除尘装置课件

除尘装置

除尘装置从气体中除去或收集固态或液态粒子的设备称为除尘装置

湿式除尘装置

干式除尘装置

按分离原理分类：重力除尘装置（机械式除尘装置）

惯性力除尘装置（机械式除尘装置）离心力除尘装置（机械式除尘装置）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

第一节机械除尘器机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力）的作用使颗粒物与气体分离的装置，常用的有：重力沉降室惯性除尘器旋风除尘器重力沉降室重力沉降室是通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置

气流进入重力沉降室后，流动截面积扩大，流速降低，较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降

层流式和湍流式两种

层流式重力沉降室假定沉降室内气流为柱塞流；颗粒均匀分布于烟气中忽略气体浮力，粒子仅受重力和阻力的作用纵剖面示意图层流式重力沉降室沉降室的长宽高分别为L、W、H，处理烟气量为Q

气流在沉降室内的停留时间在t时间内粒子的沉降距离该粒子的除尘效率层流式重力沉降室对于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin=?

由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分级效率公式的一半作为实际分级效率

层流式重力沉降室提高沉降室效率的主要途径降低沉降室内气流速度增加沉降室长度降低沉降室高度沉降室内的气流速度一般为0.3～2.0m/s不同粉尘的最高允许气流速度层流式重力沉降室多层沉降室：使沉降高度减少为原来的1/（n+1），其中n为水平隔板层数

考虑清灰的问题，一般隔板数在3以下多层沉降室1.锥形阀；2.清灰孔；3.隔板湍流式重力沉降室湍流模式1－假定沉降室中气流处于湍流状态，垂直于气流方向的每个断面上粒子完全混合宽度为W、高度为H和长度为dx的捕集元，假定气体流过dx距离的时间内，边界层dy内粒径为dp的粒子都将沉降而除去湍流式重力沉降室粒子在微元内的停留时间被去除的分数对上式积分得边界条件：得因此，其分级除尘效率湍流式重力沉降室湍流模式2－完全混合模式，即沉降室内未捕集颗粒完全混合单位时间排出：（为除尘器内粒子浓度，均一）单位时间捕集：总分级效率湍流式重力沉降室三种模式的分级效率均可用归一化对Stokes颗粒，分级效率与dp成正比重力沉降室重力沉降室的优点结构简单投资少压力损失小（一般为50-100Pa）维修管理容易缺点体积大效率低仅作为高效除尘器的预除尘装置，除去较大和较重的粒子惯性除尘器机理沉降室内设置各种形式的挡板，含尘气流冲击在挡板上，气流方向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用，使其与气流分离

惯性除尘器结构形式冲击式－气流冲击挡板捕集较粗粒子反转式－改变气流方向捕集较细粒子冲击式惯性除尘装置a单级型b多级型反转式惯性除尘装置a弯管型

b百叶窗型

c多层隔板型旋风除尘器气流与尘粒的运动旋风除尘器内气流与尘粒的运动（续）切向速度决定气流质点离心力大小，颗粒在离心力作用下逐渐移向外壁到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗上涡旋－气流从除尘器顶部向下高速旋转时，一部分气流带着细小的尘粒沿筒壁旋转向上，到达顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，最后从排出管排出旋风除尘器旋风除尘器内气流的切向速度和压力分布

旋风除尘器切向速度外涡旋的切向速度分布：反比于旋转半径的n次方此处n

1，称为涡流指数

内涡旋的切向速度正比于半径

内外涡旋的界面上气流切向速度最大

交界圆柱面直径

dI=(0.6-1.0)de,de

为排气管直径

旋风除尘器径向速度

假定外涡旋气流均匀地经过交界圆柱面进入内涡旋平均径向速度

r0和h0分别为交界圆柱面的半径和高度，m

轴向速度外涡旋的轴向速度向下内涡旋的轴向速度向上在内涡旋，轴向速度向上逐渐增大，在排出管底部达到最大值

旋风除尘器旋风除尘器的压力损失

：局部阻力系数

A：旋风除尘器进口面积

局部阻力系数旋风除尘器型式XLTXLT⁄AXLP⁄AXLP⁄Bξ5.36.58.05.8旋风除尘器旋风除尘器的压力损失相对尺寸对压力损失影响较大，除尘器结构型式相同时，几何相似放大或缩小，压力损失基本不变

