第06章-颗粒物污染控制技术.ppt

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,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,从气体中除去或收集固态或液态粒子的设备,.,湿式除尘装置,干式除尘装置,颗粒,捕集理论,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,主 要 内 容,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,一、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。,层流式,和湍流式,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。,设计思想：,设计模式：,1,、层流式重力沉降室,假定沉降室内气流为,层流,；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,第一节 机械除尘器,沉降室的长宽高分别为,L,、,W,、,H,，处理烟气量为,Q,第一节 机械除尘器,气流在沉降室内的停留时间,:,在,t,时间内粒子的沉降距离,:,对于粒径,dp,的粒子：,粒子的,分级,除尘效率：,对于,stokes,粒子，重力沉降室能,100%,捕集的最小粒子,的,d,min,=?,Stokes,粒子：,第一节 机械除尘器,时：,最小粒子,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,第一节 机械除尘器,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,第一节 机械除尘器,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,第一节 机械除尘器,二、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,第一节 机械除尘器,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,第一节 机械除尘器,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,10,20,m,以上,的粗颗粒,压力损失,100,1000Pa,第一节 机械除尘器,反转式惯性除尘装置,a,弯管型,b,百叶窗型,c,多层隔板型,应用,三、,气流沿外壁由上向下旋转运动：,外涡旋,少量气体沿径向运动到中心区域,旋转气流在锥体底部转而向上沿轴心旋转：,内涡旋,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,第一节 机械除尘器,利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置,1,、旋风除尘器,内气流与尘粒的运动,旋风除尘器,普通旋风除尘器组成：进气管、筒体、锥体和排气管等,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,第一节 机械除尘器,决定气流质点离心力大小。,包括：切向速度、轴向速度和径向速度,2,、旋风除尘器气流运动速度,切向速度：,外涡旋的切向速度分布：反比于,旋转半径,R,的,n,次方,n,1,，称为涡流指数,内外涡旋的界面上气流切向速度最大,交界圆柱面直径,d,0,=(0.6,1.0),d,e,d,e,为排气管直径,第一节 机械除尘器,内涡旋的切向速度正比于半径,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,r,0,和,h,0,分别为交界圆柱面的,半径和高度，,m,平均径向速度,:,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,轴向速度,旋风除尘器型式,XLT XLTA XLPA XLPB,5.3 6.5 8.0 5.8,第一节 机械除尘器,A,：旋风除尘器进口面积,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,局部阻力系数,3,、旋风除尘器的压力损失,：局部阻力系数,影响因素：,计算分割直径是确定除尘效率的基础,在交界面上，离心力,F,C,，向心运动气流作用于尘粒上的阻力,F,D,若,F,C,F,D,，颗粒移向外壁,若,F,C,F,D,，颗粒进入内涡旋,当,F,C,=,F,D,时，有,50%,的可能进入外涡旋，既除尘效率为,50%,，粒径对应分割粒径。,第一节 机械除尘器,4,、旋风除尘器的除尘效率,平衡分离理论（筛分理论）,对于球形,Stokes,粒子,分割粒径,d,c,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,第一节 机械除尘器,Vr,径向速度,r,0,交界圆柱面半径,V,T0,交界圆柱面处气流的切向速度,旋风除尘器理论分级效率曲线,第一节 机械除尘器,例,题：,已知,XZT,一,90,型旋风除尘器在选取入口速度,v,1,=,13m/s,时，处理气体量,Q,=,1.37m,3,/,s,。试确定净化工业锅炉烟气（温度为,423K,，烟尘真密度为,2.1g/cm,3,）时的分割直径和压力损失。已知该除尘器筒体直径,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）,=,2.4,10,5,pa,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,v,1,=13m/s,，,取内、外涡旋交界圆柱的直径,d,0,=,0.7,d,e,，根据式,（,6,10,）,由式,（,6,一,9,）得气流在交界面上的切向速度,第一节 机械除尘器,根据式（,6,16,）,此时旋风除尘器的分割直径为,5.31,m,。,根据式（,5,13,）计算旋风除尘器操作条件下的压力损失：,423K,时烟气密度可近似取为：,第一节 机械除尘器,由式（,6,12,）计算：,(1),二次效应,被捕集粒子的重新进入气流,在较小粒径区间内，实际效率高于理论效率,在较大粒径区间，实际效率低于理论效率,第一节 机械除尘器,5,、影响旋风除尘器效率的因素,通过环状雾化器将水喷淋在旋风除尘器内壁上，能有效地控制二次效应。,措施：,第一节 机械除尘器,(2),比例尺寸,旋风除尘器的各个部件都有一定的尺寸比例；,这些比例基于广泛调查研究的结果,筒体直径,切向速度相同，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。,除尘器高度,锥体适当加长，对提高除尘效率有利。,特征长度,L(,排出管下部至气流下降的最低点之间的距离,),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,L,排出管直径,一般取排出管直径,de=,（,0.4,0.65,）,D,筒体和锥体的总高度以不大于,五倍的筒体直径,为宜,排出管直径越小，分割直径越小，除尘效率越高,排出管直径太小，导致压力降增加,第一节 机械除尘器,d,0,=(0.6,1.0),d,e,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,第一节 机械除尘器,(3),除尘器下部的严密性,除尘器运行时，锥体底部处于负压状态；,如果除尘器下部不严密，会使除尘效率显著下降。,因此，必须在不漏风的情况下进行正常排灰。,(4),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,第一节 机械除尘器,随气体粘度增加而降低,随粉尘浓度增加而提高,气体密度的影响可忽略,(5),操作变量,提高烟气入口流速，能增加尘粒运动离心力，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（经验公式）,第一节 机械除尘器,一般入口气速为,18,23m/s,最好不超过,35m/s,a.,直入切向进入式,b.,蜗壳切向进入式,c.,轴向进入式,6,、旋风除尘器的结构形式,进气方式分,第一节 机械除尘器,切向进入式,渐近线（涡壳）式,轴向进入式,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。,多管除尘器：,多管旋风除尘器,第一节 机械除尘器,陶瓷、铸铁旋风子,7,、旋风除尘器的设计选型,（,1,）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,，合理选用除尘器型号,（,2,）根据允许的压力降确定进口气速，或取为,12,25 m/s,(3),确定入口截面,A,，入口宽度,b,和高度,h,(4),确定各部分几何尺寸,第一节 机械除尘器,基本步骤：,（,5,）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,0.4,0.5,，（,H,+,L,）,/,d,e,8,10,；,s,/,d,e,1,；,第一节 机械除尘器,例题：,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,第一节 机械除尘器,参考,XLP/B,品系列；取,D,=700mm,，,第一节 机械除尘器,1,、重力沉降室的工作原理。,2,、旋风除尘器的除尘原理。,3,、旋风除尘器中，气流的切向速度和径向速度如何确定？,4,、重力沉降室与旋风除尘器的除尘效率如何确定？,5,、影响旋风除尘器除尘效率的因素有哪些？如何影响,?,思考题,