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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章 除尘装置,教学内容:,机械除尘器,电除尘器,湿式除尘器,过滤式除尘器,除尘器的选择与发展,1,第六章 除尘装置,1.教学要求：,要求了解除尘器的类型，包括各种干式和湿式除尘器，理解和掌握电除尘器、过滤式除尘器设计等。,2. 教学重点,掌握机械除尘器作原理、结构与设计；电除尘器的工作原理，了解其选型和设计；掌握过滤式除尘器的工作原理，了解其选型和设计；了解除尘系统的选择设计与除尘器的发展。,3、教学难点,电除尘器的工作原理，过滤式除尘器的工作原理及设计。,建议学时数：6-8学时,2,除尘装置概述,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,袋式除尘,电除尘,重力除尘,惯性除尘,湿式除尘,3,1 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,4,一、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,5,层流区：雷诺数,Rep,1,，,对球形粒子而言：,当介质为空气时,p,则有：,由上式可见,u,s,若,dp,小，则,u,s,就小，故小颗粒就难分离。,若将雷诺数,R,ep,=1,代入，可求出尘粒沉降时的临界粒径,d,c,。,得,代入得：,一、重力沉降室,6,工业粉尘粒径大致为,1,100,m,，,粒径小于,5,m,的尘粒实际沉降速度要比,Stocks,定律预示的大，需修正。故,dp,5m,的尘粒：,u,s,=cu,s,c,为修正系数，在空气中温度为,20,，压强为,1,atm,时，,dp,为,m,。,在其它温度下，,Kc,值就变化，,一、重力沉降,7,1.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,8,1.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,9,1.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,d,min,= ?,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,10,1.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0.32.0m/s,不同粉尘的最高允许气流速度,11,1.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,12,2.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,d,p,的粒子都将沉降而除去,13,2.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,14,2.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,s,i,n,i,u,s,LW,15,2.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d,p,成正比,16,3.重力沉降室优缺点,重力沉降室的优点,结构简单,投资少,压力损失小（一般为50100Pa）,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,17,4.,重力沉降室的设计,假设通过重力沉降室断面的水平气流的速度,V,分布是均匀的，呈层流状态；入口断面上粉尘分布均匀（即每个颗粒以自己的沉降末端速度沉降，互不影响）；在气流流动方向上尘粒和气流速度相等，就可得到除尘设计的简单模式。,（,1,）沉降时间和（最小粒径时的）沉降速度,尘粒的沉降速度为,u,s,，沉降室的长、宽、高分别为,L,、,W,、,H,，,要使沉降速度为,u,s,的尘粒在沉降室内全部去除，气流在沉降室内的停留时间,t,（ ）,应大于或等于尘粒,从顶部沉降到灰斗的时间（ ），,即：,18,4.,重力沉降室的设计,19,将,代入 ，可求出,沉降室能100%捕集的最,小粒径,d,min,上式是在理想状况下得到的，实际中常出现反混现象，工程上常用,36,代替式中的,18,，这样理论和实践更接近。室内的气流速度,v,0,应根据尘粒的密度和粒径确定。一般取,0.,3,2m/s,。,沉降室的设计,:,1).,沉降时间 ;,2).,沉降速度,(,按要求沉降的最小颗粒,),3).,沉降室尺寸,4.,重力沉降室的设计,20,（,2,）沉降室尺寸,先按 算出捕集尘粒的沉降速度,u,s,，,假设沉降室内的气流速度,V,0,和沉降室高度,H,（,或宽度,W,），,而后求沉降室的长度和宽度（或高度）。,Q=WHV,0,=WLu,s,沉降室长度：,沉降室宽度：,Q,为处理气流量，,m,3,/s,21,（,3,）设计要求,1,保证粉尘能沉降，,L,足够长；,2,气流在沉降室的停留时间要大于尘粒沉降所需的时间。,3,能,100%,沉降的最小粒径,（4）,设计的主要内容,：,根据粒径,dp,算出,1,）,u,s,；,2,）,初步确定了,V,0,、,H,，,根据 求长度,L,。,3,）,根据进气量,Q,求宽度,w,，,Q=V,0,WH.,22,二、惯性除尘器,1.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,23,二、惯性除尘器,2.