含尘浓度增高，压力降明显下降操作运行中可以接受的压力损失一般低于2kPa旋风除尘器旋风除尘器的除尘效率计算分割直径是确定除尘效率的基础

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，既除尘效率为50%

旋风除尘器旋风除尘器的除尘效率（续）对于球形Stokes粒子分割粒径dc确定后，雷思一利希特模式计算其它粒子的分级效率

另一种经验公式旋风除尘器旋风除尘器的除尘效率－模型2将旋风除尘器视为利用离心力进行沉降的沉降室沉降室长度为NπD沉降室高度为b沉降速度＝径向速度Vr活塞流纵向湍流旋风除尘器旋风除尘器分级效率曲线

旋风除尘器例题：已知XZT一90型旋风除尘器在选取R入口速度v1=13m/s时，处理气体量Q=1.37m3/s。试确定净化工业锅炉烟气（温度为423K，烟尘真密度为2.1g/cm3）时的分割直径和压力损失。已知该除尘器简体直径0.9m，排气管直径为0.45m，排气管下缘至锥顶的高度为2.58m，423K时烟气的粘度

（近似取空气的值）µ=2.4×10－5pa﹒s。

解:假设接近圆筒壁处的气流切向速度近似等于气流的入口速度，即v1=13m/s，取内、外涡旋交界圆柱的直径d0=0.7de，根据式

（6－10）由式

（6一9）得气流在交界面上的切向速度由式（6－12）计算旋风除尘器影响旋风除尘器效率的因素（续）比例尺寸在相同的切向速度下，筒体直径愈小，离心力愈大，除尘效率愈高；筒体直径过小，粒子容易逃逸，效率下降。锥体适当加长，对提高除尘效率有利排出管直径愈少分割直径愈小，即除尘效率愈高；直径太小，压力降增加，一般取排出管直径de=（0.4─0.65）D。特征长度（naturallength）-亚历山大公式旋风除尘器排出管以下部分的长度应当接近或等于，筒体和锥体的总高度以不大于五倍的筒体直径为宜。

旋风除尘器影响旋风除尘器效率的因素（续）比例尺寸对性能的影响比例变化性能趋向投资趋向压力损失效率增大旋风除尘器直径降低降低提高加长筒体稍有降低提高提高增大入口面积（流量不变）降低降低——增大入口面积（速度不变）提高降低降低加长锥体稍有降低提高提高增大锥体的排出孔稍有降低提高或降低——减小锥体的排出孔稍有提高提高或降低——加长排出管伸入器内的长度提高提高或降低提高增大排气管管径降低降低提高旋风除尘器影响旋风除尘器效率的因素（续）除尘器下部的严密性在不漏风的情况下进行正常排灰

锁气器(a)双翻板式(b)回转式

旋风除尘器影响旋风除尘器效率的因素（续）烟尘的物理性质气体的密度和粘度、尘粒的大小和比重、烟气含尘浓度

旋风除尘器影响旋风除尘器效率的因素（续）操作变量提高烟气入口流速，旋风除尘器分割直径变小，除尘器性能改善入口流速过大，已沉积的粒子有可能再次被吹起，重新卷入气流中，除尘效率下降效率最高时的入口速度

旋风除尘器结构形式进气方式分

切向进入式轴向进入式

a.直入切向进入式b.蜗壳切向进入式c.轴向进入式旋风除尘器结构形式（续）气流组织分

回流式、直流式、平旋式和旋流式

多管旋风除尘器

由多个相同构造形状和尺寸的小型旋风除尘器（又叫旋风子）组合在一个壳体内并联使用的除尘器组常见的多管除尘器有回流式和直流式两种

回流式多管旋风除尘器

旋风除尘器的设计选择除尘器的型式

根据含尘浓度、粒度分布、密度等烟气特征、及除尘要求、允许的阻力和制造条件等因素

根据允许的压力降确定进口气速，或取为12-25m/s确定入口截面A，入口宽度b和高度h

确定各部分几何尺寸

旋风除尘器的设计旋风除尘器的比例尺寸尺寸名称XLP/AXLP/BXLT/AXLT入口宽度，b入口高度，h筒体直径，D上3.85b下0.7D3.33b（b=0.3D）3.85b4.9b排出筒直径，de上0.6D下0.60.6D0.6D0.58D筒体长度，L上1.35D下1.0D1.7D2.26D1.6D锥体长度，H上0.50D下1.002.3D2.0D1.3D灰口直径，d10.0296D0.43D0.3D0.145D进口速度为右值时的压力损失12m/s700（600）5000（420）860（770）440（490）15m/s1100（940）890（700）1350（1210）440（490）18m/s1400（1260）1450（1150）1950（1740）990（1110）旋风除尘器的设计也可选择其它的结构，但应遵循以下原则

