第6章-空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件

第6章空氣凈化原理與設備§6.1概述§6.2粉塵的凈化6.1.1凈化裝置的性能6.1.2凈化裝置的分類6.1.3凈化裝置的選擇6.2.1粉塵的特性、除塵機理6.2.2重力沉降室、慣性除塵器6.2.3旋風除塵器6.2.4濕式除塵器6.2.5過濾式除塵器6.2.6電除塵器第6章空氣凈化原理與設備§6.1概述§6.2粉塵的§6.3有害氣體的凈化§6.4凈化新方法6.3.1概述6.3.2吸收與吸附原理6.3.3吸收與吸附裝置6.4.1非平衡等離子體空氣凈化6.4.2光催化凈化方法6.4.3負離子凈化方法6.4.4臭氧凈化方法§6.3有害氣體的凈化§6.4凈化新方法6.3.1§6.1.1凈化裝置的性能§6.1.2凈化裝置的分類§6.1.3凈化裝置的選擇§6.1概述§6.1.1凈化裝置的性能§6.1概述

空氣污染物的凈化可分為通風進氣及排氣中粉塵的凈化、有害氣體的凈化、室內(nèi)污染物的凈化。通風排氣中粉塵的凈化也稱為工業(yè)除塵；通風排氣中有害氣體的凈化是對生產(chǎn)過程散發(fā)的廢氣進行凈化處理即有害氣體的凈化，以達到排放標準的要求；通風進氣中粉塵的凈化稱為空氣過濾，以保證室內(nèi)空氣的清潔度為目的。本章主要闡述空氣污染物的一般凈化方法和凈化裝置的典型結(jié)構(gòu)，重點介紹粉塵的凈化。大氣污染物的凈化實際上是一個混合物的分離問題。1.氣溶膠污染物2.氣態(tài)污染物空氣污染物的凈化可分為通風進氣及排氣中粉塵的凈化、有分離方法：屬于非均相混合物，一般都采用物理方法進行分離。分離依據(jù)：氣體分子與固體、液體粒子在物理性質(zhì)上的差異。1.氣溶膠污染物較大粒子的密度比氣體分子大得多，可利用重力、慣性力、離心力（統(tǒng)稱為質(zhì)量力）進行分離，統(tǒng)稱為機械分離方法；粒子的尺寸和質(zhì)量比氣體分子大得多，可采用過濾層過濾的方法加以分離；利用某些粒子易被水濕潤，凝并增大而被捕集，可采用濕式洗滌進行分離；由于某些粒子的荷電性，在高壓電場內(nèi)利用靜電力（庫侖力）進行分離的靜電除塵?！住住住住住住住住住住住住住住住住住住追蛛x方法：屬于非均相混合物，一般都采用物理方法進行分離。1.a.分離方法：氣態(tài)污染物在氣體中以分子或蒸氣狀態(tài)存在，屬于均相混合物;大多根據(jù)物理的、化學的及物理化學的原理予以分離。b.分離依據(jù)：不同組分所具有的不同蒸氣壓，不同溶解度，選擇性吸收作用以及某些化學作用。

目前國內(nèi)外凈化氣態(tài)污染物的方法，主要有五種：吸收法、吸附法、燃燒法、冷凝法及催化轉(zhuǎn)化法。2.氣態(tài)污染物a.分離方法：氣態(tài)污染物在氣體中以分子或蒸氣狀態(tài)存在，屬于均

全面地評價凈化裝置的性能應該包括技術(shù)指標和經(jīng)濟指標。

技術(shù)指標:一般常以處理氣體量、凈化效率，壓力損失及負荷適應性等特性參數(shù)來表示；

經(jīng)濟指標:主要包括設備費、運行費和占地面積等。

除上述基本性能外，還應考慮裝置安裝、操作、檢修的難易程度等因素。§6.1.1凈化裝置的性能全面地評價凈化裝置的性能應該包括技術(shù)指標和經(jīng)濟指標?！?表示凈化裝置的技術(shù)性能，主要包括以下四個方面：1）處理氣體量：代表裝置處理能力大小的指標，一般以體積流量表示。2）壓力損失：表示裝置消耗能量大小的技術(shù)經(jīng)濟指標，有時也稱為壓力降。3）負荷適應性：表示裝置性能可靠性的技術(shù)指標，即指凈化裝置的工作穩(wěn)定性和操作彈性。4）凈化效率:表示裝置凈化效果的重要技術(shù)指標，有時也稱為分離效率。對于除塵裝置又稱除塵效率；對于吸收裝置，又稱吸收效率；對于吸附裝置，則稱為吸附效率。凈化裝置的技術(shù)性能表示凈化裝置的技術(shù)性能，主要包括以下四個方面：凈化裝置的技術(shù)

在工程中，通常以凈化效率為主來選擇和評價裝置，凈化效率主要的表示方法：（1）總效率（2）通過率（透過率）（3）分級除塵效率（4）板效率

（5）串聯(lián)運行時的總凈化效率

凈化效率的表示方法在工程中，通常以凈化效率為主來選擇和評價裝置，凈化效

總效率是指同一時間內(nèi)，凈化裝置去除污染物的量與進入裝置的污染物量之百分比?？傂蕦嶋H上是反映裝置凈化程度的平均值，也稱為平均效率。

進入裝置的污染物流量為Si(g/m3)，凈化裝置出口的相應量為S0(g/s)。若凈化裝置捕集的污染物流量為Sc(m3/s)，則有Si=Sc+So故總效率η（%）可表示成:（1）總效率總效率是指同一時間內(nèi)，凈化裝置去除污染物的量與進入裝

當凈化效率達99%以上時，如表示成99.9%或99.99%，在表達裝置性能的差別上不明顯，所以一般采用其它方法來表示，最簡單的一種方法是用通過率P（%）來表示。通過率是指從凈化裝置出口逸散的污染物量與入口污染物量之百分比。

P值越大，說明出口逸散量越大。通過率P（%）可以下式表示例如:一除塵器的η=99%時，P=1.0%；另一臺除塵器的η=99.9%時，P=0.1%，則前一臺除塵器的通過率為后者的10倍。（2）通過率（透過率）當凈化效率達99%以上時，如表示成99.9%或99.

