情境四顆粒污染物控制技術

1、n主要內(nèi)容主要內(nèi)容1.除塵技術基礎除塵技術基礎2.慣性除塵器慣性除塵器3.電除塵器電除塵器4.濕式除塵器濕式除塵器5.過濾式除塵器過濾式除塵器6.除塵器的選擇除塵器的選擇n學習要求學習要求1 1、掌握各類除塵器的工作原理、結構及性能、掌握各類除塵器的工作原理、結構及性能 2 2、能夠進行簡單除塵器的選擇和設計、能夠進行簡單除塵器的選擇和設計 3 3、了解目前除塵器的研究和發(fā)展情況、了解目前除塵器的研究和發(fā)展情況n顆粒物顆粒物空氣中的固體或液體顆粒狀的物質：粉塵（固體）、霧空氣中的固體或液體顆粒狀的物質：粉塵（固體）、霧（液體）（液體）n除塵除塵：從廢氣中將固體顆粒分離出來并加以捕集、回收：從廢

2、氣中將固體顆粒分離出來并加以捕集、回收的過程的過程n除霧：除霧：從廢氣中將液體顆粒物捕集分離的過程從廢氣中將液體顆粒物捕集分離的過程4.1.14.1.1粉塵的基本特征粉塵的基本特征n粉塵的粒徑大小及分布對除塵機制、除塵器的設粉塵的粒徑大小及分布對除塵機制、除塵器的設計及其運行效果都有很大影響。計及其運行效果都有很大影響。（1 1）粉塵粒徑及粒徑分布）粉塵粒徑及粒徑分布n顆粒是均勻球體，直徑代表粒徑。事實上顆粒大顆粒是均勻球體，直徑代表粒徑。事實上顆粒大小不同，形狀各異。小不同，形狀各異。n單一粒徑單一粒徑：代表單個顆粒大??；：代表單個顆粒大小； 平均粒徑平均粒徑：代表：代表由不同大小的顆由不同

3、大小的顆粒組成的粒子群粒組成的粒子群的粒徑。的粒徑。粒徑分布（分散度）粒徑分布（分散度）n指某一粒子群中不指某一粒子群中不同粒徑的顆粒占的同粒徑的顆粒占的比例。比例。n粒數(shù)分布：粒數(shù)分布：以粒子以粒子的個數(shù)所占的百分的個數(shù)所占的百分比表示；比表示；n表面積分布：表面積分布：以粒以粒子表面積表示；子表面積表示；n質量分布：質量分布：以顆粒以顆粒質量分數(shù)表示。質量分數(shù)表示。（2 2）粉塵的密度）粉塵的密度n堆積密度堆積密度：自然堆積狀態(tài)下，包括粉塵、附著氣體及顆粒間氣體在內(nèi)：自然堆積狀態(tài)下，包括粉塵、附著氣體及顆粒間氣體在內(nèi)的密度；的密度；n真密度真密度：排除吸附和內(nèi)部空氣后測得粉塵的密度。：排除

4、吸附和內(nèi)部空氣后測得粉塵的密度。n孔隙率與堆積密度和真密度孔隙率與堆積密度和真密度關系關系。n真密度研究塵粒在空氣中運動情況，堆積密度計算存?zhèn)}或灰斗的容積真密度研究塵粒在空氣中運動情況，堆積密度計算存?zhèn)}或灰斗的容積等。等。（3 3）粉塵的休止角（安息角或堆積角）粉塵的休止角（安息角或堆積角）n將粉塵通過小孔連續(xù)自然堆放在水平面上，堆積錐體的母線與水平面將粉塵通過小孔連續(xù)自然堆放在水平面上，堆積錐體的母線與水平面的夾角。的夾角。n評價粉塵評價粉塵流動性流動性。確定灰斗錐度和含塵通風管道傾斜角的依據(jù)。確定灰斗錐度和含塵通風管道傾斜角的依據(jù)n多數(shù)粉塵安息角的平均值在多數(shù)粉塵安息角的平均值在35 35