①为防止粒子短路漏到出口管，h≤s，其中s为排气管插人深度；②为避免过高的压力损失，b≤（D－de）/2；③为保持涡流的终端在锥体内部，（H+L）≥3D；④为利于粉尘易于滑动，锥角＝7o－8o；⑤为获得最大的除尘效率，de/D≈0.4－0.5，（H+L）/de≈8－10；s/de≈1；电除尘器电除尘器电除尘器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工作原理三个基本过程悬浮粒子荷电－高压直流电晕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－振打除去接地电极上的粉尘层并使其落入灰斗电除尘器的工作原理Fromwww.state.ia.us电除尘器的工作原理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电晕放电金属丝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－雪崩过程远离金属丝，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晕放电电晕放电起始电晕电压－开始产生电晕电流所施加的电压管式电除尘器内任一点的电场强度起始电晕电压与烟气性质和电极形状、几何尺寸等因素有关，起始电晕所需要电场强度（皮克经验公式）

一空气的相对密度m－导线光滑修正系数，无因次，0.5<m<1.0在r=a时（电晕电极表面上），起始电晕电压电晕放电

正、负电晕极在空气中的电晕电流一电压曲线

电晕区范围逐渐扩大至使极间空气全部电离－电场击穿；相应的电压－击穿电压在相同电压下通常负电晕电极产生较高的电晕电流，且击穿电压也高得多工业气体净化倾向于采用稳定性强，操作电压和电流高的负电晕极；空气调节系统采用正电晕极，好处在于其产生臭氧和氮氧化物的量低电场荷电粒子荷电电荷累积粒子场强增加没有气体分子能够到达粒子表面，电荷饱和电场荷电粒子获得的饱和电荷

－真空介电常数，等于8.85×10-12

一电场强度，V/m

一粒子相对介电常数

影响电场荷电的因素

粒径dp和介电常数ε电场强度E0和离子密度N0

一般粒子的荷电时间仅为0.1s，相当于气流在除尘器内流动10一20cm所需要的时间，一般可以认为粒子进入除尘器后立刻达到了饱和电荷扩散荷电与电场电荷过程相反，不存在扩散荷电的最大极限值（根据分子运动理论，不存在离子动能上限）

荷电量取决于离子热运动的动能、粒子大小和荷电时间

扩散荷电理论方程

k一玻尔兹曼常数，1.38×10－23J/KT一气体温度，KN0－离子密度，个/m3e－电子电量，e＝1.6×10－6C

一气体离子的平均热运动速度，m/s电场荷电和扩散荷电的综合作用处于中间范围

（0.15－0.5μm）的粒子，需同时考虑电场荷电和扩散荷电根据Robinson的研究，简单地将电场荷电和扩散荷电的电荷相加，可近似地表示两种过程综合作用时的荷电量，与实验值基本一致电场荷电和扩散荷电的综合作用例题

利用下列数据，决定电场和扩散荷电综合作用下粒子荷电量随时间的变化。已知ε＝5，E0＝3×106V/m，T＝300K，N=2×1015离子/m3，=467m/s，dp＝0.1，0.5和1.0μm。解：由方程

（6-31）得电场荷电的饱和电荷由方程

（6-32）可以计算扩散荷电过程的荷电量随时间的变化那么电场荷电和扩散荷电的综合作用例题（续）粒子荷电量随时间和粒径的变化

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

荷电粒子的运动和捕集驱进速度

力平衡关系t＝0时，＝0，则最终得驱进速度驱进速度

e的指数项是一个很大的数值。例如，密度为1g/cm3、直径为10μm的球状粉尘粒子，在空气中有若t>10－2s，完全可以忽略不计所以，驱进速度驱进速度驱进速度与粒径和场强的关系当颗粒直径为2～50m时，与粒径成正比捕集效率捕集效率一德意希公式