分級除塵效率與除塵裝置的除塵效率與粉塵粒徑有關(guān)，為確切地表示除塵效率與粒徑分布的關(guān)系而提出的。分級除塵效率（簡稱分級效率）是指除塵裝置對某一粒徑dp或粒徑范圍dp+⊿dp內(nèi)粉塵的除塵效率。若設與此相應的除塵器入口的粉塵流量為⊿Si（g/s）,捕集的粉塵量為△Sc（g/s），則該除塵器對粒徑dp或⊿dp范圍內(nèi)粉塵的分級效率ηj為（3）分級除塵效率分級除塵效率與除塵裝置的除塵效率與粉塵粒徑有關(guān)，為確

當除塵器入口粉塵的粒徑頻度分布為fi，捕集粉塵的頻度分布為fc則根據(jù)頻度分布的定義和分級效率的定義式可得：總效率和分級效率的計算方法⊿Si=Si·fi⊿Sc=Sc·fc

當除塵器入口粉塵的粒徑頻度分布為fi，捕集粉塵的頻

板效率是指實際塔板能達到的分離程度與理論塔板所達到的平衡情況的比較,它的數(shù)值總是小于1。這是表示吸收裝置（包括濕式洗滌器）性能的重要技術(shù)指標。板效率常用總板效率、單板效率及點效率表示?？偘逍始雌骄逍?，又稱為全塔效率。單板效率，又稱為莫夫利（Murphree）效率，而點效率則是更具體地表示塔板上任一點的局部分離效率。（4）板效率板效率是指實際塔板能達到的分離程度與理論塔板所達到的

在實際凈化系統(tǒng)中，往往把兩種或多種不同型式的凈化裝置串聯(lián)起來使用，如當污染物濃度較高時，排放濃度可能超過排放標準，或者雖能達到排到標準，因負荷過大容易引起裝置性能不穩(wěn)定等，應采用兩級或多級凈化裝置串聯(lián)使用。同理，n級凈化裝置串聯(lián)后的總效率為（5）串聯(lián)運行時的總凈化效率

設第一級凈化裝置的效率為η1，第二級為η2

，則兩級凈化裝置串聯(lián)運行的總效率為在實際凈化系統(tǒng)中，往往把兩種或多種不同型式的凈化裝置

（1）除塵裝置（2）吸收裝置（3）吸附裝置（4）催化轉(zhuǎn)化裝置§6.1.2凈化裝置的分類（1）除塵裝置（2）吸收裝置（3）吸附裝置（4）催化

從氣體介質(zhì)中將固體粒子分離捕集的設備稱為除塵裝置或除塵器。按照除塵器利用的除塵機制，可將其分成如下四類：干式電除塵器、濕式電除塵器靜電力電除塵器袋式除塵器、顆粒層除塵器過濾介質(zhì)捕集過濾式除塵器旋風水膜除塵器、沖激式除塵器、文丘里除塵器水流沖洗濕式除塵器重力沉降室、慣性除塵器、旋風除塵器慣性力機械式除塵器設備作用原理類別（1）除塵裝置從氣體介質(zhì)中將固體粒子分離捕集的設備稱為除塵裝置或除概念：為分離廢氣中的分子狀態(tài)污染物，完成吸收操作所采用的氣液相間傳質(zhì)的設備稱為吸收裝置。作用：使氣液兩相充分接觸，以利于吸收過程的進行。（2）吸收裝置

對于吸收裝置，可根據(jù)氣液兩相傳質(zhì)過程的特點，將其分為液體分散型和氣體分散型兩大類。

液體分散型即在設備內(nèi)氣體呈連續(xù)相，吸收劑為分散相的吸收裝置，如填料塔、多管降膜式吸收裝置及各種噴灑裝置等；氣體分散型即在設備內(nèi)氣體呈分散相，吸收劑成連續(xù)相的吸收裝置，如板式塔及氣泡攪拌裝置等。概念：為分離廢氣中的分子狀態(tài)污染物，完成吸收操作所采用的氣液

吸附是利用固體吸附劑表面對氣體中各組分的吸附能力不同而進行分離的技術(shù)，用以完成吸附操作的分離設備稱為吸附裝置或吸附器。

根據(jù)吸附床層的特點，可將吸附裝置分為固定床吸附器，回轉(zhuǎn)式吸附器、流動床吸附器和沸騰床吸附器等。（3）吸附裝置吸附是利用固體吸附劑表面對氣體中各組分的吸附能力不同

催化轉(zhuǎn)化法是利用催化劑的催化作用，使廢氣中的污染物轉(zhuǎn)化成無害物，甚至是有用的副產(chǎn)品，或者轉(zhuǎn)化成更容易從氣流中被去除的物質(zhì)。前一種催化轉(zhuǎn)化操作直接完成了對污染物的凈化過程，而后者則還需要附加吸收或吸附等其他操作工藝才能實現(xiàn)全部的凈化過程。氣態(tài)污染物凈化過程用的催化反應器一般是氣-固相催化反應器。有固定床和流化床兩種類型。

[汽車廢氣中的一氧化碳和碳氫化合物在催化劑的作用下被氧化成為二氧化碳和水][氨將氮氧化物催化還原成為氮氣和水]（4）催化轉(zhuǎn)化裝置催化轉(zhuǎn)化法是利用催化劑的催化作用，使廢氣中的污染物轉(zhuǎn)1）處理氣體量2）氣體性質(zhì)：種類、成分、溫度、濕度、密度、粘度、壓力、露點、毒性、腐蝕性及燃燒爆炸性等。3）粉塵性質(zhì)：種類、成分、粒徑分布、濃度、密度、比電阻、含水率、潤濕性、吸濕性、粘附性及燃燒爆炸性等。4）凈化要求：凈化效率、壓力損失、廢氣排放標準及環(huán)境質(zhì)量標準等。5）裝置的經(jīng)濟性：包括裝置占地面積在內(nèi)的設備費和運行費，以及安裝費、設備使用壽命和回收綜合利用情況等。1.選擇的依據(jù)§6.1.3凈化裝置的選擇1）處理氣體量1.選擇的依據(jù)§6.1.3凈化裝置的選擇1）工程調(diào)查認真收集有關(guān)資料，全面考慮影響裝置性能的各種因素。2）計算凈化效率根據(jù)排放標準和生產(chǎn)要求，由初始入口濃度、出口排入濃度及氣體流量按式（6-3）或（6-4）計算需要達到的凈化效率η。3）確定凈化方法根據(jù)污染物性質(zhì)和操作條件確定凈化方法（吸收、吸附或除塵等）及凈化流程（幾級處理，是否預冷、調(diào)濕以及吸收劑和吸附劑選定等）。在此基礎上，對裝置的技術(shù)指標和經(jīng)濟指示進行全面比較，選定最適宜的凈化裝置。4）確定凈化裝置的型號規(guī)格和運行參數(shù)。2.選擇的一般步驟1）工程調(diào)查認真收集有關(guān)資料，全面考慮影響裝置性能的各種因素§6.2.1粉塵的特性、除塵機理§6.2.2重力沉降室、慣性除塵器§6.2.3旋風除塵器§6.2.4濕式除塵器§6.2.5過濾式除塵器§6.2.6電除塵器§6.2粉塵的凈化§6.2.1粉塵的特性、除塵機理§6.2粉塵的凈化§6.2.1粉塵的特性、除塵機理（1）粉塵的密度（2）粘附性（3）爆炸性（4）荷電性與比電阻（5）粉塵的濕潤性（6）粉塵的粒徑分布1.粉塵的特性§6.2.1粉塵的特性、除塵機理（1）粉塵的密度1.粉塵（1）粉塵的密度