5、 55 55左右。左右。n同一種粉塵，粒徑愈小，安息角愈大；表面愈光滑和愈接近球形的粒同一種粉塵，粒徑愈小，安息角愈大；表面愈光滑和愈接近球形的粒子，安息角愈小；含水率愈大，安息角愈大。子，安息角愈?。缓视?，安息角愈大。（4 4）粉塵的比表面積）粉塵的比表面積n單位體積的粉塵具有的總表面積單位體積的粉塵具有的總表面積S Sp p，單位是，單位是cm2/cm3cm2/cm3。n粉塵粒子愈細，比表面積愈大，物理和化學活動性顯著，如氧化、溶粉塵粒子愈細，比表面積愈大，物理和化學活動性顯著，如氧化、溶解、蒸發(fā)、吸附、催化等因細小顆粒比表面積大而被加速，引起粉塵解、蒸發(fā)、吸附、催化等因細小顆粒比表

6、面積大而被加速，引起粉塵的爆炸危險性和毒性增加。的爆炸危險性和毒性增加。（5 5）粉塵的潤濕性）粉塵的潤濕性n粉塵能否與液體相互附著或附著難易的性質。粉塵能否與液體相互附著或附著難易的性質。n親水性粉塵（如鍋爐飛灰、石英粉塵等）和疏水性粉塵（如石墨粉塵、親水性粉塵（如鍋爐飛灰、石英粉塵等）和疏水性粉塵（如石墨粉塵、炭墨等）。水泥、熟石灰等具有水硬性。炭墨等）。水泥、熟石灰等具有水硬性。（6 6）粉塵的黏附性）粉塵的黏附性n粉塵顆粒相互附著或附著于固體表面上。粉塵顆粒相互附著或附著于固體表面上。n影響因素：影響因素：粒徑小、形狀不規(guī)則、表面粗糙、含水率高、潤濕性好及粒徑小、形狀不規(guī)則、表面粗糙、

7、含水率高、潤濕性好及荷電量大易產(chǎn)生黏附現(xiàn)象。荷電量大易產(chǎn)生黏附現(xiàn)象。n除塵系統(tǒng)把器壁面加工光滑，減少粉塵的黏附。除塵系統(tǒng)把器壁面加工光滑，減少粉塵的黏附。（7 7）粉塵的荷電性）粉塵的荷電性n粉塵因相互碰撞、摩擦、放射線照射、電暈放電以及接觸粉塵因相互碰撞、摩擦、放射線照射、電暈放電以及接觸帶電體等原因而帶有一定的電荷。帶電體等原因而帶有一定的電荷。n粉塵荷電量隨溫度增高、表面積增大、含水量減少增大。粉塵荷電量隨溫度增高、表面積增大、含水量減少增大。（8 8）粉塵的比電阻）粉塵的比電阻n表示粉塵的導電性能。比電阻是指電流通過面積為表示粉塵的導電性能。比電阻是指電流通過面積為1cm1cm2 2、

8、厚度為厚度為1cm1cm的粉塵時具有的電阻值，單位是的粉塵時具有的電阻值，單位是cmcm。n電除塵器的比電阻最適宜的范圍是電除塵器的比電阻最適宜的范圍是10104 42 210101010cmcm。（9 9）粉塵的爆炸性）粉塵的爆炸性n爆炸性粉塵：某些粉塵（如煤粉等）達到一定濃度，就會爆炸性粉塵：某些粉塵（如煤粉等）達到一定濃度，就會在高溫、明火、電火花、摩擦、撞擊等條件下引起爆炸。在高溫、明火、電火花、摩擦、撞擊等條件下引起爆炸。n粉塵的粒徑越小，比表面積越大，粉塵和空氣的濕度越小，粉塵的粒徑越小，比表面積越大，粉塵和空氣的濕度越小，爆炸的危險性就越大。爆炸的危險性就越大。4.1.2 4.1

