘性粉尘易被粉尘堵塞，故排尘口直径应大于70mm。5）排尘口直径筒体和锥体的总高度过大并没有什么实际意义。实践经验表第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件

旋风除尘器的结构型式很多，如组合式、旁路式、扩散式、直流式、平旋式、旋流式等。直到目前为止，其结构型式方面的研究工作一直在进行，新的型式仍在不断出现。（1）多管旋风除尘器（2）旁路旋风除尘器（3）长锥体旋风除尘器（4）高效热管换热式旋风除尘器4.几种常用的旋风除尘器旋风除尘器的结构型式很多，如组合式、旁路式、扩散式、

如前所述，旋风除尘器的效率是随着筒体直径的减少而增加，但直径减少，处理风量也减少。当要求处理风量大时，可将几台旋风除尘器并联起来使用，但占地面积大，管理不方便，因此就产生了多管组合的结构形式。多管旋风除尘器是把许多小直径（100~250mm）的旋风子并联组合在一个箱体内，合用一个进气口、排气口和灰斗，进气和排气空间用一倾斜隔板分开，使各个旋风子之间的风量分配均匀。（1）多管旋风除尘器如前所述，旋风除尘器的效率是随着筒体直径的减少而增加

对旋风除尘器的流场测定表明，在旋风除尘器内，除了主旋转气流外，在除尘器整个高度上还存在两个旋涡，一个是处于顶盖附近一直到排出管下端的上旋涡；另一个是处于锥体部分的下旋涡。上旋涡使部分细粉尘聚集在顶盖附近，形成上灰环。上灰环沿筒壁向上旋转，到达顶部后，转而向下，沿着排出管外壁到达排出管下端，在从下向上的内旋气流带动下，将一部分未经分离的细粉尘带出除尘器，导致除尘效率降低。（2）旁路旋风除尘器对旋风除尘器的流场测定表明，在旋风除尘器内，除了主旋

为了消除上旋涡所造成的不利影响，在除尘器上专门设置一个与锥体部分相通的旁路分离室，让上旋涡携带着细粉尘从上部分离口进入旁路分离室，沿旁路经回风口流至除尘器下部与下旋涡汇合，而粉尘则从气流中分离出来落入灰斗。在旁路分离室中部设有分离口，使一部分下旋气流（下旋涡）带着较粗粉尘由此进入分离室。回到除尘器底部。（3）长锥体旋风除尘器

增加锥体高度，由于断面不断减小，尘粒到达外壁的距离也逐渐减小，气流的旋转速度不断增加，尘粒受到的离心力不断增大，可以提高分离效率，在理论和实践上得到验证。为了消除上旋涡所造成的不利影响，在除尘器上专门设置一（4）高效热管换热式旋风除尘器（4）高效热管换热式旋风除尘器第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件思考题筛分理论影响旋风除尘器主要因素:1)进口风速2)含尘气体的性质3)除尘器底部的严密性4)结构尺寸:①入口形式;②筒体直径;③锥体和筒体高度;④排气管;⑤排灰口;⑥锥体形状思考题筛分理论§6.2.4湿式除尘器1）通过惯性碰撞和截留，尘粒与液滴或液膜发生接触；2）微细尘粒通过扩散与液滴接触；3）加湿的尘粒相互凝并；4）饱和状态的高温烟气在湿式除尘器内凝结时，要以尘粒为凝结核，可以促进尘粒的凝并。1.湿式除尘器的机理

湿式除尘器是通过含尘气体与液滴液膜的接触使尘粒从气流中分离的。机理:§6.2.4湿式除尘器1）通过惯性碰撞和截留，尘粒与液滴2.几种常用的湿式除尘器湿式除尘器的种类很多，下面介绍常用的几种。（1）水浴除尘器（2）冲激式除尘器（3）旋风水膜除尘器（4）文丘里除尘器2.几种常用的湿式除尘器湿式除尘器的种类很多，下面介绍常用（1）水浴除尘器