粉塵的兩種密度：真密度、堆積密度

自然狀態(tài)下堆積起來的粉塵在顆粒之間及顆粒內(nèi)部充滿空隙，我們把松散狀態(tài)下單位體積粉塵的質(zhì)量稱為粉塵的堆積密度。

如果設法排除顆粒之間及顆粒內(nèi)部的空氣，所測出的在密實狀態(tài)下單位體積粉塵的質(zhì)量，稱為真密度（或塵粒密度）。

兩種密度的應用場合不同，例如研究單個塵粉在空氣中的運動時應用真密度，計算灰斗體積時則應用堆積密度。（1）粉塵的密度粉塵的兩種密度：真密度、堆積密度（2）粘附性

粉塵的粘附性是粉塵與粉塵之間或粉塵與器壁之間的力的表現(xiàn)。這種力包括分子力、毛細粘附力及靜電力等。

粘附性與粉塵的形狀、大小以及吸濕等狀況有關(guān)。粒徑細、吸濕性大的粉塵，其粘附性也強。

塵粒間的粘附使塵粒增大，有利于提出高除塵效率，而粉塵與器壁間的粘附則會使除塵器和管道堵塞和系統(tǒng)性能惡化。（2）粘附性粉塵的粘附性是粉塵與粉塵之間或粉塵與器壁（3）爆炸性

固體物料破碎后，總表面積大大增加。例如每邊長1cm的立方體粉碎成每邊長1um的小粒子后，總表面積由6cm2增加到6m2。由于表面積增加，粉塵的化學活潑性大為加強。一些在堆積狀態(tài)下不易燃燒的可燃物如糖、面粉、煤粉等，以粉末狀懸浮于空氣中時，與空氣中的氧有了充分的接觸機會，在一定的溫度和濃度下，可能發(fā)生爆炸性。設計此類除塵系統(tǒng)時，必需考慮設置防爆裝置。（3）爆炸性固體物料破碎后，總表面積大大增加。例如每（4）荷電性與比電阻粉塵荷電性：指粉塵能被荷電的難易程度。懸浮空氣中粉塵荷電原因：破碎時的摩擦、粒子間撞擊或放射性照射、外界離子或電子附著等。影響荷電量大小因素：粉塵的成分、粒徑、質(zhì)量、溫度、濕度等有關(guān)。衡量粉塵荷電性的指標：粉塵比電阻,它反映粉塵的導電性能，是粉塵的重要特性之一。（4）荷電性與比電阻粉塵荷電性：指粉塵能被荷電的難易程度。（5）粉塵的濕潤性有些粉塵（如水泥、石灰等）與水接觸后，會發(fā)生粘結(jié)和變硬，這種粉塵稱為水硬性粉塵。水硬性粉塵不宜采用濕法除塵。粉塵顆粒能否與液體相互附著或附著難易的性質(zhì)。濕潤現(xiàn)象：是分子力作用的一種表現(xiàn)，水滴內(nèi)部與水滴表面間的分子引力為水的表面張力,當水的表面張力小于水與固體間的分子引力時,固體容易被濕潤,反之,固體則不易被濕潤。依此粉塵可分為親水性與疏水性兩類。（5）粉塵的濕潤性有些粉塵（如水泥、石灰等）與水接觸后，會發(fā)衡量濕潤性指標:濕潤接觸角(θ)。

θ<60°時,表示濕潤性好,為親水性；

θ>90°時,濕潤性差,屬于憎水性。粉塵的濕潤性是濕式除塵的依據(jù)。θ液滴θ

影響濕潤性因素：粉塵成分、粒徑、荷電狀況及水的表面張力等因素。濕潤性強的粉塵有利于濕式除塵。衡量濕潤性指標:濕潤接觸角(θ)。θ液滴θ影響濕潤（6）粉塵的安息角和滑動角

將粉塵自然地堆積在水平面上形成圓錐體，其錐底角即為粉塵的安息角，一般為35°～55°。將粉塵放置在光滑平板上，使該平板傾斜到粉塵開始滑動時的角度稱為粉塵的滑動角，或稱動安息角，一般為30°～40°。粉塵的安息角和滑動角是評價粉塵流動性的一項重要指標，它們與粉塵的粒徑和形狀﹑塵粒的表面粗糙度﹑粉塵的含水率以及粉塵的粘附性等多種因素有關(guān)。

（6）粉塵的安息角和滑動角將粉塵自然地堆積在水平面上

安息角越小，說明粉塵的流動性就越好。粉塵的安息角和滑動角是設計料倉或除塵器灰斗的錐度以及確定輸灰管道或除塵管道的傾斜度的主要依據(jù)。粉塵粒徑越小,其接觸表面增大,相互吸附力強,安息角就越大，粉塵含水率增加,安息角增大，表面光滑的顆粒比表面粗糙的顆粒安息角小;粘性大的粉塵安息角大。物料流動性與安息角關(guān)系表:安息角越小，說明粉塵的流動性就越好。粉塵的安息角和滑實際防塵中采用粉塵的投影定向長度表示粉塵的粒徑，用d表示,單位為微米(μm)。d≤5μm的粉塵稱為呼吸性粉塵,可隨呼吸進入并沉積在肺部,危害最大。

粒徑也稱為粒度，是衡量粉塵顆粒大小的尺度。粉塵的粒徑對球形粒子來說，是指它的直徑，實際的塵粒形狀大多是不規(guī)則的，只能用某一個有代表性的數(shù)值作為粉塵的粒徑。例如用顯微鏡法測定粒徑時有定向粒徑、長軸粒徑、短軸粒徑等；用移液管法測出的粒徑稱為斯托克斯粒徑。（7）粉塵的粒徑及粒徑分布實際防塵中采用粉塵的投影定向長度表示粉塵的粒徑，用d表示,第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件粉塵分散度:各粒徑粉塵所占總粉塵的百分比。又分為質(zhì)量分散度和數(shù)量分散度。質(zhì)量分散度Pm：是指各粒徑粉塵的質(zhì)量(mg)占粉塵的總質(zhì)量(mg)的百分比。數(shù)量分散度Pn：是指各粒徑粉塵的顆粒數(shù)占粉塵顆粒數(shù)的百分比。m—某級粒徑粉塵的質(zhì)量，mg；n—某級粒徑粉塵的顆粒數(shù)，顆。通風除塵系統(tǒng)處理的粉塵都是由粒徑不同的粒子組成的。粉塵分散度:各粒徑粉塵所占總粉塵的百分比。又分為質(zhì)量分散度2除塵機理目前常用除塵器的除塵機理主要有以下幾個方面：（1）重力（2）離心力（3）慣性碰撞（4）接觸阻留（5）擴散（6）靜電力（7）凝聚2除塵機理目前常用除塵器的除塵機理主要有以下幾個方面：

塵粒在重力作用下，產(chǎn)生脫離流線的位移而沉降到纖維表面上氣流中的塵?？梢砸揽恐亓ψ匀怀两担瑥臍饬髦羞M行分離。由于塵粒的沉降速度一般較小，這個機理只適用于粗大的塵粒。（1）重力（2）離心力

含塵氣流作圓周運動時，由于慣性離心力的作用，塵粒和氣流會產(chǎn)生相對運動，使塵粒從氣流中分離。它是旋風除塵器工作的主要機理。塵粒在重力作用下，產(chǎn)生脫離流線的位移而沉降到纖維表面含塵氣流濾芯纖維濾芯纖維（3）慣性碰撞