9、.2 除塵裝置的性能指標除塵裝置的性能指標（1 1）含塵氣體處理量）含塵氣體處理量n除塵器的進出口氣體流量的平均值衡量除塵器處理能除塵器的進出口氣體流量的平均值衡量除塵器處理能力。力。n漏風率漏風率 為正值表示向外漏，為正值表示向外漏， 為負值表示向內(nèi)漏。為負值表示向內(nèi)漏。（2 2）除塵效率）除塵效率除塵器總效率除塵器總效率：指在同一時間內(nèi)除塵器捕集的粉塵質：指在同一時間內(nèi)除塵器捕集的粉塵質量占進入除塵器的粉塵質量的百分數(shù)。量占進入除塵器的粉塵質量的百分數(shù)。n反映裝置凈化程度的平均值，為平均除塵效率，評定反映裝置凈化程度的平均值，為平均除塵效率，評定凈化裝置性能的重要技術指標。凈化裝置性能的重

10、要技術指標。通過率：通過率：指在同一時間內(nèi)，穿過除塵器的粒子質量與指在同一時間內(nèi)，穿過除塵器的粒子質量與進入的粒子質量的比。進入的粒子質量的比。 串聯(lián)運行時的總除塵效率串聯(lián)運行時的總除塵效率n當兩臺除塵裝置串聯(lián)使用時，已知第一級和第二級除塵器當兩臺除塵裝置串聯(lián)使用時，已知第一級和第二級除塵器的除塵效率，可以求得除塵系統(tǒng)的總效率。的除塵效率，可以求得除塵系統(tǒng)的總效率。分級效率分級效率n表示除塵裝置對不同粒徑粉塵或粒徑范圍粉塵的凈化效果。表示除塵裝置對不同粒徑粉塵或粒徑范圍粉塵的凈化效果。（3 3）除塵裝置的壓力損失）除塵裝置的壓力損失n壓力損失：含塵氣體經(jīng)過除塵裝置后會產(chǎn)生壓力降，單位壓力損失：

11、含塵氣體經(jīng)過除塵裝置后會產(chǎn)生壓力降，單位是是PaPa。n壓力損失的大小除了與裝置的結構形式有關之外，主要與壓力損失的大小除了與裝置的結構形式有關之外，主要與流速有關。流速有關。 n除塵裝置的壓力損失越大，動力消耗也越大，設備費用和除塵裝置的壓力損失越大，動力消耗也越大，設備費用和運行費用越高。不同的除塵裝置壓力損失有很大不同，一運行費用越高。不同的除塵裝置壓力損失有很大不同，一般在般在5005002000Pa2000Pa，文丘里除塵器可以達到，文丘里除塵器可以達到9000Pa9000Pa。4.1.3 4.1.3 除塵器的分類除塵器的分類 （1 1）機械式除塵）機械式除塵n采用采用重力重力、離心

12、力離心力等機械力將氣體中塵粒沉降，等機械力將氣體中塵粒沉降，如重力除塵，慣性除塵、離心除塵等。如重力除塵，慣性除塵、離心除塵等。n常用設備：常用設備：重力沉降室、慣性除塵器和旋風除重力沉降室、慣性除塵器和旋風除塵器。塵器。（2 2）過濾除塵）過濾除塵n使含塵氣體通過具有很多毛細孔的使含塵氣體通過具有很多毛細孔的過濾介質過濾介質將將污染物顆粒截留下來的除塵方法，如填充層過污染物顆粒截留下來的除塵方法，如填充層過濾，布袋過濾等。濾，布袋過濾等。n常用設備：常用設備：顆粒層過濾器和袋式過濾器。顆粒層過濾器和袋式過濾器。（3 3）靜電除塵）靜電除塵n使含塵氣體通過使含塵氣體通過高壓電場高壓電場，在電場

