第四章— 颗粒污染物去除.ppt

大气污染控制工程 第四章 颗粒污染物的去除 第四章 颗粒污染物的去除 本章学习内容： 机械式除尘器 湿式除尘器 电除尘器 过滤式除尘器 除尘器的选择 第一节 机械式除尘器 机械式除尘器是指利用质量力（重力、惯性力和离心力等）分离粉尘的除尘器，即重力沉降室、惯性除尘器、 旋风除尘器等。 一、重力沉降室 重力沉降室是通过重力作用使颗粒污染物从气体中沉降分离的一种除尘装置。 一、重力沉降室 1.沉降室的除尘效率 沉降室的除尘效率，主要决定于气流的流动状态，一般可分为层流式重力沉降和湍流式重力沉降两类。 层流式沉降包括：无混合的塞状流和无混合的层流两种流动状态； 湍流式沉降包括：横向混合的湍流和完全混合的湍流。 无混合的塞状流沉降室的除尘效率 假定： （1）气流流动状态保持在层流范围内，各断面气流速度分布均匀； （2）颗粒在除尘器入口断面上分布均匀； （3）颗粒的运动轨迹是由两个分速度合成的，在水平方向，颗粒与气体具有相同的速度v0，在垂直方向，忽略气体的浮力，颗粒仅在重力和气体阻力作用下以其终末重力沉降速度vs沉降。 设沉降室的长、宽、高分别为 ，水平气流速度为 (m/s)，处理气体流量为（m3/s），则气流在沉降室内的停留时间: 对于粒径为dp的颗粒，只有在高度hc以下进入沉降室，才能以其沉降速度vs沉降到下部灰斗中： 1、 重力沉降室能100%去除的最小粒径为： 2 沉降室的设计 沉降室的设计包括确定几何尺寸（ ）和分级除尘效率、总除尘效率等。 在确定几何尺寸时: （1）选定要全部去除的最小粒径，计算出其重力沉降速度vs*,则有 : （2）确定平均气流速度v0，由选定的高度H求出最小长度L，或由选定的L求出最大高度H(v0取值范围: 0.2-2m/s,视要求的除尘效率和占地空间大小而定) （3）沉降室尺寸确定后，便可进行分级效率计算。然后根据和粉尘粒径分布数据计算总除尘效率。 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 多层沉降室:设置几层水平隔板 折流板式沉降室:加设一些垂直的挡板，利用气流绕流的惯性作用 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 [例4-1] 用沉降室作为含尘气流的初级净化装置，粉尘真密度为2670kg/m3，浓度为28.9g/m3，常温常压下的空气流量为1800m3/h。试确定全部捕集40μm以上的颗粒时沉降室的尺寸。 解：确定沉降室尺寸 首先计算dp=40μm颗粒的重力沉降速度vs* 选取气流速度v0=0.3m/s，沉降室高H=1.2m, 则沉降室长 沉降室宽 惯性除尘器是使含尘气流方向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性作用使其与气流分离的装置。 2 惯性除尘器结构型式 3 惯性除尘器的应用 惯性除尘器宜用于净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘。由于其净化效率不高，只能用于多级除尘中的第一级除尘，捕集10-20μm以上的粉尘，其压力损失差别很大，一般为100-1000Pa。 1旋风除尘器的基本原理 旋风除尘器是使含尘气流作旋转运动，在离心力作用下使尘粒从气流中分离捕集下来的装置，是常用的除尘器。普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排气管等组成 切向速度决定气流质点离心力大小，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 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 切向速度 外涡旋的切向速度分布： n 称为涡流指数 内涡旋的切向速度正比于半径 内外涡旋的界面上气流切向速度最大 交界圆柱面直径 dI = ( 0.6～1.0 ) de , de 为排气管直径 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,平均径向速度 轴向速度 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 2.旋风除尘器的除尘效率及影响因素 在旋风除尘器内，粒子的沉降主要取决于离心力FC和向心运动气流作用于尘粒上的阻力FD: (1)FC＞FD，粒子在离