含塵氣流在運動過程中遇到物體的阻擋（如擋板、纖維、水滴等）時，氣流要改變方向進行繞流，細小的塵粒會隨氣流一起流動。粗大的塵粒具有較大的慣性，它會脫離流線，保持自身的慣性運動，這樣塵粒就和物體發(fā)生了碰撞。這種現(xiàn)象稱為慣性碰撞，慣性碰撞是過濾式除塵器、濕式除塵器和慣性除塵器的主要除塵機理。含塵氣流濾芯纖維濾芯纖維（3）慣性碰撞含塵氣流污染物介質(zhì)纖維介質(zhì)纖維（4）接觸阻留

細小的塵粒隨氣流一起繞流時，如果流線緊靠物體（纖維或液滴）表面，有些塵粒與物體發(fā)生接觸而被阻留，這種現(xiàn)象稱為接觸阻留。另外當塵粒尺寸大于纖維網(wǎng)眼而被阻留時，這種現(xiàn)象稱為篩濾作用。粗孔或中孔的泡沫塑料過濾器主要依靠篩濾作用進行除塵。污染物介質(zhì)纖維介質(zhì)纖維（4）接觸阻留細小的塵粒隨氣流污染物<0.3μm（5）擴散

小于1μm的微小粒子在氣體分子撞擊下，像氣體分子一樣作布朗運動。如果塵粒在運動過程中和物體表面接觸，就會從氣流中分離，這個機理稱為擴散。對于dc≤0.3μm的塵粒，這是一個很重要的機理。

污染物（5）擴散小于1μm的微小粒子在氣體分子撞擊下（6）靜電力

懸浮在氣流中的塵粒，如帶有一定的電荷，可以通過靜電力使它從氣流中分離。由于自然狀態(tài)下，塵粒的荷電量很小，因此，要得到較好的除塵效果，必須設置專門的高壓電場，使所有的塵粒都充分荷電。

屏蔽板激化纖維7000V直流電壓激化纖維空氣（6）靜電力懸浮在氣流中的塵粒，如帶有一定的電荷，可（7）凝聚

凝聚作用不是一種直接的除塵機理。通過超聲波、蒸汽凝結(jié)、加濕等凝聚作用，可以使微小粒子凝聚增大，然后再用一般的除塵方法去除。

顆粒尺寸 直接攔截 慣性碰撞 擴散攔截>1 幾乎100% _____ 無

1至0.5 較低效率 較高效率 無

0.5至0.3 很低效率 低效率 微不足道

0.3至0.1 微不足道 微不足道 略有效果

0.1至0.05微不足道 微不足道高效率

<0.05 幾乎無效 幾乎無效 幾乎100%常用過濾機理的效率（7）凝聚凝聚作用不是一種直接的除塵機理。通過超聲波§6.2.2重力沉降室、慣性除塵器原理：重力沉降室是一種最簡單的除塵器，它是依靠重力的作用使塵粒從氣流中分離出來的。沉降室是一個斷面較大的空室，含塵氣體由斷面較小的風管進入沉降室后，氣流速度大大降低，塵粒便在重力作用下緩慢向灰斗沉降。1.重力沉降室§6.2.2重力沉降室、慣性除塵器原理：重力沉降室是一種應用：僅適用于捕集密度大，顆粒粗（粒徑大于50μm）的粉塵。只作為初級除塵。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、造價低、施工容易、維護管理方便、阻力小缺點：占地大，除塵效率低，40％～70％應用：僅適用于捕集密度大，顆粒粗（粒徑大于50μm）的粉塵。

塵粒在靜止流體中自由沉降時，除了受重力作用外，還要受到流體對塵粒的阻力和浮力。作用在塵粒上的總作用力為：

F=G－Ff－P（1）塵粒的沉降速度對于球形塵粒塵粒在靜止流體中自由沉降時，除了受重力作用外，還要受

塵粒在上述合力作用下從靜止開始作加速下降運動，隨著塵粒運動速度的增加，流體阻力也隨之增加，當式（6-14）右邊兩項在數(shù)值上相等時，作用在塵粒上的外力之和F=0，塵粒開始在流體中作等速沉降。這時的降落速度稱為塵粒的沉降速度，以υs表示。（等速沉降與懸浮速度數(shù)值相等，意義不同）懸浮速度:上升氣流使塵粒處于懸浮狀態(tài)所必需的最小速度。

根據(jù)沉降速度的定義可得：

斯托克斯公式

[流體阻力系數(shù)]塵粒在上述合力作用下從靜止開始作加速下降運動，（2）沉降室的計算

在沉降室內(nèi)，塵粒一方面以沉降速度υs下降，另一方面隨著氣流以氣流在沉降室內(nèi)的流速υ繼續(xù)向前運動。要使沉降速度為υs的塵粒在重力沉降室內(nèi)全部沉降下來，必須使氣流通過沉降室的時間大于或等于塵粒從頂部沉降到底部灰斗所需的時間，即式中Ａ為沉降室長度（m）；υ為沉降室內(nèi)氣流運動速度（m/s）；Ｈ為沉降室高度（m）；υs為塵粒的沉降速度（m/s）。

重力沉降室能100%捕集的最小捕集粒徑（2）沉降室的計算在沉降室內(nèi)，塵粒一方面以沉2.慣性除塵器1）除塵機理:利用塵粒在運動氣流中具有的慣性力，通過突然改變含塵氣流的流動方向，或使其與某種障礙物碰撞，使塵粒的運動軌跡偏離氣體流線而達到分離的目的。2）主要類型:沖擊式、反轉(zhuǎn)式3）應用：慣性除塵器用于凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物性粉塵具有較高除塵效率。對粘結(jié)性和纖維性粉塵，則因易堵塞而不宜采用。常用作多級除塵中的初級除塵。2.慣性除塵器1）除塵機理:利用塵粒在運動氣流中具有的普通旋風除塵器的結(jié)構(gòu):進氣口、筒體、錐體、排出管（內(nèi)筒）。含塵氣體由除塵器進氣口沿切線方向進入后，沿外壁由上向下作旋轉(zhuǎn)運動，這股向下旋轉(zhuǎn)的氣流稱為外旋渦。外旋渦到達錐體底部后，轉(zhuǎn)而向上，沿軸心向上旋轉(zhuǎn)，最后從排出管排出。這股向上旋轉(zhuǎn)的氣流稱為內(nèi)旋渦。向下的外旋渦和向上的內(nèi)旋渦旋轉(zhuǎn)方向是相同的。氣流作旋轉(zhuǎn)運動時，塵粒在離心力的作用下向外壁移動，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灰斗。§6.2.3

旋風除塵器原理:旋風除塵器是利用氣流旋轉(zhuǎn)過程中作用在塵粒上的離心力，使粉塵從含塵氣流中分離出來的。普通旋風除塵器的結(jié)構(gòu):進氣口、筒體、錐體、排出管（第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件1.旋風除塵器內(nèi)的流場

從該圖可以看出，外旋渦的切向速度υt是隨半徑r的減小而增加的，在內(nèi)、外旋渦的交界面上，υt達到最大?？梢越普J為，內(nèi)、外旋渦交界面的半徑ro≈（0.6~0.65）rp，rp為排出管半徑。內(nèi)旋渦的切向速度是隨著r的減小而減小的。（1）速度分布1）切向速度1.旋風除塵器內(nèi)的流場從該圖可以看出，外旋渦的切向速

