第五章大氣污染治理

1、第五章第五章 大氣污染治理大氣污染治理第一節(jié)第一節(jié) 顆粒污染物的治理顆粒污染物的治理顆粒污染物的分類顆粒污染物的分類1粉塵粉塵落塵落塵10um飄塵飄塵 10um2煙煙:0.0011um氣溶膠微粒氣溶膠微粒3霧霧: 200um微小液滴微小液滴除塵：除塵：從廢氣中將顆粒物分離出來井加以捕集、回收的過程。從廢氣中將顆粒物分離出來井加以捕集、回收的過程。除塵器：除塵器：從氣體中除去或收集固態(tài)或液態(tài)粒子的設(shè)備。從氣體中除去或收集固態(tài)或液態(tài)粒子的設(shè)備。n按分離原理分類按分離原理分類 ：n機械除塵機械除塵： 機械除塵器機械除塵器重力除塵裝置機械式除塵裝置）重力除塵裝置機械式除塵裝置） 慣性力除塵裝置慣性力除

2、塵裝置離心力除塵裝置離心力除塵裝置n過濾式除塵過濾式除塵：過濾式除塵器：過濾式除塵器n濕式除塵濕式除塵： 濕式除塵器濕式除塵器n電除塵電除塵：電除塵器：電除塵器n指利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心力）的作用使指利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心力）的作用使顆粒物與氣體分離的過程。顆粒物與氣體分離的過程。常用的有：常用的有：重力沉降重力沉降旋風除塵旋風除塵慣性除塵慣性除塵通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的過程。通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的過程。裝置：裝置：原理原理：氣流進入重力沉氣流進入重力沉降室后，流動截面積擴降室后，流動截面積擴大，流速降低，較重顆大，流速降低，較重顆粒在重力作用下緩慢向

3、粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降灰斗沉降 。重力沉降室重力沉降室n重力沉降室的優(yōu)點重力沉降室的優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單投資少投資少壓力損失?。ㄒ话銥閴毫p失?。ㄒ话銥?0100Pa）維修管理容易維修管理容易n缺點缺點體積大體積大效率低效率低僅作為高效除塵器的預(yù)除塵裝置，除去較大和較重的僅作為高效除塵器的預(yù)除塵裝置，除去較大和較重的粒子粒子n機理機理 沉降室內(nèi)設(shè)置各種形式的擋板，含塵氣流沖擊在擋板上，沉降室內(nèi)設(shè)置各種形式的擋板，含塵氣流沖擊在擋板上，氣流方向發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，借助塵粒本身的慣性力作用，氣流方向發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，借助塵粒本身的慣性力作用，使其與氣流分離使其與氣流分離 沖擊式慣性除塵裝置沖擊式慣性除

4、塵裝置a單級型單級型 b多級型多級型沖擊式?jīng)_擊式反轉(zhuǎn)式反轉(zhuǎn)式?jīng)_擊式?jīng)_擊式氣流沖擊擋板捕集較粗粒子氣流沖擊擋板捕集較粗粒子反轉(zhuǎn)式反轉(zhuǎn)式改變氣流方向捕集較細粒子改變氣流方向捕集較細粒子反轉(zhuǎn)式慣性除塵裝置反轉(zhuǎn)式慣性除塵裝置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應(yīng)用應(yīng)用一般凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物性粉塵一般凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物性粉塵凈化效率不高，一般只用于多級除塵中的一級除塵，凈化效率不高，一般只用于多級除塵中的一級除塵，捕集捕集1020m以上的粗顆粒以上的粗顆粒壓力損失壓力損失1001000Pan利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生

5、的離心力使塵粒從氣流中分離的過程。氣流中分離的過程。n裝置裝置 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普通旋風除塵器是由進氣管進氣管、筒體筒體、錐體錐體和和排氣管排氣管等組成等組成 氣流沿外壁氣流沿外壁由上向下由上向下旋轉(zhuǎn)運動：旋轉(zhuǎn)運動：外渦旋外渦旋 少量氣體沿徑向運動到中心區(qū)少量氣體沿徑向運動到中心區(qū)域域 旋轉(zhuǎn)氣流在錐體底部轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)氣流在錐體底部轉(zhuǎn)而向上向上沿軸心旋轉(zhuǎn)：沿軸心旋轉(zhuǎn)：內(nèi)渦旋內(nèi)渦旋 氣流運動包括切向、軸向和徑氣流運動包括切向、軸向和徑向：切向速度、軸向速度和徑向向：切向速度、軸向速度和徑向速度速度 n旋風除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運動（續(xù)）旋風除塵