德意希公式的假定:除尘器中气流为紊流状态在垂直于集尘表面的任一横断面上粒子浓度和气流分布是均匀的粒子进入除尘器后立即完成了荷电过程忽略电风、气流分布不均匀、被捕集粒子重新进入气流等影响

捕集效率dt时间内在长度为dx的空间所捕集的粉尘量为由dt＝dx/u积分最终得捕集效率捕集效率随粒径的变化有效驱进速度当粒子的粒径相同且驱进速度不超过气流速度的10％－20％时，德意希方程理论上才是成立的

作为除尘总效率的近似估算，ω应取某种形式的平均驱进速度有效驱进速度－实际中常常根据在一定的除尘器结构型式和运行条件下测得的总捕集效率值，代入德意希方程式中反算出的相应驱进速度值，以ωe表式有效驱进速度粉尘种类驱进速度（m/s）粉尘种类驱进速度（m/s）煤粉（飞灰）0.10－0.14冲天炉（铁－焦比＝10）0.03－0.04纸浆及选纸0.08水泥生产（干法）0.06－0.07平炉0.06水泥生产（湿法）0.10－0.11酸雾（H2SO4）0.06－0.08多层床式焙烧炉0.08酸雾（TiO2）0.06－0.08红磷0.03飘旋焙烧炉0.08石膏0.16－0.20催化剂粉尘0.08二级高炉（80％生铁）0.125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进入气流在湿式电除尘器中，用水冲洗集尘极板在干式电除尘器中，一般用机械撞击或电极振动产生的振动力清灰电除尘器结构－电晕电极电晕电极

常用的有直径3mm左右的圆形线、星形线及锯齿线、芒刺线等

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

a.圆形线

b.星形线

c.锯齿线

d.芒刺线电除尘器结构－电晕电极电晕电极

电晕线固定方式重锤悬吊式管框绷线式

电除尘器结构－集尘极集尘极集尘极结构对粉尘的二次扬起，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下述基本要求振打时粉尘的二次扬起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，希望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、多孔板分布格子、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%。电除尘器结构－气流分布板气流分布不均匀时，电除尘器通过率的校正系数FV粉尘比电阻通常所需要的粉尘的最小导电率是10－10（Ω/cm）－1

高比电阻粉尘－导电率低于大约10－10（Ω/cm）－1，即电阻率大于1010Ω/cm的粉尘影响粉尘层比电阻除粒子温度和组成之外，还包括粒子大小和形状，粉尘层厚度和压缩程度，施加于粉尘层的电场强度等

在评价电除尘器的操作性能时应根据现场测得的粉尘比电阻数据

粉尘比电阻烟气湿度和温度对粉尘比电阻的影响a.飞灰b.水泥窑粉尘粉尘比电阻高比电阻粉尘对电除尘器性能的影响

高比电阻粉尘会干扰电场条件，导致除尘效率下降低于10Ω/cm时，比电阻几乎对除尘器操作和性能没有影响比电阻介于1010－1011Ω/cm之间时，火花率增加，操作电压降低高于1010Ω/cm时，产生明显反电晕粉尘比电阻粉尘比电阻对除尘器伏安特性的影响

粉尘比电阻粉尘比电阻对有效驱进速度的影响

粉尘比电阻粉尘比电阻对场强分布的影响

粉尘比电阻克服高比电阻影响的方法

保持电极表面尽可能清洁采用较好的供电系统烟气调质增加烟气湿度，或向烟气中加入SO3、NH3，及Na2CO3等化合物，使粒子导电性增加。最常用的化学调质剂是SO3

改变烟气温度向烟气中喷水，同时增加烟气湿度和降低温度发展新型电除尘器

烟气调质S含量对粉尘比电阻的影响电除尘器的选择和设计电除尘器的选择和设计仍然主要采用经验公式类比方法

参数符号取值范围板间距S23－28cm驱进速度ω3－18cm/s比集尘极表面积A/Q300－2400m2（1000m3/min）气流速度v1－2m/s长高比L/H0.5－1.5比电晕功率Pc/Q1800－18000W/1000m3/min电晕电流密度Ic/A0.05－1.0A/m2平均气流速度