13、力的作用下，在電場力的作用下使其得到凈化的過程。使其得到凈化的過程。n常用設備常用設備：干式靜電除塵器和濕式靜電除塵器。：干式靜電除塵器和濕式靜電除塵器。（4 4）濕法除塵）濕法除塵n用水或其他液體用水或其他液體濕潤塵粒濕潤塵粒，捕集粉塵和霧滴的，捕集粉塵和霧滴的除塵方法，如氣體洗滌、泡沫除塵等。除塵方法，如氣體洗滌、泡沫除塵等。n常用設備：常用設備：噴霧塔、填料塔、泡沫除塵器、文噴霧塔、填料塔、泡沫除塵器、文丘里洗滌器等。丘里洗滌器等。n慣性除塵器：利用粉塵的慣性從氣體中分離出來的除慣性除塵器：利用粉塵的慣性從氣體中分離出來的除塵裝置塵裝置n包括：重力沉降室包括：重力沉降室 擋板式除塵器擋板

14、式除塵器 旋風除塵器旋風除塵器 低效除塵、初級除塵低效除塵、初級除塵n重力沉降室是通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離重力沉降室是通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置的除塵裝置 氣流進入重力沉降室后，流動截面積擴大，流速降低，較重顆粒在重氣流進入重力沉降室后，流動截面積擴大，流速降低，較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降力作用下緩慢向灰斗沉降 n氣流通過沉降室的時間：氣流通過沉降室的時間：n 塵粒從沉降室頂部降落到底塵粒從沉降室頂部降落到底部的時間部的時間 ：n要使塵粒不被帶走則要使塵粒不被帶走則n即即 又又n可求重力沉降室能可求重力沉降室能100%捕集捕集的最小粒徑的最小粒徑LtussH

15、tusttsuHLu2()18pgsd gumin18()PguHdgLn提高重力沉降室的捕集效率可采取的措施提高重力沉降室的捕集效率可采取的措施降低沉降室內(nèi)氣流速度增加沉降室長度降低沉降室高度（可采用多層沉降室）n沉降室內(nèi)的氣流速度一般為沉降室內(nèi)的氣流速度一般為0.32.0m/s不同粉塵的最高允許氣流速度不同粉塵的最高允許氣流速度n沉降室的長度沉降室的長度n沉降室的寬度沉降室的寬度n對各種塵粒的分級效率對各種塵粒的分級效率QWuHsu LuHsuHLu見例題見例題4-5重力沉降室具有結構重力沉降室具有結構簡單，投資少等優(yōu)點，簡單，投資少等優(yōu)點，適用于凈化密度大，適用于凈化密度大，顆粒粗的含塵

16、氣體，顆粒粗的含塵氣體，特別是磨損性很強的特別是磨損性很強的粉塵。能有效收集粉塵。能有效收集50微米以上的塵粒，除微米以上的塵粒，除塵效率一般為塵效率一般為40%80%，常用一級處理，常用一級處理或預處理或預處理n擋板式除塵器是使含塵氣體與擋板撞擊或急劇改變氣擋板式除塵器是使含塵氣體與擋板撞擊或急劇改變氣流方向，利用慣性分離并捕集粉塵的除塵設備流方向，利用慣性分離并捕集粉塵的除塵設備擋板式除塵器擋板式除塵器n結構形式結構形式碰撞式氣流沖擊擋板捕集較粗粒子碰撞式氣流沖擊擋板捕集較粗粒子回轉式改變氣流方向捕集較細粒子回轉式改變氣流方向捕集較細粒子碰撞式除塵器裝置碰撞式除塵器裝置a單級型單級型 b多

17、級型多級型回轉式除塵器回轉式除塵器a a 彎管型彎管型 b b 百葉窗型百葉窗型 c c 多層隔板型多層隔板型n擋板式除塵器用于凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物擋板式除塵器用于凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物粉塵具有較高的效率，對于粘結性和纖維性粉塵，易粉塵具有較高的效率，對于粘結性和纖維性粉塵，易堵塞，不宜采用堵塞，不宜采用n多用于一級除塵或高效除塵器的前級除塵，捕集多用于一級除塵或高效除塵器的前級除塵，捕集10-20微米以上的粗塵粒，壓力損失為微米以上的粗塵粒，壓力損失為100-1000Pa，除塵效，除塵效率為率為40%-70%n利用旋轉氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置利用旋轉氣流產(chǎn)生