6、器內(nèi)氣流與塵粒的運動（續(xù)）切向速度切向速度決定氣流質(zhì)點離決定氣流質(zhì)點離心力大小，顆粒在離心力作心力大小，顆粒在離心力作用下逐漸移向外壁用下逐漸移向外壁到達外壁的塵粒在氣流和到達外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入重力共同作用下沿壁面落入灰斗灰斗上渦旋氣流從除塵器頂上渦旋氣流從除塵器頂部向下高速旋轉(zhuǎn)時，一部分部向下高速旋轉(zhuǎn)時，一部分氣流帶著細小的塵粒沿筒壁氣流帶著細小的塵粒沿筒壁旋轉(zhuǎn)向上，到達頂部后，再旋轉(zhuǎn)向上，到達頂部后，再沿排出管外壁旋轉(zhuǎn)向下，最沿排出管外壁旋轉(zhuǎn)向下，最后從排出管排出后從排出管排出旋流除塵器旋流除塵器n分類分類空氣過濾器空氣過濾器濾紙或玻璃纖維濾紙或玻璃纖維顆粒層除塵器

7、顆粒層除塵器砂、礫、焦炭等顆粒砂、礫、焦炭等顆粒物物袋式除塵器袋式除塵器纖維織物纖維織物n使含塵氣流通過過濾材料將粉塵分離捕集的過程。使含塵氣流通過過濾材料將粉塵分離捕集的過程。n工作原理工作原理 截留、慣性碰撞截留、慣性碰撞n工作原理工作原理 擴散、電沉積擴散、電沉積n工作原理工作原理 篩分篩分 n采用纖維織物作濾料的袋式除塵器（主要討論），在工業(yè)尾氣采用纖維織物作濾料的袋式除塵器（主要討論），在工業(yè)尾氣的除塵方面應(yīng)用較廣的除塵方面應(yīng)用較廣 n除塵效率一般可達除塵效率一般可達99%以上以上n效率高，性能穩(wěn)定可靠、操作簡單，因而獲得越來越廣泛的應(yīng)效率高，性能穩(wěn)定可靠、操作簡單，因而獲得越來越廣

8、泛的應(yīng)用用n含塵氣流從下部進入圓筒形含塵氣流從下部進入圓筒形濾袋，在通過濾料的孔隙時，濾袋，在通過濾料的孔隙時，粉塵被捕集于濾料上粉塵被捕集于濾料上n沉積在濾料上的粉塵，可在沉積在濾料上的粉塵，可在機械振動的作用下從濾料表機械振動的作用下從濾料表面脫落，落入灰斗中面脫落，落入灰斗中n粉塵因截留、慣性碰撞、靜粉塵因截留、慣性碰撞、靜電和擴散等作電和擴散等作 用，在濾袋表用，在濾袋表面形成粉塵層，常稱為粉層面形成粉塵層，常稱為粉層初初層層n新鮮濾料的除塵效率較低新鮮濾料的除塵效率較低n粉塵初層形成后，成為袋式除塵器的主要過濾層，提高粉塵初層形成后，成為袋式除塵器的主要過濾層，提高了除塵效率了除塵效

9、率n隨著粉塵在濾袋上積聚，濾袈兩側(cè)的壓力差增大，會把隨著粉塵在濾袋上積聚，濾袈兩側(cè)的壓力差增大，會把已附在濾料上的細小粉塵擠壓過去，使除塵效率下降已附在濾料上的細小粉塵擠壓過去，使除塵效率下降n 除塵器壓力過高，還會使除除塵器壓力過高，還會使除塵系統(tǒng)的處理氣體量顯著下降，塵系統(tǒng)的處理氣體量顯著下降，因此除塵器阻力達到一定數(shù)值后，因此除塵器阻力達到一定數(shù)值后，要及時清灰要及時清灰n 清灰不應(yīng)破壞粉塵初層清灰不應(yīng)破壞粉塵初層n對濾料的要求對濾料的要求容塵量大、吸濕性小、效率高、阻力低容塵量大、吸濕性小、效率高、阻力低使用壽命長，耐溫、耐磨、耐腐蝕、機械強度使用壽命長，耐溫、耐磨、耐腐蝕、機械強度表