外旋渦外側(cè)的軸向速度υj是向下的，內(nèi)旋渦的軸向速度則是向上的。當氣流由錐體底部上升時，可能將一部分已除下來的微細粉塵重新?lián)P起，并帶出除塵器，這種現(xiàn)象稱為返混。外旋渦的徑向速度是向內(nèi)的，內(nèi)旋渦的徑向速度υr是向外的。外旋渦的徑向速度沿除塵器高度的分布是不均勻的。3）徑向速度2）軸向速度外旋渦外側(cè)的軸向速度υj是向下的，內(nèi)旋渦的軸向速度則（2）壓力分布

旋風除塵器內(nèi)的壓力分布是沿外壁向中心逐漸減少，在軸心處為負壓（見圖6-8）。負壓一直延伸到除塵器底部，在除塵器底部，負壓達到最大值（-300Pa）。該圖是除塵器在正壓（+900Pa）條件下工作得到的，如果除塵器在負壓下工作，負壓值會更大。所以，旋風除塵器底部要保持嚴密。如不嚴密，就會有大量外部空氣從底部被吸入，形成一股上升氣流，把已分離下來的一部分粉塵重新帶出除塵器，使除塵效率降低。（2）壓力分布旋風除塵器內(nèi)的壓力分布是沿外壁向中心逐早期的“轉(zhuǎn)圈理論”（1932年由羅辛等人提出）。轉(zhuǎn)圈理論從旋風除塵器內(nèi)只存在旋渦流場入手，認為只要氣流在筒體內(nèi)轉(zhuǎn)圈次數(shù)足夠，粉塵就能從含塵氣流中分離出來，根據(jù)轉(zhuǎn)圈理論和得到的分割粒徑僅僅與筒體高度有關(guān)，而與錐體高度無關(guān)，這顯然與實際情況不符合。2.篩分理論早期的“轉(zhuǎn)圈理論”（1932年由羅辛等人提出）。2.篩分理

在旋風除塵器內(nèi)存在渦、匯流場，處于外旋渦內(nèi)的塵粒在徑向同時受到方向相反兩種力的作用。由旋渦流場產(chǎn)生的離心力Fl使塵粒向外推移，由匯流場產(chǎn)生的向心力P又使塵粒向內(nèi)飄移。離心力的大小與塵粒直徑的大小有關(guān)，粒徑越大離心力越大，因而必定有一臨界粒徑dk，其所受到兩種力的作用正好相等。凡粒徑d＞dk者，向外推移作用大于向內(nèi)飄移作用，結(jié)果被推移到除塵器外壁而被分離。相反，凡d＜dk的塵粒，向內(nèi)飄移作用大于向外推移作用而被帶到上升的內(nèi)旋渦中，隨著排氣排出除塵器。篩分理論在旋風除塵器內(nèi)存在渦、匯流場，處于外旋渦內(nèi)的塵粒在徑第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件

影響旋風除塵器性能的因素很多，使用條件和結(jié)構(gòu)型式對旋風除塵器的性能都有不同程度的影響。使用條件方面的影響因素有：（1）進口風速（2）含塵氣體的性質(zhì)（3）除塵器底部的嚴密性（4）結(jié)構(gòu)構(gòu)造影響旋風除塵器性能的因素影響旋風除塵器性能的因素很多，使用條件和結(jié)構(gòu)型式對旋

旋風除塵器內(nèi)氣流的旋轉(zhuǎn)速度是隨進口風速的增加而增加的。增加進口風速，能提高氣流在除塵器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)速度，使粉塵受到的離心力增大，從而提高除塵效率，同時增大了除塵器的處理風量。但進口風速不宜過大，過大會導致除塵器阻力急劇增加（除塵器阻力與進口風速的平方成正比），耗電量增大。而且進口風速過高，還會加劇粉塵的返混，導致除塵效率下降。從技術(shù)、經(jīng)濟兩方面考慮，進口風速有一合適的范圍，一般為15~25m/s,但不應低于10m/s,以防進氣管積塵。（1）進口風速旋風除塵器內(nèi)氣流的旋轉(zhuǎn)速度是隨進口風速的增加而增加的

粉塵真密度和粒徑增大，會使除塵效率顯著提高。氣體溫度的提高和粘度的增大，皆引起除塵效率下降。旋風除塵器熱態(tài)效率比冷態(tài)效率低，進口含塵濃度增高時，除塵器的阻力會有所下降，但對效率影響不大。（2）含塵氣體的性質(zhì)粉塵真密度和粒徑增大，會使除塵效率顯著提高。氣體溫度

旋風除塵器無論是在正壓下還是在負壓下運行，其底部總是處于負壓狀態(tài)，如果除塵器底部不嚴密，從外部滲入的空氣形成返混流會把正在落入灰斗的一部分粉塵帶出除塵器，使除塵效率顯著下降。所以，如何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一個十分關(guān)鍵的問題。（3）除塵器底部的嚴密性旋風除塵器無論是在正壓下還是在負壓下運行，其底部總是第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件（4）結(jié)構(gòu)構(gòu)造結(jié)構(gòu)上的影響因素有：1）型式2）筒體直徑3）排出管直徑4）筒體和錐體高度5）排塵口直徑（4）結(jié)構(gòu)構(gòu)造結(jié)構(gòu)上的影響因素有：兩類入口型式：切向進入式、軸向進入式1）型式

切向進入式有直入式和蝸殼式。直入式入口是進氣管外壁與筒體相切，蝸殼式入口是進氣管內(nèi)壁與筒體相切，外壁采用漸開線形式。

軸向進入式是靠固定的導流葉片促使氣體作旋轉(zhuǎn)運動。與切向進入式相比，在同一壓力損失下，處理的氣體量可增加二倍左右，而且氣流容易分配均勻，所以主要用其組合成多管旋風除塵器，用于處理氣體量大的場合。軸向進入式有逆流式和直流式。兩類入口型式：切向進入式、軸向進入式1）型式切向進入第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件

在相同的旋轉(zhuǎn)速度下，筒體直徑越小，塵粒受到的離心力越大，除塵效率越高，但處理風量減少，而且筒徑過小還會引起粉塵堵塞，所以筒徑一般≥150mm。為保證除塵效率，筒徑一般≤1000mm。如果處理風量大時，可采用并聯(lián)組合型式或多管旋風除塵器。旋風除塵器規(guī)格的命名及各部分尺寸比例多以筒徑D為準。2）筒體直徑

理論和實踐都表明，減少排出管直徑可以減少內(nèi)旋渦的范圍，有利于提高除塵效率，但是不能取得過小，以免阻力增大，一般取dp=(0.4~0.66)D。3）排出管直徑在相同的旋轉(zhuǎn)速度下，筒體直徑越小，塵粒受到的離心力越

筒體和錐體的總高度過大并沒有什么實際意義。實踐經(jīng)驗表明，一般以不超過5D為宜。在錐體部分，由于斷面不斷減小，塵粒到達外壁的距離也逐漸減小，氣流的旋轉(zhuǎn)速度不斷增加，塵粒受到的離心力不斷增大，這對塵粒的分離都是有利的?，F(xiàn)代的高效旋風除塵器大都是長錐體，就是這個原因。4）筒體和錐體高度