惯性除尘器结构形式,冲击式气流冲击挡板捕集较粗粒子,冲击式惯性除尘装置,a单级型 b多级型,24,二、惯性除尘器,反转式改变气流方向捕集较细粒子,反转式惯性除尘装置,a,弯管型,b,百叶窗型,c,多层隔板型,25,设备示意图,弯管惯性除尘,3.惯性除尘器应用,一般净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘,净化效率不高，,一般只用于多级除尘中的一级除尘，,捕集1020m以上的粗颗粒,压力损失1001000Pa,冲击式,反转式,26,旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离,的装置,。,用来分离粒径大于510,m,以上的的颗粒物。工业上已有100多年的历史。,特点：结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，压力损失较大，动力消耗也较大，可用于各种材料制造，能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物。,缺点：效率80%左右，捕集,F,D,，颗粒移向外壁,若,F,C,即满足要求，否则按要求重新计算。,确定型号规格,计算压力损失。,59,经验法：,计算所要求的除尘效率,；,选定除尘器的结构型式；,根据选用的除尘器的,Vi,实验曲线，确定入口风速,Vi；,根据气量,Q，,入口风速,Vi,计算进口面积,A；,由旋风器的类型系数,求除尘器筒体直径,D，,然后便从手册中查到所需的型号规格。,6.旋风除尘器的设计,60,尺寸比例,1筒体直径,D,：D,愈小，愈能分离细小颗粒，但过小易引起堵塞。,为此，有人用,作为限制指标。,D：150-200mm800-1100mm,若处理气量大，可并联使用或采用多管式旋风器。,2入口尺寸（圆形和矩形）,为减小颗粒的入射角，一般采用矩形（长,H、,宽,B、,面积,A、）,类型系数,k,一般取0.07-0.3，蜗壳型入口的,k,较大，,D,较小，处理气量,Q,大，,H/B,为2-4。,61,3排气管：,多为圆形，且与筒体同心，一般,d=(0.4-0.6)D,0。,深度,h：,切线式,h,小，则压损小，但效率降低。经验取,h)D,e,或稍低于入口管底部。,4筒体,L,1,、,锥体,L,2,：,L,1,=（1.4-2.0）D,L,2,=（2.0-3.0）D,L,1,+ L,2,5D（3-4）D,L,1,/ L,2,1.5/2.5,较宜。,5圆锥角,：,一般取20-30,6排尘口直径,Dc,：Dc=(0.25-0.5)D,0,，,一般,Dc70mm,62,6.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 1225 m/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,63,CLT/A型旋风除尘器,64,XLP型旁路式旋风除尘器,65,6.旋风除尘器的设计,（,续,）,旋风除尘器的比例尺寸,尺寸名称,XLP/A,XLP/B,XLT/A,XLT,入口宽度，,b,入口高度，,h,筒体直径，,D,上3.85,b,下0.7,D,3.33,b,（b=0.3,D,）,3.85,b,4.9,b,排出筒直径，,d,e,上0.6,D,下0.6,D,0.6,D,0.6,D,0.58,D,筒体长度，,L,上1.35,D,下1.0,D,1.7,D,2.26,D,1.6,D,锥体长度，,H,上0.50,D,下1.00,D,2.3,D,2.0,D,1.3,D,灰口直径，,d,1,0.296,D,0.43,D,0.3,D,0.145,D,进口速度为右值时的压力损失,12m/s,700（600）,5000（420）,860（770）,440（490）,15m/s,1100（940）,890（700）,1350（1210）,670（770）,18m/s,1400（1260）,1450（1150）,1950（1740）,990（1110）,66,6.旋风除尘器的设计（续）,也可选择其它的结构，但应遵循以下原则,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；,为避免过高的压力损失，,b,（,D,d,e,）,/2,；,为保持涡流的终端在锥体内部，（,H,+,L,）3D；,为利于粉尘易于滑动，锥角7,o,8,o,；,为获得最大的除尘效率，,d,e,/,D,0.40.5，,（,H,+,L,）/,d,e,810；,s,/,d,e,1；,67,6.旋风除尘器的设计（续）,P,177,【,例6-2,】,已知烟气处理量,Q,=5000m,3,/h,，烟气密度,=1.2kg/ m,3,，允许压力损失为,900Pa,。,若选用,XLP/B,型旋风除尘器，试求其主要尺寸。,解：由式（6,26,）,根据表,6,1,，,5.8,v,1,的计算值与表,5,3,的气速与压力降数据一致。,参考,XLP/B,品系列；取,D,=700mm,，,68,小结,一、重力沉降室设计要求,1保证粉尘能沉降，,L,足够长；,2气流在沉降室的停留时间要大于尘粒沉降所需的时间。,3能100%沉降的最小粒径,二、旋风除尘器的设计步骤：,尺寸比例确定；,旋风除尘器的压力降；,效率。,69,治理大气污染刻不容缓,70,作业,P,243,6.1,6.4 （提示：需要对沉降速度做肯宁汉修正）、,6.5,（提示：利用 ，求出分,割粒径，然后用分级效率公式来求出分级效率，最后由分级效率求总效率,6.8,71,
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