烟煤锅炉v1.1－1.6m/s褐煤锅炉v1.8－2.6m/s电除尘器的选择和设计比集尘表面积的确定

根据运行和设计经验，确定有效驱进速度ωe按德意希方程求得比集尘表面积A/Q长高比的确定集尘板有效长度与高度之比，直接影响振打清灰时二次扬尘的多少要求除尘效率大于99%时，除尘器的长高比至少要1.0－1.5。电除尘器的选择和设计气流速度的确定通常由处理烟气量和电除尘器过气断面积，计算烟气的平均流速平均流速高于某一临界速度时，作用在粒子上的空气动力学阻力会迅速增加，粉尘的重新进入量亦迅速增加气体的含尘浓度如果气体含尘浓度很高，电场内尘粒的空间电荷很高，易发生电晕闭塞应对措施－提高工作电压，采用放电强烈的芒剌型电晕极，电除尘器前增设预净化设备等湿式除尘器湿式除尘器湿式除尘器根据湿式除尘器的净化机理，大致分为重力喷雾洗涤器旋风洗涤器自激喷雾洗涤器板式洗涤器填料洗涤器文丘里洗涤器机械诱导喷雾洗涤器

湿式除尘器主要湿式除尘装置的性能和操作范围装置名称气体流速（m/s）液气比（l/m3）压力损失（Pa）分割直径（μm）喷淋塔0.1－22－3100－5003.0填料塔0.5－12－31000－25001.0旋风洗涤器15－450.5－1.51200－15001.0转筒洗涤器（300－750r/min）0.7－2500－15000.2冲击式洗涤器10－2010－500－1500.2文丘里洗涤器60－900.3－1.53000－80000.1湿式除尘器的优点

在耗用相同能耗时，

比干式机械除尘器高。高能耗湿式除尘器清除0.1

m以下粉尘粒子，仍有很高效率

可与静电除尘器和布袋除尘器相比，而且还可适用于它们不能胜任的条件，如能够处理高温，高湿气流，高比电阻粉尘，及易燃易爆的含尘气体在去除粉尘粒子的同时，还可去除气体中的水蒸气及某些气态污染物。既起除尘作用，又起到冷却、净化的作用湿式除尘器的缺点

排出的污水污泥需要处理，澄清的洗涤水应重复回用

净化含有腐蚀性的气态污染物时，洗涤水具有一定程度的腐蚀性，因此要特别注意设备和管道腐蚀问题不适用于净化含有憎水性和水硬性粉尘的气体寒冷地区使用湿式除尘器，容易结冻，应采取防冻措施

湿式除尘器的除尘机理惯性碰撞参数与除尘效率

简化模型含尘气体与液滴相遇，在液滴前xd处开始绕过液滴流动，惯性较大的尘粒继续保持原来的直线运动。尘粒从脱离流线到惯性运动结束时所移动的直线距离为粒子的停止距离xs，若xs大于xd；尘粒和液滴就会发生碰撞惯性碰撞参数与除尘效率定义惯性碰撞参数NI：停止距离xs与液滴直径dD的比值对斯托克斯粒子up：粒子运动速度uD：液滴运动速度dD：液滴直径

惯性碰撞参数与除尘效率除尘效率：NI值越大，粒子惯性越大，则ηII越高对于势流和粘性流，ηII=f(NI)有理论解，一般情况下，JohnStone等人的研究结果

K—关联系数，其值取决于设备几何结构和系统操作条件L—液气比，l/m3

接触功率与除尘效率

根据接触功率理论得到的经验公式，能够较好地关联湿式除尘器压力损失和除尘效率之间的关系接触功率理论：假定洗涤器除尘效率仅是系统总能耗的函数，与洗涤器除尘机理无关接触功率与除尘效率