排塵口直徑一般為（0.7~1）dp左右。過小會影響粉塵沉降，再次被上升氣流帶走，特別是粘性粉塵易被粉塵堵塞，故排塵口直徑應大于70mm。5）排塵口直徑筒體和錐體的總高度過大并沒有什么實際意義。實踐經(jīng)驗表第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件

旋風除塵器的結(jié)構(gòu)型式很多，如組合式、旁路式、擴散式、直流式、平旋式、旋流式等。直到目前為止，其結(jié)構(gòu)型式方面的研究工作一直在進行，新的型式仍在不斷出現(xiàn)。（1）多管旋風除塵器（2）旁路旋風除塵器（3）長錐體旋風除塵器（4）高效熱管換熱式旋風除塵器4.幾種常用的旋風除塵器旋風除塵器的結(jié)構(gòu)型式很多，如組合式、旁路式、擴散式、

如前所述，旋風除塵器的效率是隨著筒體直徑的減少而增加，但直徑減少，處理風量也減少。當要求處理風量大時，可將幾臺旋風除塵器并聯(lián)起來使用，但占地面積大，管理不方便，因此就產(chǎn)生了多管組合的結(jié)構(gòu)形式。多管旋風除塵器是把許多小直徑（100~250mm）的旋風子并聯(lián)組合在一個箱體內(nèi)，合用一個進氣口、排氣口和灰斗，進氣和排氣空間用一傾斜隔板分開，使各個旋風子之間的風量分配均勻。（1）多管旋風除塵器如前所述，旋風除塵器的效率是隨著筒體直徑的減少而增加

對旋風除塵器的流場測定表明，在旋風除塵器內(nèi)，除了主旋轉(zhuǎn)氣流外，在除塵器整個高度上還存在兩個旋渦，一個是處于頂蓋附近一直到排出管下端的上旋渦；另一個是處于錐體部分的下旋渦。上旋渦使部分細粉塵聚集在頂蓋附近，形成上灰環(huán)。上灰環(huán)沿筒壁向上旋轉(zhuǎn)，到達頂部后，轉(zhuǎn)而向下，沿著排出管外壁到達排出管下端，在從下向上的內(nèi)旋氣流帶動下，將一部分未經(jīng)分離的細粉塵帶出除塵器，導致除塵效率降低。（2）旁路旋風除塵器對旋風除塵器的流場測定表明，在旋風除塵器內(nèi)，除了主旋

為了消除上旋渦所造成的不利影響，在除塵器上專門設置一個與錐體部分相通的旁路分離室，讓上旋渦攜帶著細粉塵從上部分離口進入旁路分離室，沿旁路經(jīng)回風口流至除塵器下部與下旋渦匯合，而粉塵則從氣流中分離出來落入灰斗。在旁路分離室中部設有分離口，使一部分下旋氣流（下旋渦）帶著較粗粉塵由此進入分離室。回到除塵器底部。（3）長錐體旋風除塵器

增加錐體高度，由于斷面不斷減小，塵粒到達外壁的距離也逐漸減小，氣流的旋轉(zhuǎn)速度不斷增加，塵粒受到的離心力不斷增大，可以提高分離效率，在理論和實踐上得到驗證。為了消除上旋渦所造成的不利影響，在除塵器上專門設置一（4）高效熱管換熱式旋風除塵器（4）高效熱管換熱式旋風除塵器第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件思考題篩分理論影響旋風除塵器主要因素:1)進口風速2)含塵氣體的性質(zhì)3)除塵器底部的嚴密性4)結(jié)構(gòu)尺寸:①入口形式;②筒體直徑;③錐體和筒體高度;④排氣管;⑤排灰口;⑥錐體形狀思考題篩分理論§6.2.4濕式除塵器1）通過慣性碰撞和截留，塵粒與液滴或液膜發(fā)生接觸；2）微細塵粒通過擴散與液滴接觸；3）加濕的塵粒相互凝并；4）飽和狀態(tài)的高溫煙氣在濕式除塵器內(nèi)凝結(jié)時，要以塵粒為凝結(jié)核，可以促進塵粒的凝并。1.濕式除塵器的機理

濕式除塵器是通過含塵氣體與液滴液膜的接觸使塵粒從氣流中分離的。機理:§6.2.4濕式除塵器1）通過慣性碰撞和截留，塵粒與液滴2.幾種常用的濕式除塵器濕式除塵器的種類很多，下面介紹常用的幾種。（1）水浴除塵器（2）沖激式除塵器（3）旋風水膜除塵器（4）文丘里除塵器2.幾種常用的濕式除塵器濕式除塵器的種類很多，下面介紹常用（1）水浴除塵器

它是濕式除塵器中結(jié)構(gòu)最簡單的一種，含塵氣體從進口進入后，在噴頭處以高速噴出，沖擊水面，激起大量水花和霧滴，粗大的塵粒隨氣流沖入水中而被捕集，細小的塵粒隨氣流折轉(zhuǎn)180°向上時，通過與水花和霧滴接觸而被除下，凈化后的氣體經(jīng)擋水板脫水后排出。（1）水浴除塵器它是濕式除塵器中結(jié)構(gòu)最簡單的一（2）沖激式除塵器

含塵氣體進入除塵器后轉(zhuǎn)彎向下，沖擊水面，粗大的塵粒被水捕集直接沉降在泥漿斗內(nèi)，未被捕集的微細塵粒隨著氣流高速通過S形通道（由上下兩葉片間形成的縫隙），激起大量水花和水霧，使粉塵與水充分接觸，得到進一步凈化。凈化后的氣體經(jīng)擋水板排出。（2）沖激式除塵器含塵氣體進入除塵器后轉(zhuǎn)彎向下，沖第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件（3）旋風水膜除塵器

含塵氣流沿切線方向進入除塵器，水在上部由噴嘴沿切線方向噴出，由于進口氣流的旋轉(zhuǎn)作用，在除塵器內(nèi)表面形成一層液膜。粉塵在離心力作用下被甩到筒壁，與液膜接觸而被捕集。它可以有效防止粉塵在器壁上的反彈，沖刷等引起的二次揚塵，從而提高除塵效率，這種濕式除塵器，由于加入了離心力的作用，能達到較高的除塵效率。除塵效果η通?？蛇_90%-95%。（3）旋風水膜除塵器含塵氣流沿切線方向進入除塵第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件

（4）文丘里除塵器

文丘里除塵器或稱文氏管除塵器是一種除塵效率很高的濕式除塵器。它由脫水器和文氏管兩部分組成。主要部件有：進氣管、噴嘴、喉管、擴散管、收縮管以及連接管等，而脫水器的上端設有排氣管，用于排出經(jīng)處理后的凈化氣體，下端設有排塵管道并與沉淀池相連接，用于排出泥漿。（4）文丘里除塵器文丘里除塵器或稱文氏管除塵器是一

含塵氣流由風管進入漸縮管,氣流速度逐漸增加,靜壓降低。在喉管中，氣流速度達到最高。由于高速氣流的沖擊，使噴嘴噴出的水滴進一步霧化。在喉管中氣液兩相充分混合，塵粒與水滴不斷碰撞凝并，成為更大的顆粒。在漸擴管氣流速度逐漸降低，靜壓增高。最后含塵氣流經(jīng)風管進入脫水器。含塵氣流由風管進入漸縮管,氣流速度逐漸增加,靜壓降低文丘里除塵器1文丘里除塵器2文丘里除塵器1文丘里除塵器2