10、面光滑的濾料容塵量小，清灰方便，適用于含塵表面光滑的濾料容塵量小，清灰方便，適用于含塵濃度低、粘性大的粉塵，采用的過濾速度不宜過高濃度低、粘性大的粉塵，采用的過濾速度不宜過高表面起毛（絨）的濾料容塵量大，粉塵能深入濾料表面起毛（絨）的濾料容塵量大，粉塵能深入濾料內(nèi)部，可以采用較高的過濾速度，但必須及時清灰內(nèi)部，可以采用較高的過濾速度，但必須及時清灰 n濾料種類濾料種類 按濾料材質(zhì)分按濾料材質(zhì)分 天然纖維天然纖維棉毛織物，適于無腐蝕、棉毛織物，適于無腐蝕、350350360K360K以下氣體以下氣體 無機纖維無機纖維主要指玻璃纖維，化學穩(wěn)定性好，耐高溫；質(zhì)地脆主要指玻璃纖維，化學穩(wěn)定性好，耐高溫

11、；質(zhì)地脆 合成纖維合成纖維性能各異，滿足不同需要，擴大除塵器的應(yīng)用領(lǐng)域性能各異，滿足不同需要，擴大除塵器的應(yīng)用領(lǐng)域n清灰是袋式除塵器運行中十分重要的一環(huán)，多數(shù)袋式除清灰是袋式除塵器運行中十分重要的一環(huán)，多數(shù)袋式除塵器是按清灰方式命名和分類的塵器是按清灰方式命名和分類的n常用的清灰方式有三種常用的清灰方式有三種 機械振動式機械振動式 逆氣流清灰逆氣流清灰 脈沖噴吹清灰脈沖噴吹清灰n機械振動清灰機械振動清灰 此類型袋式除塵器的優(yōu)點此類型袋式除塵器的優(yōu)點是工作性能穩(wěn)定，清灰效是工作性能穩(wěn)定，清灰效果較好果較好 缺點是濾袋常受機械力作缺點是濾袋常受機械力作用，損壞較快，濾袋檢修用，損壞較快，濾袋檢修與

12、更換工作量大與更換工作量大清 潔 氣清 潔 氣體出口體出口灰斗灰斗濾袋濾袋清 潔 氣清 潔 氣體一側(cè)體一側(cè)含 塵 氣含 塵 氣體入口體入口固 定 孔固 定 孔板板典型機械振動式布袋除塵器典型機械振動式布袋除塵器n逆氣流清灰逆氣流清灰 過濾風速一般為過濾風速一般為0.52.0m/min，壓力損失控制范圍，壓力損失控制范圍10001500Pa 這種清灰方式的除塵器結(jié)構(gòu)簡單，清灰效果好，濾袋磨損少，這種清灰方式的除塵器結(jié)構(gòu)簡單，清灰效果好，濾袋磨損少，特別適用于粉塵粘性小，玻璃纖維濾袋的情況特別適用于粉塵粘性小，玻璃纖維濾袋的情況n脈沖噴吹清灰脈沖噴吹清灰 利用利用47atm的壓縮空氣反吹，的壓縮空

13、氣反吹，壓縮空氣的脈沖產(chǎn)生沖擊波，壓縮空氣的脈沖產(chǎn)生沖擊波，使濾袋振動，粉塵層脫落使濾袋振動，粉塵層脫落 必須選擇適當壓力的壓縮空氣必須選擇適當壓力的壓縮空氣和適當?shù)拿}沖持續(xù)時間和適當?shù)拿}沖持續(xù)時間 （通常（通常為為0.1一一0.2s） 每清灰一次，叫做一個脈沖，每清灰一次，叫做一個脈沖，全部濾袋完成一個清灰循環(huán)的全部濾袋完成一個清灰循環(huán)的時間稱為脈沖周期，通常為時間稱為脈沖周期，通常為60sn脈沖噴吹清脈沖噴吹清灰灰清潔氣體清潔氣體脈沖氣體脈沖氣體集流箱集流箱脈沖管脈沖管濾袋濾袋含塵氣體入口含塵氣體入口隔膜閥隔膜閥管板管板進氣柵板進氣柵板支撐框支撐框典型脈沖噴灰式布袋除塵器典型脈沖噴灰式布袋