它是湿式除尘器中结构最简单的一种，含尘气体从进口进入后，在喷头处以高速喷出，冲击水面，激起大量水花和雾滴，粗大的尘粒随气流冲入水中而被捕集，细小的尘粒随气流折转180°向上时，通过与水花和雾滴接触而被除下，净化后的气体经挡水板脱水后排出。（1）水浴除尘器它是湿式除尘器中结构最简单的一（2）冲激式除尘器

含尘气体进入除尘器后转弯向下，冲击水面，粗大的尘粒被水捕集直接沉降在泥浆斗内，未被捕集的微细尘粒随着气流高速通过S形通道（由上下两叶片间形成的缝隙），激起大量水花和水雾，使粉尘与水充分接触，得到进一步净化。净化后的气体经挡水板排出。（2）冲激式除尘器含尘气体进入除尘器后转弯向下，冲第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件（3）旋风水膜除尘器

含尘气流沿切线方向进入除尘器，水在上部由喷嘴沿切线方向喷出，由于进口气流的旋转作用，在除尘器内表面形成一层液膜。粉尘在离心力作用下被甩到筒壁，与液膜接触而被捕集。它可以有效防止粉尘在器壁上的反弹，冲刷等引起的二次扬尘，从而提高除尘效率，这种湿式除尘器，由于加入了离心力的作用，能达到较高的除尘效率。除尘效果η通常可达90%-95%。（3）旋风水膜除尘器含尘气流沿切线方向进入除尘第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件

（4）文丘里除尘器

文丘里除尘器或称文氏管除尘器是一种除尘效率很高的湿式除尘器。它由脱水器和文氏管两部分组成。主要部件有：进气管、喷嘴、喉管、扩散管、收缩管以及连接管等，而脱水器的上端设有排气管，用于排出经处理后的净化气体，下端设有排尘管道并与沉淀池相连接，用于排出泥浆。（4）文丘里除尘器文丘里除尘器或称文氏管除尘器是一

含尘气流由风管进入渐缩管,气流速度逐渐增加,静压降低。在喉管中，气流速度达到最高。由于高速气流的冲击，使喷嘴喷出的水滴进一步雾化。在喉管中气液两相充分混合，尘粒与水滴不断碰撞凝并，成为更大的颗粒。在渐扩管气流速度逐渐降低，静压增高。最后含尘气流经风管进入脱水器。含尘气流由风管进入渐缩管,气流速度逐渐增加,静压降低文丘里除尘器1文丘里除尘器2文丘里除尘器1文丘里除尘器2

文丘里除尘器的压力损失主要的影响因素是粉尘的速度，喉管速度越大，除尘效率就越高；粉尘粒径越大，除尘效率越高，当粉尘粒径达到0.3um时，除尘效率达到99%以上。在一定的条件下除尘效率随着粉尘浓度的增加而增大，但粉尘浓度达到一定值时，除尘效率增长变缓；液气比对文丘里除尘效率影响也很大，液气比越大除尘效率越高，但同时压力损失也越大，因此需要根据实际需要液气比。文丘里除尘器可以用于对转炉煤气以及高炉煤气的净化与回收，在粉尘以及烟气的处理中一般采用低阻或中阻的型式。它具有结构简单且紧凑、占地面积小、运行稳定以及价格相对较低等优点，既可用于处理高温烟气、高湿气体以及易燃易爆粉尘，也可用于对含有微米和亚微米尘粒的气体以及易于被洗涤液所吸收的有毒有害气体的净化。文丘里除尘器的压力损失主要的影响因素是粉尘的速度，喉第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件§6.2.5过滤式除尘器

过滤式除尘器是利用含尘气流通过过滤材料时，将粉尘分离捕集的装置，在通风除尘系统中应用最多的是以纤维织物为滤料的袋式除尘器，以廉价的砂、砾、焦碳等颗粒物为滤料的颗粒层除尘器是20世纪70年代出现的一种除尘器，主要用于烟气除尘。本节主要介绍袋式除尘器。§6.2.5过滤式除尘器过滤式除尘器是利用第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件1.袋式除尘器的工作原理过滤机理

袋式除尘器是利用纤维织物的过滤作用将含尘气体中的粉尘阻留在滤袋上的，这种过滤作用通常是通过筛滤效应、惯性碰撞效应、钩住效应、扩散效应、静电效应除尘机理的综合作用而实现的.