总能耗Et:气流通过洗涤器时的能量损失EG+雾化喷淋液体过程中的能量消耗EL

ΔPG:气体压力损失，PaPL:液体入口压力，PaQL,QG:液体和气体流量，m3/s接触功率与除尘效率除尘效率其中，传质单元数－除尘器的特性参数（见下页）

接触功率与除尘效率

粉尘和尘源类型1L－D转炉粉尘4.4500.46632滑石粉3.6260.35063磷酸雾2.3240.63124化铁炉粉尘2.2550.62105炼钢平炉粉尘2.0000.56886滑石粉2.0000.65667从硅钢炉升华的粉尘1.2260.45008鼓风炉粉尘0.9550.89109石灰窑粉尘3.5671.052910从黄铜熔炉排出的氧化锌2.1800.531711从石灰窑排出的碱2.2001.229512硫酸铜气溶胶1.3501.067913肥皂生产排出的雾1.1691.414614从吹氧平炉升华的粉尘0.8801.619015没有吹氧的平炉粉尘0.7951.5940除尘器的特性参数分割粒径与除尘效率分割粒径法：基于分割粒径能全面表示从气流中分离粒子的难易程度和洗涤器的性能多数惯性分离装置的分级通过率可以表示为da:粒子的空气动力学直径Ae，Be:均为常数对填充塔和筛板塔，Be=2；离心式洗涤器，Be=0.67；文丘里洗涤器（当NI=0.5-5），Be=2分割粒径与除尘效率通过率与分割粒径的关系喷雾塔洗涤器则立式逆流喷雾塔靠惯性碰撞捕集粉尘的效率可以用下式预估ut

一液滴的终末沉降速度，m/sVG－空塔断面气速，m/sz－气液接触的总塔高度，m

d－单个液滴的碰撞效率喷雾塔洗涤器单液滴捕集效率ηd可用下式表示对于Stokes粒子，紊流过渡区，

牛顿区，

喷雾塔洗涤器错流式喷雾塔错流式中，垂直方向气速=0，,所以喷雾塔洗涤器喷雾塔结构简单、压力损失小，操作稳定，经常与高效洗涤器联用捕集粒径较大的粉尘严格控制喷雾的组成，保证液滴大小均匀，对有效的操作是很有必要旋风洗涤器干式旋风分离器内部以环形方式安装一排喷嘴，就构成一种最简单的旋风洗涤器喷雾作用发生在外涡旋区，并捕集尘粒，携带尘粒的液滴被甩向旋风洗涤器的湿壁上，然后沿壁面沉落到器底在出口处通常需要安装除雾器旋风水膜除尘器

喷雾沿切向喷向筒壁，使壁面形成一层很薄的不断下流的水膜含尘气流由筒体下部导入，旋转上升，靠离心力甩向壁面的粉尘为水膜所粘附，沿壁面流下排走

旋风洗涤器旋风洗涤器的压力损失范围一般为0.5－1.5kPa，可以下式进行估算

－旋风洗涤器的压力损失，pa－喷雾系统关闭时的压力损失，Pa－液滴密度，kg/m3－液滴初始平均速度，m/s文丘里洗涤器除尘过程

含尘气体由迸气管进入收缩管后，流速逐渐增大，气流的压力能逐渐转变为动能在喉管入口处，气速达到最大，一般为50－180m/s洗涤液

（一般为水）通过沿喉管周边均匀分布的喷嘴进入，液滴被高速气流雾化和加速充分的雾化是实现高效除尘的基本条件

文丘里洗涤器气速、液滴速度和捕集效率文丘里洗涤器通常假定微细尘粒以气流相同的速度进人喉管洗涤液滴的轴向初速度为零，由于气流曳力在喉管部分被逐渐加速。在液滴加速过程中，由于液滴与粒子之间惯性碰撞，实现微细尘粒的捕集碰撞捕集效率随相对速度增加而增加，因此气流入口速度必须较高

文丘里洗涤器几何尺寸进气管直径D1按与之相联管道直径确定收缩管的收缩角α1常取23o－25o喉管直径DT按喉管气速vT确定，其截面积与进口管截面积之比的典型值为1：4vT的选择择要考虑到粉尘、气体和洗涤液的物理化学性质、对洗涤器效率和阻力的要求等因素L1

1

2ConvergingsectionthroatDivergingsectionDTD1D2L2文丘里洗涤器几何尺寸（续）扩散管的扩散角α2一般为5o一7o出口管的直径Dz按与其相联的除雾器要求的气速确定