文丘里除塵器的壓力損失主要的影響因素是粉塵的速度，喉管速度越大，除塵效率就越高；粉塵粒徑越大，除塵效率越高，當粉塵粒徑達到0.3um時，除塵效率達到99%以上。在一定的條件下除塵效率隨著粉塵濃度的增加而增大，但粉塵濃度達到一定值時，除塵效率增長變緩；液氣比對文丘里除塵效率影響也很大，液氣比越大除塵效率越高，但同時壓力損失也越大，因此需要根據(jù)實際需要液氣比。文丘里除塵器可以用于對轉(zhuǎn)爐煤氣以及高爐煤氣的凈化與回收，在粉塵以及煙氣的處理中一般采用低阻或中阻的型式。它具有結(jié)構(gòu)簡單且緊湊、占地面積小、運行穩(wěn)定以及價格相對較低等優(yōu)點，既可用于處理高溫煙氣、高濕氣體以及易燃易爆粉塵，也可用于對含有微米和亞微米塵粒的氣體以及易于被洗滌液所吸收的有毒有害氣體的凈化。文丘里除塵器的壓力損失主要的影響因素是粉塵的速度，喉第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件§6.2.5過濾式除塵器

過濾式除塵器是利用含塵氣流通過過濾材料時，將粉塵分離捕集的裝置，在通風除塵系統(tǒng)中應用最多的是以纖維織物為濾料的袋式除塵器，以廉價的砂、礫、焦碳等顆粒物為濾料的顆粒層除塵器是20世紀70年代出現(xiàn)的一種除塵器，主要用于煙氣除塵。本節(jié)主要介紹袋式除塵器。§6.2.5過濾式除塵器過濾式除塵器是利用第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件1.袋式除塵器的工作原理過濾機理

袋式除塵器是利用纖維織物的過濾作用將含塵氣體中的粉塵阻留在濾袋上的，這種過濾作用通常是通過篩濾效應、慣性碰撞效應、鉤住效應、擴散效應、靜電效應除塵機理的綜合作用而實現(xiàn)的.

1.袋式除塵器的工作原理過濾機理袋式除塵

含塵氣體通過潔凈濾袋（新濾袋或清洗后的濾袋）時，由于潔凈的濾袋本身的網(wǎng)孔較大（一般濾料為20~50μm，表面起絨的約為5~10μm），氣體和大部分微細粉塵都能從濾袋經(jīng)緯線和纖維之間的網(wǎng)孔通過，而粗大的塵粒則被阻留下來，并在網(wǎng)孔之間產(chǎn)生“架橋”現(xiàn)象。隨著含塵氣體不斷通過濾袋纖維間隙，被阻留在纖維間隙的粉塵量也不斷增加。經(jīng)過一段時間后，濾袋表面積聚一層粉塵，這層粉塵稱為初層。初層含塵氣體通過潔凈濾袋（新濾袋或清洗后的濾袋）時

圖為同一濾料在不同狀況下的分級效率曲線，由圖可以看出，潔凈濾料的除塵效率最低，積塵后最高，清灰后有所降低。還可以看出，對粒徑為0.2~0.4μm左右的粉塵，在不同狀況下的除塵效率最低。這是因為這一粒徑范圍的塵粒正處于慣性碰撞和鉤住作用范圍的下限，擴散作用范圍的上限。圖為同一濾料在不同狀況下的分級效率曲線，由圖可以看出2.過濾風速

袋式除塵器的過濾風速是指氣體通過濾袋表面時的平均速度。若以去qV表示通過濾袋的氣體量（m3/h），A表示濾袋總面積（m2）,則過濾風速為：

工程上還使用比負荷gf的概念，它是指每平方米濾袋表面積每小時所過濾的氣體量（m3）,因此比負荷為：

過濾風速（或比負荷）是反映袋式除塵器處理氣體能力的重要技術(shù)指標，它對袋式除塵器的工作和性能都有很大影響。2.過濾風速袋式除塵器的過濾風速是指氣體通過濾袋表3.袋式除塵器的阻力

袋式除塵器的阻力不僅決定著它的能耗，而且還決定著除塵效率和清灰的時間間隔。袋式除塵器的阻力影響因素：（1）結(jié)構(gòu)設計；400pa,10m/s進出風道風速（2）粉塵濃度；（3）粉塵粒度；微細粉塵影響（4）濕度；（5）濾料的透氣率；（6）過濾風速；0.8m/min（7）清灰效率；（8）管路系統(tǒng)正壓影響及設備漏風。3.袋式除塵器的阻力袋式除塵器的阻力不僅決定袋式除塵器的阻力可按下式推算：

△P=△Pc+△Pf+△Pd(Pa)

式中△Pc——除塵器的結(jié)構(gòu)阻力，

在正常過濾風速下，一般為400（Pa）左右；△Pf——清潔濾料的阻力（Pa）；△Pd——粉塵層的阻力（Pa）。袋式除塵器的阻力可按下式推算：4.濾料

濾料是袋式除塵器的主要部件為易耗品，其造價一般占設備費用的10~15%。除塵器的效率、阻力以及維護管理都與濾料的材質(zhì)、性能和使用壽命有關(guān)。1）容塵量大，清灰后仍保留一部分粉塵在濾料上作初層，以保持較高的過濾效率；2）透氣性能好，阻力低；3）抗拉、抗皺折、耐磨、耐高溫、耐腐蝕，機械強度高；4）吸濕性小、易清灰；5）尺寸穩(wěn)定性好，成本低，使用壽命長。濾料的性能除了與纖維本身的性質(zhì)（如耐溫、耐腐蝕、耐磨損等）有關(guān)外，還與濾料的結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。（1）對濾料的要求4.濾料濾料是袋式除塵器的主要部件為易耗品，第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件1）毛織濾布（呢料）

通常用羊毛織成絨布，比棉布厚，纖維比棉纖維細，它的透氣性好，阻力小，容塵量大，過濾效率高，耐酸不耐堿，只能用于90°C以下，價格比棉布高得多。2）尼龍（錦綸）

耐磨性能好，耐堿不耐酸，只能用于85℃以下。3）滌綸絨布

耐酸性能好，耐磨性能僅次于尼龍，清灰容易，阻力小，過濾效率高，可在130℃下長期使用，這是目前國內(nèi)應用最普遍的一種濾料。4）諾梅克斯（高溫尼龍）

耐磨性和耐酸、耐堿性能好，可在220℃下長期使用。國內(nèi)生產(chǎn)的工業(yè)針刺濾料（仿諾梅克斯），其機械強度、耐溫和耐腐蝕性能已達到美國諾梅克斯濾料的水平。(2)常用濾料的性能1）毛織濾布（呢料）通常用羊毛織成絨布，比棉布厚，纖維5）玻璃纖維