1.袋式除尘器的工作原理过滤机理袋式除尘

含尘气体通过洁净滤袋（新滤袋或清洗后的滤袋）时，由于洁净的滤袋本身的网孔较大（一般滤料为20~50μm，表面起绒的约为5~10μm），气体和大部分微细粉尘都能从滤袋经纬线和纤维之间的网孔通过，而粗大的尘粒则被阻留下来，并在网孔之间产生“架桥”现象。随着含尘气体不断通过滤袋纤维间隙，被阻留在纤维间隙的粉尘量也不断增加。经过一段时间后，滤袋表面积聚一层粉尘，这层粉尘称为初层。初层含尘气体通过洁净滤袋（新滤袋或清洗后的滤袋）时

图为同一滤料在不同状况下的分级效率曲线，由图可以看出，洁净滤料的除尘效率最低，积尘后最高，清灰后有所降低。还可以看出，对粒径为0.2~0.4μm左右的粉尘，在不同状况下的除尘效率最低。这是因为这一粒径范围的尘粒正处于惯性碰撞和钩住作用范围的下限，扩散作用范围的上限。图为同一滤料在不同状况下的分级效率曲线，由图可以看出2.过滤风速

袋式除尘器的过滤风速是指气体通过滤袋表面时的平均速度。若以去qV表示通过滤袋的气体量（m3/h），A表示滤袋总面积（m2）,则过滤风速为：

工程上还使用比负荷gf的概念，它是指每平方米滤袋表面积每小时所过滤的气体量（m3）,因此比负荷为：

过滤风速（或比负荷）是反映袋式除尘器处理气体能力的重要技术指标，它对袋式除尘器的工作和性能都有很大影响。2.过滤风速袋式除尘器的过滤风速是指气体通过滤袋表3.袋式除尘器的阻力

袋式除尘器的阻力不仅决定着它的能耗，而且还决定着除尘效率和清灰的时间间隔。袋式除尘器的阻力影响因素：（1）结构设计；400pa,10m/s进出风道风速（2）粉尘浓度；（3）粉尘粒度；微细粉尘影响（4）湿度；（5）滤料的透气率；（6）过滤风速；0.8m/min（7）清灰效率；（8）管路系统正压影响及设备漏风。3.袋式除尘器的阻力袋式除尘器的阻力不仅决定袋式除尘器的阻力可按下式推算：

△P=△Pc+△Pf+△Pd(Pa)

式中△Pc——除尘器的结构阻力，

在正常过滤风速下，一般为400（Pa）左右；△Pf——清洁滤料的阻力（Pa）；△Pd——粉尘层的阻力（Pa）。袋式除尘器的阻力可按下式推算：4.滤料

滤料是袋式除尘器的主要部件为易耗品，其造价一般占设备费用的10~15%。除尘器的效率、阻力以及维护管理都与滤料的材质、性能和使用寿命有关。1）容尘量大，清灰后仍保留一部分粉尘在滤料上作初层，以保持较高的过滤效率；2）透气性能好，阻力低；3）抗拉、抗皱折、耐磨、耐高温、耐腐蚀，机械强度高；4）吸湿性小、易清灰；5）尺寸稳定性好，成本低，使用寿命长。滤料的性能除了与纤维本身的性质（如耐温、耐腐蚀、耐磨损等）有关外，还与滤料的结构有很大关系。（1）对滤料的要求4.滤料滤料是袋式除尘器的主要部件为易耗品，第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件1）毛织滤布（呢料）