L1

1

2ConvergingsectionthroatDivergingsectionDT文丘里洗涤器压力损失高速气流的动能要用于雾化和加速液滴，因而压力损失大于其它湿式和干式除尘器卡尔弗特等人基于气流损失的能量全部用于在喉管内加速液滴的假定，发展了计算文丘里洗涤器压力损失的数学模式文丘里洗涤器压力损失（续）卡尔弗压力损失模式：基于喉管内气流方向上dx段的力平衡令x=0处（液体注入点）液滴在x方向的速度为零，积分得文丘里洗涤器压力损失（续）假定：1.在喉管内气流速度为常数；2.气体流动为不可压缩的绝热过程；3.在任何断面上液气比不变；4.液滴直径为常数；5.液滴周围压力是对称的，因而可以忽略根据作用在液滴上的惯性力与阻力的平衡mD－液滴质量AD－液滴在垂直于流动方向上的截面积CD－阻力系数文丘里洗涤器压力损失（续）对于球形液滴因为，所以文丘里洗涤器压力损失（续）积分得或根据由多种型式文丘里洗涤器得到的实验数据间的关系，海斯凯茨（Hesketh）提出了如下方程式文丘里洗涤器液滴平均直径的估算拔山一彭泽的经验公式估算液滴体积一表面积平均直径

VT：喉管气流速度，m/s

：液体表面张力，N/m

：液体的粘度，Pas

L：液体的密度，kg/m3QL/QG：同单位

文丘里洗涤器除尘效率

卡尔弗特等人作了一系列简化后提出下式以计算文丘里洗涤器的通过率

和－分别为洗涤液和粉尘的密度g/cm3；－气体粘度，10－1Pa.s；－文丘里洗涤器压力损失，cmH2O。－粉尘粒径，μm；一经验常数，在该表达式中为0.1－0.4。

文丘里洗涤器文丘里洗涤器性能气流速度、液气比之间的关系文丘里洗涤器例题：以液气比为1.0l/m3的速率将水喷入文丘里洗涤器的喉部，气体流速为122m/s，密度和粘度分别为1.15kg/m3和

2.08×10－5kg/（m/s），喉管横断面积为0.08m2，参数f取为0.25，对于粒径为1.0μm、密度为1.5g/m3的粒子，试确定气流通过该洗涤器的压力损失和粒子的通过率解:由式（6－53）现在运用海斯凯茨提出的式（6－54），得除尘器工作原理工作原理截留、惯性碰撞除尘器工作原理工作原理扩散、电沉积除尘器工作原理工作原理筛分袋式除尘器采用纤维织物作滤科的袋式除尘器（主要讨论），在工业尾气的除尘方面应用较广除尘效率一般可达99%以上效率高，性能稳定可靠、操作简单，因而获得越来越广泛的应用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，可在机械振动的作用下从滤料表面脱落，落人灰斗中粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作

用，在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉层初层袋式除尘器的工作原理新鲜滤料的除尘效率较低粉尘初层形成后，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袋式除尘器的工作原理袋式除尘器的分级效率曲线

袋式除尘器除尘效率的影响因素粉尘负荷过滤速度烟气实际体积流量与滤布面积之比，也称气布比过滤速度是一个重要的技术经济指标。选用高的过滤速度，所需要的滤布面积小，除尘器体积、占地面积和一次投资等都会减小，但除尘器的压力损失却会加大。一般来讲，除尘效率随过滤速度增加而下降过滤速度的选取还与滤料种类和清灰方式有关袋式除尘器的除尘效率丹尼斯

（Dennis）和克莱姆（Klemm）提出了一系列方程，以预测袋式除尘器的粉尘出口浓度和穿透率

－粉尘出口浓度，g/m3－无量纲常数－表面过滤速度，m/s－粉尘入口浓度，g/m3－脱落浓度（常数），g/m3－粉尘负荷，g/m2

DennisandKlemm取=0.5袋式除尘器的压力损失

压力损失：重要的技术经济指标，不仅决定着能量消耗，而且决定着除尘效率和清灰间隔时间等

—粉尘或滤料的渗透率（permeability），由实验测定

—粉尘或滤料的厚度

—

通过洁净滤料的压力损失，100~130Pa;