18、的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置 n旋風除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運動旋風除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運動普通旋風除塵器是由進氣管、筒普通旋風除塵器是由進氣管、筒體、錐體和排氣管等組成體、錐體和排氣管等組成 氣流沿外壁由上向下旋轉運動：氣流沿外壁由上向下旋轉運動：外渦旋外渦旋 少量氣體沿徑向運動到中心區(qū)域少量氣體沿徑向運動到中心區(qū)域 旋轉氣流在錐體底部轉而向上沿旋轉氣流在錐體底部轉而向上沿軸心旋轉：內(nèi)渦旋軸心旋轉：內(nèi)渦旋 塵粒在離心力作用下向外壁移動，塵粒在離心力作用下向外壁移動，到達外壁的粉塵在下旋氣流和重力到達外壁的粉塵在下旋氣流和重力的共同作用下沿壁面落入集塵室的共同作用下沿壁面落入集塵室 n適用于捕

19、集粒徑適用于捕集粒徑5微米以上的粉塵，除塵效率微米以上的粉塵，除塵效率80%-90%n對除塵效果要求較高的場所，常作為多級除塵系統(tǒng)第對除塵效果要求較高的場所，常作為多級除塵系統(tǒng)第一級一級n旋風除塵器的除塵效率旋風除塵器的除塵效率計算計算分割粒徑分割粒徑是確定除塵效率的基礎是確定除塵效率的基礎 在交界面上，離心力在交界面上，離心力FC，向心運動氣流作用于塵粒上，向心運動氣流作用于塵粒上的阻力的阻力FD 若若 FC FD ，顆粒移向外壁，顆粒移向外壁若若 FC FD ，顆粒進入內(nèi)渦旋，顆粒進入內(nèi)渦旋當當 FC = FD時，有時，有50%的可能進入外渦旋，既除塵效率為的可能進入外渦旋，既除塵效率為5

20、0% ，此時的粒徑就是該旋風分離器的分割粒徑。，此時的粒徑就是該旋風分離器的分割粒徑。n除塵效率除塵效率 一般情況，當塵粒的密度越大氣體進口的切向速度越大，一般情況，當塵粒的密度越大氣體進口的切向速度越大，排出管直徑越小，除塵器的分割粒徑越小，除塵效率越高排出管直徑越小，除塵器的分割粒徑越小，除塵效率越高塵粒分離過程復雜，除塵器的效率一般通過實驗確定塵粒分離過程復雜，除塵器的效率一般通過實驗確定分級效率計算公式分級效率計算公式：1 exp0.163()idcdd 例例4-6n影響旋風除塵器性能的因素影響旋風除塵器性能的因素（1）除塵器的入口和排氣口形式）除塵器的入口和排氣口形式 入口形式：軸向

21、進入式入口形式：軸向進入式 切向進入式切向進入式 軸向進入式軸向進入式 利用進口設置的導流葉片利用進口設置的導流葉片促使氣體做旋轉運動，借促使氣體做旋轉運動，借助旋轉氣流產(chǎn)生的離心力助旋轉氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒分離使塵粒分離 處理氣量較切向式增加兩處理氣量較切向式增加兩倍倍 分軸流直進式和軸流反轉分軸流直進式和軸流反轉式式 軸流式旋風除塵器常用于軸流式旋風除塵器常用于組合多管旋風除塵器，用組合多管旋風除塵器，用于處理煙氣量大的場合于處理煙氣量大的場合 切向進入式切向進入式 分為直入式和蝸殼式分為直入式和蝸殼式 蝸殼式的可提高除塵效率蝸殼式的可提高除塵效率和降低氣體進口的阻力和降低氣體進口的阻力