通常用羊毛织成绒布，比棉布厚，纤维比棉纤维细，它的透气性好，阻力小，容尘量大，过滤效率高，耐酸不耐碱，只能用于90°C以下，价格比棉布高得多。2）尼龙（锦纶）

耐磨性能好，耐碱不耐酸，只能用于85℃以下。3）涤纶绒布

耐酸性能好，耐磨性能仅次于尼龙，清灰容易，阻力小，过滤效率高，可在130℃下长期使用，这是目前国内应用最普遍的一种滤料。4）诺梅克斯（高温尼龙）

耐磨性和耐酸、耐碱性能好，可在220℃下长期使用。国内生产的工业针刺滤料（仿诺梅克斯），其机械强度、耐温和耐腐蚀性能已达到美国诺梅克斯滤料的水平。(2)常用滤料的性能1）毛织滤布（呢料）通常用羊毛织成绒布，比棉布厚，纤维5）玻璃纤维

吸湿性小，抗拉强度大,耐酸性能好，但不耐磨,不耐折。可耐温240℃~300℃。目前国内在净化高温烟气时仍多采用玻璃纤维滤料。6）薄膜表面滤料

从美国戈尔公司引进的GORE-TEXR薄膜表面滤料,可耐温260℃，对微细粉尘，除尘效率也接近100%。为了使滤料能耐更高的温度，国外（如美、俄和德国）已有使用金属纤维（不锈钢）制成的滤料，这种滤料能承受600~700℃高温，同时具有良好的抗化学侵蚀性，能够用于高含尘浓度和采用较高的过滤风速。因其价格昂贵，只能在特殊情况下使用。5）玻璃纤维吸湿性小，抗拉强度大,耐酸性能好，但不耐5.袋式除尘器主要结构型式及分类1）机械清灰2）脉冲喷吹清灰3）逆气流清灰袋式除尘器有许多结构型式，通常可以根据以下特点进行分类。（1）按清灰方式可分为：5.袋式除尘器主要结构型式及分类1）机械清灰袋式除尘器有许

包括人工振打、机械振打和高频振荡等。一般来说，机械振打的振动强度分布不均匀，要求的过滤风速低，而且对滤袋的损伤较大，近年来逐渐被其他清灰方式所代替，但是由于某些机械振打方式简单，投资少，因而在不少场合仍在采用。

使滤袋振动一般有以下两种振打方式：a.垂直方向振打

采用垂直方向振打清灰效果好，但对滤袋的损伤较大，特别是对在滤袋下部。水平方向振打虽然对滤袋损伤较小，但在滤袋全长上的振打强度分布不均匀。b.腰部水平振打

采用腰部水平振打可减少振打强度分布不均匀性。在高温烟气净化中，如果用抗弯折强度较差的玻璃纤维作滤料时，应采用腰部水平振打方式。c.偏心轮扭转振打1）机械清灰包括人工振打、机械振打和高频振荡等。一般来说，机械振第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件2）脉冲喷吹清灰

它是以压缩空气为动力，利用脉冲喷吹机构在瞬间内喷出压缩空气，通过文氏管诱导数倍二次空气高速喷入滤袋，使滤袋产生冲击振动。同时在逆气流的作用下，将滤袋上的粉尘清除下来。这种方式的清灰强度大，可以在过滤工作状态下进行清灰，允许采用较大的过滤风速。中心喷吹脉冲袋式除尘器、环隙喷吹脉冲袋式除尘器、顺喷脉冲袋式除尘器、对喷脉冲袋式除尘器都是采用这种清灰方式。2）脉冲喷吹清灰它是以压缩空气为动力，利用脉冲第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件3）逆气流清灰

采用室外或循环空气以含尘气流相反的方向通过滤袋，使其上面的粉尘脱落。在这种清灰方式中，一方面是由于反向的清灰气流直接冲击尘块，另一方面由于气流方向的改变，滤袋产生胀缩振动而使尘块脱落。3）逆气流清灰采用室外或循环空气以含尘气流相反第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件a.回转反吹扁袋除尘器a.回转反吹扁袋除尘器回转反吹风扁袋式除尘器(实物)反吹风袋式除尘器(实物)回转反吹风扁袋式除尘器(实物)反吹风袋式除尘器(实物)b.脉动反吹风袋式除尘器