—

通过粉尘层（dustcake）的压力损失；两者均可以达西定律表示袋式除尘器的压力损失渗透率K是沉积粉尘层性质，如孔隙率、比表面积、孔隙大小分布和粉尘粒径分布等的函数对于给定的滤料和操作条件，滤料的压力损失基本上是一个常数通过袋式除尘器的压力损失主要由决定袋式除尘器的压力损失在时间t内，沉积在滤袋上的粉尘质量m可以表示为因此粉尘层的压力损失令，定义为颗粒层的比阻力系数，因此－滤袋的过滤面积一烟气中粉尘浓度袋式除尘器的压力损失

对于给定的烟气特征和粉尘层渗透率，与粉尘浓度C和过滤时间t成线性关系，而与过滤速度的平方成正比

－气体粘度，10－1Pa.s

－比表面参数，，cm－1MMD－粉尘粒子的质量中位径，cm

－粉尘粒子的几何标准偏差－粒子的真密度，g/cm3

－坎宁汉校正系数－颗粒堆积密度与真密度的比值

若已知粉尘的粒径分布、堆积密度和真密度，可以利用丹尼斯和克莱姆提出的下述方程式估算粉尘的比阻力系数袋式除尘器的滤料滤料种类

按滤料材质分天然纤维棉毛织物，适于无腐蚀、350-360K以下气体无机纤维主要指玻璃纤维，化学稳定性好，耐高温；质地脆合成纤维性能各异，满足不同需要，扩大除尘器的应用领域袋式除尘器的滤料滤料种类

按滤料结构分滤布（编织物）毛毡－工艺简单；致密，除尘效率高；容尘量小，易于清灰袋式除尘器的滤料滤料名称直径（μm）耐温性能（K）吸水率（％）耐酸性耐碱性强度长期最高棉织物（植物短纤维）10－20348－3583688很差稍好1蚕丝（动物长纤维）18353－36337316－22

羊毛（动物短纤维）5－15353－36337310－15稍好很差0.4尼龙

348－3583684.0－4.5稍好好2.5奥纶

398－4084236好差1.6涤纶（聚脂）

4134336.5好差1.6玻璃纤维（用硅酮树脂处理）5－8523

4.0好差1芳香族聚酰胺（诺梅克斯）

4935334.5－5.0差好2.5聚四氟乙烯

493－523

0很好很好2.5

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袋式除尘器的清灰机械振动清灰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袋式除尘器的清灰脉冲喷吹清灰

利用4一7atm的压缩空气反吹，压缩空气的脉冲产生冲击波，使滤袋振动，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，通常为60s袋式除尘器的清灰脉冲喷吹清灰清洁气体脉冲气体集流箱脉冲管滤袋含尘气体入口隔膜阀管板进气栅板支撑框典型脉冲喷灰式布袋除尘器袋式除尘器的清灰脉冲喷吹清灰

脉冲喷吹耗用压缩空气量脉冲喷吹清灰实现了全自动清灰，净化效率达99%；过滤负荷较高，滤袋磨损轻，运行安全可靠一滤袋总数，条一脉冲周期，min一安全系数，取1.5一每条滤袋喷吹一次耗用的压缩空气量

袋式除尘器的选择、设计和应用设计流程选择过滤介质：与温度和气体与粉尘的其他性质相适应选择清灰方式：与滤布相适应计算气布比计算穿透率计算需要的过滤面积和袋室数目提出风机和管道的技术要求经济核算袋式除尘器的选择、设计和应用

选择与设计

（1）选定除尘器型式、滤料及清灰方式根据对除尘效率的要求、厂房面积、投资和设备定货的情况等，选定除尘器类型根据含尘气体特性，选择合适的滤料根据除尘器型式、滤料种类、气体含尘浓度、允许的压力损失等便可初步确定清灰方式袋式除尘器的选择、设计和应用选择与设计清灰方式应用气布比主要清灰方式主要滤布种类粉尘粒径密度谷物加工12-14RAF大低石灰石（采石场）6-8PJF大中氧化铅1.5-2SW小高煤飞灰（采暖锅炉）2-3RAW小中煤飞灰（工业锅炉）4-5PJW/F中中水泥（窑炉）2-3RAW中中注：RA——空气反吹；

PJ——脉冲喷吹；S——振打清灰；F——毡制；W——纺织袋式除尘器的选择、设计和应用选择与设计滤料的比较

滤料相对费用（US$）温度（℉）聚酯6275诺梅克斯14400特氟隆45450玻璃纤维布25500Hugglas30