第六章 颗粒污染物控制.ppt

第二篇 大气污染控制工程 第五章 大气质量与大气污染 第六章 颗粒污染物控制 第七章 气态污染物控制 第八章 污染物的稀释法控制 第二篇 大气污染控制工程 第六章 颗粒污染物控制 第一节 除尘技术基础 第二节 重力沉降 第三节 旋风除尘 第四节 静电除尘 第五节 袋式除尘 第六节 湿式除尘 第六章 颗粒污染物控制 大气污染物的性质和存在状态不同，其净化机理、方法及所选用的装置也各不相同。大气污染物分为气溶胶（颗粒物）污染物和气态污染物。 气溶胶是非均相污染物，主要污染物是分散于气体介质中的颗粒物（固体、液体），可用除尘技术把粒状物从气体介质中分离出来。 分离方法：利用气、固、液体粒子在物理性质上的差异将其分离（物理法）。 机械法：利用重力、惯性力、离心力分离。 过滤介质分离：利用粒子的尺寸、重量较气体分子大分离。 湿式洗涤分离法：利用粒子易被水润湿，凝结增大而被捕获的特性。 电除尘：利用荷电性、静电力分离。 粉尘颗粒的大小不同，其物理化学性质有很大差异，而且对人体和生物也会带来不同的危害，同时对除尘器性能的影响也各有不同。 粉尘的粒径及其分布对除尘过程的机制、除尘器的设计及其运行效果都有很大影响，它们是颗粒污染物控制的主要基础参数。 第一节 除尘技术基础 4、体积－表面积平均直径 总除尘效率 所谓分级效率就是在某一粒径（或粒径范围）下的除尘效率。若△dp范围内的粉尘流量为△G0，则ηd为： 第二节 重力沉降 重力沉降是利用含尘气体中的颗粒受重力作用而自然沉降的原理，将颗粒污染物与气体分离的过程。 重力沉降室结构简单，造价低，便于维护管理，压力损失小，可能是所有空气污染控制装置中最简单的一种装置，并且可以处理高温气体。 缺点：沉降小颗粒的效率低，一般只能除去50μm以上的大颗粒。 重力沉降室主要作为高效除尘装置的前除尘器。 二、重力沉降室的设计 第三节 旋风除尘 旋风除尘是利用旋转的含尘气流所产生的离心力，将颗粒污染物从气体中分离出来的过程。 优点：结构简单、占地面积小、投资低、操作维修方便、压力损失中等，动力消耗不大，可用各种材料制造，适用于高温、高压及有腐蚀性气体，可直接回收干颗粒物。 捕集对象：dp≥5~15um的颗粒物。 除尘效率可达80﹪。 缺点：对粒径小于5um的颗粒的捕集效率不高，一般作预除尘用。 基本结构：进气管、圆筒体、圆锥体、储灰斗和排气管。 含尘气体由进气管进入旋风除尘器时，气流由直线运动变为圆周运动。旋转气流的绝大部分沿器壁和圆筒体呈螺旋形向下，朝锥体流动（外旋流）。含尘气体在旋转过程中产生离心力，将密度大于气体的颗粒甩向器壁，颗粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动量和向下的重力沿壁而下落，进入排灰管。 旋转下降的外旋气流在到达锥体时，因圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢，其切向速度不断提高。当气流到达锥体下端某一位置时，便以同样的旋转方向在旋风除尘器中由下回转而上，继续作螺旋流动。最后，净化气体经排气筒排出器外（内旋流）。一部分未被捕集的颗粒也随之带出。 实际气体具有黏性，旋转气流与颗粒间存在摩擦力，所以外旋流不是纯净的自由旋流，而是准自由旋流。 内旋流类似于刚体的旋转运动，称为强制旋流。 此外，进口气流中的少部分气流在排气管附近沿筒体内壁旋转向上，达到顶盖后又继续沿排气管外壁旋转向下，最后到排气管下端附近被上升的内气流带走，这些分气流称为上涡旋。随着上涡旋将有微量细粉尘被内旋流带走。 对上涡旋和锥顶区中细颗粒返回问题，是旋风除尘器设计需特别注意的两个问题。 实际气流运动很复杂，除了切向和轴向运动外，还有径向运动，即在外旋流中有少量气体沿径向运动到中心区域，在内旋流中也存在着离心的径向运动到外旋流区。 为了研究方便，通常把内外旋流气体的运动分解成三个速度分量：切向速度vT、轴向速度vz和径向速度 vr。 切向速度是决定气流合速度大小的主要速度分量，也是决定气流质点离心力和颗粒捕集效率的主要因素。 切向速度vT与旋转半径r之间的关系： vTrn =常数 根据“涡旋”定律，外涡旋的切向速度反比于旋转半径r的n次方，即vT rn =常数，切向速度vT随旋转半径减小而增大，n为涡旋指数。 对于外旋流，n=0.5~0.9 ，并可用下式计算： n=1-(1-0.67D0.14)（T/283）0.33 式中：D—旋风除尘器的直径，m T—气体的绝对温度，K 对于内旋流，n=-1，常数等于旋转角速度ω，因此，切向速度vT随旋转半径增大而增大。 如取内旋流n=-1，外旋流n=0.5，