脉动反吹清灰就是对从反吹风机来的反吹气流给予脉动动作，它具有较强的清灰作用，但要有能使反吹气流产生脉动动作的机构，如回转阀等。b.脉动反吹风袋式除尘器脉动反吹清灰就是对c.反吸风袋式除尘器

处理大风量时，往往多采用反吸风袋式除尘器。其主要原因是：①由于通常的反吹风袋式除尘器袋长为4~6m,袋径为120~160mm，因而处理大风量时，需要的滤袋数量就多，占地面积就太大。采用反吸风，袋径可达300mm，袋长可达12m，个别长的可达到15~18m。②反吸风清灰结构比较简单，一个大袋室只用一套切换阀就可以③反吹风清灰消耗的能量较大，处理风量越大，耗电也越明显。c.反吸风袋式除尘器处理大风量时，往往多采用第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件1）圆袋

通常的袋式除尘器的滤袋都采用圆袋。圆袋结构简单，制作方便，便于清灰。滤袋直径一般为100~300mm，最大不超过600mm。直径太小有堵灰可能；直径太大，有效空间的利用较少。袋长为2~12m。2）扁袋

扁袋除尘器是由一系列扁长滤袋所组成。在除尘器体积相同的情况下，采用扁袋比圆袋多出30%以上过滤面积，即在过滤面积相同情况下，扁袋除尘器的体积要比圆袋小。但是扁袋的结构较复杂，换袋比较困难。（2）按滤袋形状可分为：1）圆袋通常的袋式除尘器的滤袋都采用圆袋。圆袋结构简单扁布袋式除尘机组圆筒脉冲布袋除尘器扁布袋式除尘机组圆筒脉冲布袋除尘器1）内滤式

含尘气体首先进入滤袋内部，由内向外过滤，粉尘积附在滤袋内表面。内滤式一般适用于机械清灰和逆气流清灰的袋式除尘器。2）外滤式

含尘气体由滤袋外部通过滤料进入滤袋内，粉尘积附在滤袋外表面。为了便于过滤，滤袋内要设支撑骨架（框架）。外滤式适用于脉冲喷吹袋式除尘器和回转反吹袋式除尘器.（3）按过滤方式可以分为：1）内滤式含尘气体首先进入滤袋内部，由内向外过滤，粉尘1）上进风

含尘气流由除尘器上部进入除尘器内。上进风有助于粉尘沉降，减少粉尘再附。2）下进风

含尘气流由除尘器下部进入除尘器内。（4）按进风方式可分为：1）上进风含尘气流由除尘器上部进入除尘器内。（4）按进第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件

在滤袋上添加预涂层来捕集污染物的除尘器称为预涂层袋式除尘器。袋式除尘器是一种高效除尘器，但传统的袋式除尘器难以处理粘着附性强的粉尘，不能同时去除含尘气体中的焦油成分、油成分、硫酸雾等污染物，否则滤料上就会出现硬壳般的结块，导致滤袋堵塞，使袋式除尘器失效。用它来处理低浓度含尘气体时，除尘效率也不高。

在袋式除尘器的滤袋上添加恰当的助滤剂作预涂层能够同时除脱气体中的固、液、气三相污染物，预涂层袋式除尘器的发明，为袋式除尘器的应用开拓了新的途径。6.滤料的预涂层过滤技术在滤袋上添加预涂层来捕集污染物的除尘器称为预涂1）预涂层袋式除尘器的结构和工作原理

预涂层袋式除尘器的除尘系统由预除尘器、助滤剂自动给料装置、预涂层袋式除尘器、排风机和消声器等组成。预除尘器内装有金属纤维状填充层，用以除去粗粉尘。

预涂层袋式除尘器由上部箱体、滤袋室、下部灰斗组成。滤袋室上部和下部均用花板隔开，花板固定在箱体上。滤袋为圆筒上下开放型，上端安装在上部花板上，下端固定在下部花板上，使之向上垂吊。1）预涂层袋式除尘器的结构和工作原理预涂层袋式除