22、 一般認為，入口斷面寬高一般認為，入口斷面寬高比越小，進口氣流在徑向比越小，進口氣流在徑向方向越薄，收塵效率越高方向越薄，收塵效率越高 旋風除塵器的排氣管均為旋風除塵器的排氣管均為直筒形，排氣管的插入加直筒形，排氣管的插入加深效率提高，但阻力增大，深效率提高，但阻力增大，插入變淺，效率降低，阻插入變淺，效率降低，阻力減小。力減小。（2）除塵器的比例尺寸）除塵器的比例尺寸筒體直徑筒體直徑 筒體直徑越小，離心力越大，效率越高；處理風量小，亦堵塞，筒體直徑越小，離心力越大，效率越高；處理風量小，亦堵塞，因此筒體直徑一般不小于因此筒體直徑一般不小于0.15m，不大于，不大于1m，若處理風量大，可采，若

23、處理風量大，可采用同型號并聯(lián)組合或多管型旋風除塵器用同型號并聯(lián)組合或多管型旋風除塵器排出管直徑排出管直徑 減小利于提高效率，但阻力增加，一般為筒體直徑減小利于提高效率，但阻力增加，一般為筒體直徑 的的0.4-0.65倍倍筒體和錐體高度筒體和錐體高度 筒體加長，增加停留時間，有利于沉降，但會造成返混；錐體筒體加長，增加停留時間，有利于沉降，但會造成返混；錐體部分，斷面減小，離心力增大，利于塵粒分離，但阻力增加。錐體部分，斷面減小，離心力增大，利于塵粒分離，但阻力增加。錐體長度為筒體長度的長度為筒體長度的2.82.85倍，兩者總高度不超筒體直徑的倍，兩者總高度不超筒體直徑的5倍倍排塵口直徑排塵口直

24、徑 過小會影響粉塵沉降，易被堵塞，一般為排氣管直徑的過小會影響粉塵沉降，易被堵塞，一般為排氣管直徑的0.7-1.0倍，倍，卻不能小于卻不能小于70mm比例變化性能趨向投資趨向壓力損失效率增大旋風除塵器直徑降低降低提高加長筒體稍有降低提高提高增大入口面積（流量不變）降低降低增大入口面積（速度不變）提高降低降低加長錐體稍有降低提高提高增大錐體的排出孔稍有降低提高或降低減小錐體的排出孔稍有提高提高或降低加長排出管伸入器內(nèi)的長度提高提高或降低提高增大排氣管管徑降低降低提高比例尺寸對性能的影響比例尺寸對性能的影響(2)除塵器的比例尺寸除塵器的比例尺寸n（3）除塵器底部的嚴密性）除塵器底部的嚴密性n在不漏

25、風的情況下進行正常排塵是保證旋風除塵器正在不漏風的情況下進行正常排塵是保證旋風除塵器正常運行的重要條件常運行的重要條件n收塵量不大：可在排塵口下設置固定灰斗，定期排放收塵量不大：可在排塵口下設置固定灰斗，定期排放n收塵量大且連續(xù)工作：可設置雙翻板式或回轉式鎖氣收塵量大且連續(xù)工作：可設置雙翻板式或回轉式鎖氣室室 鎖氣器鎖氣器 (a)(a)雙翻板式雙翻板式 (b)(b)回轉式回轉式 （4）入口風速）入口風速 入口風速提高，粉塵的離心力增大，分割粒徑變小，入口風速提高，粉塵的離心力增大，分割粒徑變小，除塵效率提高，入口風速過大，氣流過于強烈，會把已除塵效率提高，入口風速過大，氣流過于強烈，會把已經(jīng)分離的粉塵重新帶走，除塵效率反而下降，阻力急劇經(jīng)分離的粉塵重新帶走，除塵效率反而下降，阻力急劇上升，上升，一般進口氣速應控制在一般進口氣速應控制在12-25m/s之間之間（5）煙塵的物理性質）煙塵的物理性質塵粒的真密度和粒徑，塵粒的真密度和粒徑， 除塵效率除塵效率進口含塵濃度增大，阻力下降，效率影響不大進口含塵濃度增大，阻力下降，效率影響不大氣體的粘度增大，溫度升高，除塵器的效率氣體的粘度增大，溫度升高，除塵器的效率旋風除塵器的命名方法：旋風除塵器的命名方法