第4章 颗粒物污染的去除.ppt

第五章 颗粒污染物的去除 1、机械除尘器 2、湿式除尘 3、电除尘器 4、过滤式除尘器 5、除尘器的选择与发展 第一节 机械式除尘器 机械除尘器指利用质量力（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 模式包括层流式和湍流式两种 （一）沉降室的除尘效率 假定：各断面气流速度分布均匀，颗粒在入口断面上分布均匀。 忽略气体浮力，粒子仅受重力和阻力的作用，忽略颗粒在沉降过程中的相互干扰。 在烟气流动方向，粒子与气流速度相同 沉降室的长宽高分别为l、b、h，水平气速为v0(m/s)，处理烟气量为qv(m3/s) 气流在沉降室内的停留时间 （二）沉降室的设计 沉降室内气流速度一般为0.2～2.0m/s，视要求的除尘效率和占地空间而定。 （二）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 惯性除尘器的应用 一般用于净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘（粘结性和纤维性粉尘不宜） 净化效率不高，一般只用于多级除尘中的一级除尘，捕集10～20μm以上的粗颗粒 压力损失100～1000Pa （一）旋风除尘器的基本原理 利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置 旋风除尘器气流与尘粒的运动 旋风除尘器内气流的切向速度和压力的径向分布 切向速度 外涡旋的切向速度表达式： 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 （二）旋风除尘器的除尘效率及影响因素 影响旋风除尘器效率的因素 二次效应 ——指被捕集的粒子重新进入气流的现象。 影响旋风除尘器效率的因素 气体流量增加，颗粒密度增大，气体粘度减小，分级效率升高。 含尘浓度增加，除尘效率提高 筒体直径减小，排出管直径减小，锥体适当加长，有利于提高除尘效率 除尘器下部不严密，会导致除尘效率显著下降 除尘器下部的严密性对除尘效率的影响 （三）旋风除尘器的压力损失 旋风除尘器的压力损失 相对尺寸的不同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 思考题： 一个进口面积为0.36m2，排气管直径0.6m的旋风除尘器，和另一个进口面积为4m2 ，排气管直径2m的旋风除尘器，两者结构型式相同。在气体入口速度相同时，压力损失哪个大？为什么？ （四）旋风除尘器的结构形式 例：已知XZT一90型旋风除尘器入口速度v1=13m/s，处理气体量Q=1.37m3/s。确定净化锅炉烟气（温度为423K，烟尘真密度为2.1g/cm3 ， μ=2.4×10－5pa﹒s）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。 根据式（4－11） （五）旋风除尘器的设计 ① 含尘气体特性：成分、温度、湿度等 ； ② 粉尘特性：成分、浓度、成分、粒径分布等； ③ 粉尘回收； ④ 各种除尘器的特征： η、ΔP、价格等； ⑤ 其他资料。 电除尘器是利用静电力实现粒子与气流分离的一种除尘装置。 电除尘器 一、电除尘器的工作原理 三个步骤（以负电晕极为例） 二、电晕放电 除尘器中两电极的电位差达到一定值时，在电晕极附近的强电场空间内，气体中的微量自由电子加速到极高速度。足于通过碰撞使气体分子发生电离——产生新的自由电子和正离子 。 新的自由电子接着又获得足够动能，进一步引起气体分子的碰撞电离。 这种过程在瞬间重复无数次，在放电极表面附近产生大量的自由电子和正离子—— “电子雪崩”。 远离电晕极，电场强度降低，气体离子化过程结束，电子被气体分子捕获—负离子。 起始电晕电压可以通过调整电极的几何尺寸来实现。电晕线越细，起始电晕电压越小。 1、电场荷电 粒子获得的饱和电荷 2、扩散荷电 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 四、荷电粒子的运动和捕集 在电晕区内，气体正离子向电晕运动的路程极短，只能与极少数的粉尘相遇并使之荷正电，而沉积在电晕极上。 在负离子区，大量荷负电的粉尘颗粒在电场力的驱动下向集尘极运动，到达极板失去电荷后便沉降在集尘板上。 当尘粒所受的静电力与尘粒的运动阻力达到平衡时时，尘粒便达到一个静电沉降的末端速度——驱进速度。 驱进速度 3、影响捕集效率的因素 有效驱进速度 烟气湿度和温度对粉尘比电阻的影响 五、除尘器类型和结构 1、管式和板式电除尘器 管式电除尘器用于气体流量小，含雾滴