预涂层袋式除尘器与传统的袋式除尘器主要不同之处，是配有助滤剂自动给料装置。在进行过滤前，由助滤剂给料装置自动把助滤剂预涂在滤袋内表面上，使滤袋内表面形成一性能良好的预涂层。预涂层由助滤剂附着层和助滤剂过滤层组成。图5-26预涂层除尘系统1－预除尘器2－助滤剂自动给料装置3－预涂层袋式除尘器4－排风机5－消声器6－排灰装置预涂层袋式除尘器与传统的袋式除尘器主要不同之处，是配2）助滤剂

目前用于预涂层袋式除尘器的助滤剂尚未定型，仍处于研究阶段。一般说来，比表面积大，涂于滤袋后不致使过滤阻力增加过多，并能吸附，吸收或中和气、液相污染物的微细粉料适合做助滤剂。选择恰当的助滤剂是提高预涂层袋式除尘器捕集效果的关键。3）预涂层袋式除尘器的主要特点①能净化含有焦油成分，油成分、硫酸雾、氟化物和露点以下的含尘气体，对粘着性固着性强的粉尘也比较容易处理。②由于助滤剂起保护滤料表面的作用，故滤袋的寿命可以延长。③可作为空气过滤器，用于净化精密机器、集成电路、制药厂、净化室、大型空气压缩机进口的低浓度含尘空气。2）助滤剂目前用于预涂层袋式除尘器的助滤剂尚未7.袋式除尘器的应用

袋式除尘器作为一种高效除尘器，应用广泛，它比电除尘器的结构简单，投资省，运行稳定，还可以回收因比电阻高而难于回收的粉尘；它与文氏管洗涤器相比，动力消耗小，回收的干粉尘便于综合利用，不存在泥浆处理的问题。因此，对于细而干燥的粉尘，采用袋式除尘器净化是适宜的。袋式除尘器不适用于净化含有油雾、凝结水及粘结性粉尘的气体，一般也不耐高温。此外，袋式除尘器占地面积较大，滤袋更换和检修较麻烦，工作环境也较差。7.袋式除尘器的应用袋式除尘器作为一种高效除本节主要内容：1.电除尘器的原理2.电除尘器的结构形式与主要部件3.影响电除尘器性能的主要因素4.新型电除尘器5.电除尘器的理论公式和设计计算6.静电强化复合式除尘器7.电除尘器的应用

电除尘器是利用高压电场使尘粒荷电，在库仓力作用下使粉尘从气流中分离出来的一种除尘设备。§6.2.6电除尘器本节主要内容：电除尘器是利用高压电场使尘粒荷电旋风除尘器对于

dp<5μm的粒子效率低，必须借助外力（电场力等）捕集更小的粒子

使尘粒荷电并在电场力的作用下沉积在集尘极上与其他除尘器的根本区别在于，分离力直接作用在粒子上，而不是作用在整个气流上具有耗能小、气流阻力小的特点旋风除尘器对于dp<5μm的粒子效率低，必须借助外力（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0.2～0.4kWh/1000m3对细粉尘有很高的捕集效率，可高于99％可在高温或强腐蚀性气体下操作电除尘器的主要优点第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件（1）粉尘的荷电1.电除尘器的工作原理

在电晕极与收尘极之间施加直流高电压，使电晕极附近的气体电离（即电晕放电，简称电晕），生成大量的自由电子和正离子。电晕放电一般只发生在非均匀电场中具有曲率半径较小的电晕极表面附近约2~3mm的小区域内，即所谓电晕区内。在电晕区内，正离子立即被电晕极（工业上应用的电除尘器采用负电晕极）吸引过去而失去电荷。自由电子则因受电场力的驱使向收尘极（正极）移动，并充满到两极间的绝大部分空间（电晕外区）。含尘气体通过电场空间时，正在向两极运动的自由电子和正离子通过碰撞和扩散而附在尘粒上，使尘粒荷电。（1）粉尘的荷电1.电除尘器的工作原理在

