大气污染控制工程第六章 第一节.ppt

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 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。 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 §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 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 层流区：雷诺数Rep≤1，对球形粒子而言： 当介质为空气时ρpρ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： 工业粉尘粒径大致为1—100μm，粒径小于5μm的尘粒实际沉降速度要比Stocks定律预示的大，需修正。故dp≤5μm的尘粒：us=c·us c为修正系数，在空气中温度为20℃，压强为1atm时， dp为μm。 在其它温度下，Kc值就变化， 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 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 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 = ? 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0.3～2.0m/s 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 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 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 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 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 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 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