14、除塵器 利用顆粒狀物料利用顆粒狀物料 （如硅石、礫石、焦炭等）作填料（如硅石、礫石、焦炭等）作填料層的一種內(nèi)部過濾式除塵裝置。層的一種內(nèi)部過濾式除塵裝置。n旋風除塵器對于旋風除塵器對于 dp 5m的粒子效率低，必須借助外的粒子效率低，必須借助外力（電場力等）捕集更小的粒子力（電場力等）捕集更小的粒子 n具有耗能小、氣流阻力小的特點具有耗能小、氣流阻力小的特點n使塵粒荷電并在電場力的作用下沉積在集塵極上的過程。使塵粒荷電并在電場力的作用下沉積在集塵極上的過程。n與其他除塵器的根本區(qū)別在于，分離力直接作用在粒與其他除塵器的根本區(qū)別在于，分離力直接作用在粒子上，而不是作用在整個氣流上。子上，而不是作

15、用在整個氣流上。n電除塵器的主要優(yōu)點電除塵器的主要優(yōu)點壓力損失小，一般為壓力損失小，一般為200500Pa處理煙氣量大，可達處理煙氣量大，可達105106m3/h能耗低，大約能耗低，大約0.20.4kWh/1000m3對細粉塵有很高的捕集效率，可高于對細粉塵有很高的捕集效率，可高于99可在高溫或強腐蝕性氣體下操作可在高溫或強腐蝕性氣體下操作n三個基本過程三個基本過程懸浮粒子荷電高壓直流電暈懸浮粒子荷電高壓直流電暈帶電粒子在電場內(nèi)遷移和捕集延續(xù)的電暈電場（單帶電粒子在電場內(nèi)遷移和捕集延續(xù)的電暈電場（單區(qū)電除塵器）或光滑的不放電的電極之間的純靜電場區(qū)電除塵器）或光滑的不放電的電極之間的純靜電場（雙

16、區(qū)電除塵器）（雙區(qū)電除塵器）捕集物從集塵表面上清除振打除去接地電極上的粉捕集物從集塵表面上清除振打除去接地電極上的粉塵層并使其落入灰斗塵層并使其落入灰斗 Source: www.state.ia.usn金屬絲放出的電子迅速向正金屬絲放出的電子迅速向正極移動，與氣體分子撞擊使極移動，與氣體分子撞擊使之離子化之離子化n氣體分子離子化的過程又產(chǎn)氣體分子離子化的過程又產(chǎn)生大量電子雪崩過程生大量電子雪崩過程n遠離金屬絲，電場強度降低，遠離金屬絲，電場強度降低，氣體離子化過程結(jié)束，電子氣體離子化過程結(jié)束，電子被氣體分子捕獲被氣體分子捕獲n氣體離子化區(qū)域電暈區(qū)氣體離子化區(qū)域電暈區(qū)n自由電子和氣體負離子是粒自

17、由電子和氣體負離子是粒子荷電的電荷來源子荷電的電荷來源n電暈極和集塵極上都會有粉塵沉積電暈極和集塵極上都會有粉塵沉積 n粉塵沉積在電暈極上會影響電暈電流的大小和均勻性，粉塵沉積在電暈極上會影響電暈電流的大小和均勻性，一般方法采取振打清灰方式清除一般方法采取振打清灰方式清除 n從集塵極清除已沉積的粉塵的主要目的是防止粉塵重從集塵極清除已沉積的粉塵的主要目的是防止粉塵重新進入氣流新進入氣流在濕式電除塵器中，用水沖洗集塵極板在濕式電除塵器中，用水沖洗集塵極板在干式電除塵器中，一般用機械撞擊或電極振動產(chǎn)生在干式電除塵器中，一般用機械撞擊或電極振動產(chǎn)生的振動力清的振動力清灰灰n濕式除塵器：濕式除塵器：使

18、含塵氣體與液體使含塵氣體與液體 （一般為水）密切接觸，（一般為水）密切接觸，利用水滴和塵粒的慣性碰撞及其它作用捕集塵?；蚴沽＠盟魏蛪m粒的慣性碰撞及其它作用捕集塵粒或使粒徑增大的裝置徑增大的裝置 n高能和低能濕式除塵器高能和低能濕式除塵器 利用噴淋液體，通過液滴、液膜或鼓泡通過液利用噴淋液體，通過液滴、液膜或鼓泡通過液層等方式來洗滌含塵氣體，使氣體得以凈化的方法。層等方式來洗滌含塵氣體，使氣體得以凈化的方法。n可以有效地除去直徑為可以有效地除去直徑為0.120m的液態(tài)或固態(tài)粒子，亦的液態(tài)或固態(tài)粒子，亦 能脫除氣態(tài)污染物能脫除氣態(tài)污染物 n根據(jù)濕式除塵器的凈化機理，大致分為根據(jù)濕式除塵器的凈化機理，大致分為