荷电粉尘在电场力作用下，向极性相反的电极运动。由于电晕外区的范围比电晕内区大得多，所以进入极间的大多数尘粒是带负电，朝着收尘极的方向运动而沉积在其上，只有少数尘粒会带正电而沉积在电晕极上。（2）粉尘的沉积（3）清灰

收尘极表面上的粉尘沉积到一定厚度后，用机械振打或其他清灰方式将其除去，使之落入灰斗中。电晕极也会附着少量粉尘，隔一定时间也要进行清灰。为保证电除尘器在高效率下运行，必须使上述三个过程进行得十分有效。荷电粉尘在电场力作用下，向极性相反的电极运动。第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件反电晕：是指沉积在阳极(集尘极)板表面上的高比电阻粉尘层所产生的局部放电现象。高比电阻粉尘到达阳极板后不易释放,其极性及电晕极相同，便排斥后来的荷电粉尘，由于粉尘层的电荷释放缓慢，粉尘间形成较大的电位梯度，当粉尘层中的电场强度大于其临界值时，就会在粉尘层的空隙间产生局部击穿，产生与阴极线极性相反的正离子，并向阴极线运动，中和电晕极带负电的粒子。其表现为电流增大，电压降低，粉尘二次飞扬严重，使得收尘性能显著恶化。反电晕：是指沉积在阳极(集尘极)板表面上的高比电阻粉尘层所产防止反电晕的措施：1.对烟气进行调质处理，如增湿、化学调质等。2.采用宽间距电除尘器3.采用高压脉冲供电系统（采用高压脉冲供电系统是彻底消除反电晕、解决高比电阻粉尘不易捕集的最有效手段。其工作原理是：在直流负高压上叠加作用时间短暂的脉冲电压。靠脉冲电压使气体电离，形成电晕电流。即在保持电场电压不下降的情况下，通过调整脉冲电压的频率及宽度，使沉集在收尘极上粉尘层的电晕电流密度和比电阻的乘积永远低于粉尘层的击穿电压，从而彻底避免反电晕现象。同时还可使电除尘器的能耗大幅度地下降，具有很好的经济效益。）防止反电晕的措施：电除尘器的结构型式很多，可以根据其不同特点，分成不同类型1）根据收尘极的形式，可分为管式和板式2）根据气流流动方式，可分为立式和卧式3）根据清灰方式，可分为干式和湿式4）根据分区方式，可分为单区和双区（1）结构型式2.电除尘器的结构型式和主要部件电除尘器的结构型式很多，可以根据其不同特点，分成不同类型（1第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件双区电除尘器单区电除尘器单区和双区电除尘器双区电除尘器单区电除尘器单区和双区电除尘器第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件（2）主要部件电除尘器由除尘器本体和供电装置两部分组成。除尘器本体包括：电晕极收尘极清灰装置气流分布装置外壳灰斗（2）主要部件电除尘器由除尘器本体和供电装置两部分组成。除第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件第6章---空气净化原理与设备-《通风工程(第2版)》教学课件

影响电除尘器性能的因素很多，除了结构形式、气流分布、工作电压等，粉尘的比电阻和气体含尘浓度对电除尘器的性能影响较大。3.影响电除尘器性能的主要因素（1）粉尘的比电阻

