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1,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,2,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,3,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,4,1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,5,一、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,6,层流区：雷诺数Rep1，对球形粒子而言：当介质为空气时p则有：由上式可见us,若dp小，则us就小，故小颗粒就难分离。若将雷诺数Rep=1代入，可求出尘粒沉降时的临界粒径dc。得代入得：,一、重力沉降室,7,工业粉尘粒径大致为1100m，粒径小于5m的尘粒实际沉降速度要比Stocks定律预示的大，需修正。故dp5m的尘粒：us=cusc为修正系数，在空气中温度为20，压强为1atm时，dp为m。在其它温度下，Kc值就变化，,一、重力沉降,8,1.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,9,1.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,10,1.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,11,1.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,12,1.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,13,2.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dp的粒子都将沉降而除去,14,2.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,15,2.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,16,2.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dp成正比,17,3.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,18,4.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us，沉降室的长、宽、高分别为L、W、H，要使沉降速度为us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：,19,4.重力沉降室的设计,20,将代入，可求出沉降室能100%捕集的最小粒径dmin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v0应根据尘粒的密度和粒径确定。一般取0.32m/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,21,（2）沉降室尺寸,先按算出捕集尘粒的沉降速度us，假设沉降室内的气流速度V0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=WHV0=WLus沉降室长度：沉降室宽度：Q为处理气流量，m3/s,22,（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）us；2）初步确定了V0、H，根据求长度L。3）根据进气量Q求宽度w，Q=V0WH.,23,二、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,24,二、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,25,二、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,26,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,27,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510m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FD，颗粒移向外壁若FC,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。,60,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,61,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。,62,3排气管：多为圆形，且与筒体同心，一般d=(0.4-0.6)D0。深度h：切线式h小，则压损小，但效率降低。经验取h)De或稍低于入口管底部。4筒体L1、锥体L2：L1=（1.4-2.0）DL2=（2.0-3.0）DL1+L25D（3-4）DL1/L21.5/2.5较宜。5圆锥角：一般取20-306排尘口直径Dc：Dc=(0.25-0.5)D0，一般Dc70mm,63,6.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1225m/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,64,CLT/A型旋风除尘器,65,XLP型旁路式旋风除尘器,66,6.旋风除尘器的设计（续）,旋风除尘器的比例尺寸,67,6.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，hs，其中s为排气管插人深度；为避免过高的压力损失，b（Dde）/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7o8o；为获得最大的除尘效率，de/D0.40.5，（H+L）/de810；s/de1；,68,6.旋风除尘器的设计（续）,P177【例6-2】已知烟气处理量Q=5000m3/h，烟气密度=1.2kg/m3，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（626）根据表61，5.8v1的计算值与表53的气速与压力降数据一致。参考XLP/B品系列；取D=700mm，,69,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。,70,治理大气污染刻不容缓,71,作业,P2436.16.4（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,
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