为了扩大电除尘器的应用范围，防止反电晕的发生，就必须解决高比电阻粉尘的收尘问题，大致可归纳为两种。

1）提高粉尘的导电性，降低粉尘的比电阻

影响电除尘器性能的因素很多，除了结构形式、气流分a.提高或降低气体温度b.喷雾增湿c.在烟气中加入导电添加剂a.飞灰b.水泥窑粉尘a.提高或降低气体温度a.飞灰

2）改变供电方式，采用新型结构的电除尘器湿式电除尘器脉冲供电电除尘器

2）改变供电方式，采用新型结构的电除尘器（2）气体含尘浓度

含尘浓度越高，电场内与电晕极极性相同的尘粒就越多。如果含尘浓度很高，电晕电场就会受到抑制，使电晕电流显著减少，甚至几乎完全消失，以致尘粒不能正常荷电，这种现象称为电晕闭塞。目前对造成电晕闭塞的含尘浓度极限值尚无准确数据，一般认为气体含尘浓度在40~60g/m3以下不会造成电晕闭塞。

（2）气体含尘浓度含尘浓度越高，电场内与电晕粉尘比电阻对除尘器伏安特性的影响

粉尘比电阻对除尘器伏安特性的影响防止电晕闭塞的措施主要有：1)提高电除尘器的工作电压，以加快电风速度；2)用放电强度高的电晕极（如芒刺形电极），以增强电风；3)增设预净化设备，当进口含尘浓度超过40g/m3时，应先进入其他除尘器（如旋风除尘器）进行初净化，然后再进入电除尘器。防止电晕闭塞的措施主要有：粉尘比电阻对有效驱进速度的影响

粉尘比电阻对有效驱进速度的影响粉尘比电阻对场强分布的影响粉尘比电阻对场强分布的影响Log10resistivity,Ω‧cmS含量对粉尘比电阻的影响Log10resistivity,Ω‧cmS含量对粉尘比电4.新型电除尘器（1）超高压宽间距电除尘器（2）原式电除尘器（3）双区电除尘器（4）三极预荷电极（5）横向极板电除尘器

（6）电凝并除尘器（7）透镜式电除尘器(ELSP)4.新型电除尘器（1）超高压宽间距电除尘器（2）原式

传统的板式电除尘器电压为50~70kV，极板间距为200~350mm。超高压宽间距电除尘器与传统的结构类似，不同的是将电压提高到80~200kV以上(即所谓超高压)，并将间距加宽到400~1000mm(即所谓宽间距)。在超高压宽间距电除尘器中，荷电尘粒除了受库仑力的作用外，更多的是受高电压下产生的电风(由于离子流对气体分子的作用，气体向收尘极的运动称为电风或离子风)的作用。（1）超高压宽间距电除尘器传统的板式电除尘器电压为50~70kV，极板间距为200

原氏电除尘器的收尘极由一系列圆管排列组成，电晕极为鱼骨形；同时在电晕极轴线上设有辅助电极，采用与收尘极同样的圆管3~5根，和电晕极交替布置。对辅助电极施加与电晕极极性相同的电压，可以产生高电场强度和低电流密度，这既有利于防止反电晕，又可捕集荷正电的粉尘，从而可以提高对高比电阻粉尘的捕集效率。（2）原式电除尘器1—鱼骨形电晕极(—)2—收尘极(+)

3—辅助电极(—)原氏电除尘器的收尘极由一系列圆管排列组成，电晕极为鱼（3）双区电除尘器

一般单区电除尘器,粉尘的荷电与沉积是在同一电场中进行,而双区电除尘器,则是分别在两个区段中进行,粉尘在荷电区荷电后,在沉积区(收尘区)内被捕集。武钢从联邦德国引进的YD-3型双区电除尘器具有以下特点:①电晕极采用正电晕。②荷电区电压为14kV,沉积区电压为7kV,仅为单区电除尘器的1/4~1/5。但由于极距仅8~10mm,为单区的1/12~1/15,所以电场强度可达8~10kV/cm,约比单区大1倍。由于沉积区电场强度大,有效驱进速度高,驱进距离短,因而除尘效率高。③由于沉积区是由一系列平行平板组成的均匀电场,在供电电压低于火花放电电压时,没有电晕电流,即使处理高比电阻粉尘,也不致产生反电晕。（3）双区电除尘器一般单区电除尘器,粉尘的荷电与沉（4