吸濕性小，抗拉強度大,耐酸性能好，但不耐磨,不耐折。可耐溫240℃~300℃。目前國內(nèi)在凈化高溫煙氣時仍多采用玻璃纖維濾料。6）薄膜表面濾料

從美國戈爾公司引進的GORE-TEXR薄膜表面濾料,可耐溫260℃，對微細粉塵，除塵效率也接近100%。為了使濾料能耐更高的溫度，國外（如美、俄和德國）已有使用金屬纖維（不銹鋼）制成的濾料，這種濾料能承受600~700℃高溫，同時具有良好的抗化學侵蝕性，能夠用于高含塵濃度和采用較高的過濾風速。因其價格昂貴，只能在特殊情況下使用。5）玻璃纖維吸濕性小，抗拉強度大,耐酸性能好，但不耐5.袋式除塵器主要結(jié)構(gòu)型式及分類1）機械清灰2）脈沖噴吹清灰3）逆氣流清灰袋式除塵器有許多結(jié)構(gòu)型式，通常可以根據(jù)以下特點進行分類。（1）按清灰方式可分為：5.袋式除塵器主要結(jié)構(gòu)型式及分類1）機械清灰袋式除塵器有許

包括人工振打、機械振打和高頻振蕩等。一般來說，機械振打的振動強度分布不均勻，要求的過濾風速低，而且對濾袋的損傷較大，近年來逐漸被其他清灰方式所代替，但是由于某些機械振打方式簡單，投資少，因而在不少場合仍在采用。

使濾袋振動一般有以下兩種振打方式：a.垂直方向振打

采用垂直方向振打清灰效果好，但對濾袋的損傷較大，特別是對在濾袋下部。水平方向振打雖然對濾袋損傷較小，但在濾袋全長上的振打強度分布不均勻。b.腰部水平振打

采用腰部水平振打可減少振打強度分布不均勻性。在高溫煙氣凈化中，如果用抗彎折強度較差的玻璃纖維作濾料時，應采用腰部水平振打方式。c.偏心輪扭轉(zhuǎn)振打1）機械清灰包括人工振打、機械振打和高頻振蕩等。一般來說，機械振第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件2）脈沖噴吹清灰

它是以壓縮空氣為動力，利用脈沖噴吹機構(gòu)在瞬間內(nèi)噴出壓縮空氣，通過文氏管誘導數(shù)倍二次空氣高速噴入濾袋，使濾袋產(chǎn)生沖擊振動。同時在逆氣流的作用下，將濾袋上的粉塵清除下來。這種方式的清灰強度大，可以在過濾工作狀態(tài)下進行清灰，允許采用較大的過濾風速。中心噴吹脈沖袋式除塵器、環(huán)隙噴吹脈沖袋式除塵器、順噴脈沖袋式除塵器、對噴脈沖袋式除塵器都是采用這種清灰方式。2）脈沖噴吹清灰它是以壓縮空氣為動力，利用脈沖第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件3）逆氣流清灰

采用室外或循環(huán)空氣以含塵氣流相反的方向通過濾袋，使其上面的粉塵脫落。在這種清灰方式中，一方面是由于反向的清灰氣流直接沖擊塵塊，另一方面由于氣流方向的改變，濾袋產(chǎn)生脹縮振動而使塵塊脫落。3）逆氣流清灰采用室外或循環(huán)空氣以含塵氣流相反第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件a.回轉(zhuǎn)反吹扁袋除塵器a.回轉(zhuǎn)反吹扁袋除塵器回轉(zhuǎn)反吹風扁袋式除塵器(實物)反吹風袋式除塵器(實物)回轉(zhuǎn)反吹風扁袋式除塵器(實物)反吹風袋式除塵器(實物)b.脈動反吹風袋式除塵器

脈動反吹清灰就是對從反吹風機來的反吹氣流給予脈動動作，它具有較強的清灰作用，但要有能使反吹氣流產(chǎn)生脈動動作的機構(gòu)，如回轉(zhuǎn)閥等。b.脈動反吹風袋式除塵器脈動反吹清灰就是對c.反吸風袋式除塵器

處理大風量時，往往多采用反吸風袋式除塵器。其主要原因是：①由于通常的反吹風袋式除塵器袋長為4~6m,袋徑為120~160mm，因而處理大風量時，需要的濾袋數(shù)量就多，占地面積就太大。采用反吸風，袋徑可達300mm，袋長可達12m，個別長的可達到15~18m。②反吸風清灰結(jié)構(gòu)比較簡單，一個大袋室只用一套切換閥就可以③反吹風清灰消耗的能量較大，處理風量越大，耗電也越明顯。c.反吸風袋式除塵器處理大風量時，往往多采用第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件1）圓袋

通常的袋式除塵器的濾袋都采用圓袋。圓袋結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，便于清灰。濾袋直徑一般為100~300mm，最大不超過600mm。直徑太小有堵灰可能；直徑太大，有效空間的利用較少。袋長為2~12m。2）扁袋

扁袋除塵器是由一系列扁長濾袋所組成。在除塵器體積相同的情況下，采用扁袋比圓袋多出30%以上過濾面積，即在過濾面積相同情況下，扁袋除塵器的體積要比圓袋小。但是扁袋的結(jié)構(gòu)較復雜，換袋比較困難。（2）按濾袋形狀可分為：1）圓袋通常的袋式除塵器的濾袋都采用圓袋。圓袋結(jié)構(gòu)簡單扁布袋式除塵機組圓筒脈沖布袋除塵器扁布袋式除塵機組圓筒脈沖布袋除塵器1）內(nèi)濾式

含塵氣體首先進入濾袋內(nèi)部，由內(nèi)向外過濾，粉塵積附在濾袋內(nèi)表面。內(nèi)濾式一般適用于機械清灰和逆氣流清灰的袋式除塵器。2）外濾式

含塵氣體由濾袋外部通過濾料進入濾袋內(nèi)，粉塵積附在濾袋外表面。為了便于過濾，濾袋內(nèi)要設支撐骨架（框架）。外濾式適用于脈沖噴吹袋式除塵器和回轉(zhuǎn)反吹袋式除塵器.（3）按過濾方式可以分為：1）內(nèi)濾式含塵氣體首先進入濾袋內(nèi)部，由內(nèi)向外過濾，粉塵1）上進風

含塵氣流由除塵器上部進入除塵器內(nèi)。上進風有助于粉塵沉降，減少粉塵再附。2）下進風

含塵氣流由除塵器下部進入除塵器內(nèi)。（4）按進風方式可分為：1）上進風含塵氣流由除塵器上部進入除塵器內(nèi)。（4）按進第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件

在濾袋上添加預涂層來捕集污染物的除塵器稱為預涂層袋式除塵器。袋式除塵器是一種高效除塵器，但傳統(tǒng)的袋式除塵器難以處理粘著附性強的粉塵，不能同時去除含塵氣體中的焦油成分、油成分、硫酸霧等污染物，否則濾料上就會出現(xiàn)硬殼般的結(jié)塊，導致濾袋堵塞，使袋式除塵器失效。用它來處理低濃度含塵氣體時，除塵效率也不高。

在袋式除塵器的濾袋上添加恰當?shù)闹鸀V劑作預涂層能夠同時除脫氣體中的固、液、氣三相污染物，預涂層袋式除塵器的發(fā)明，為袋式除塵器的應用開拓了新的途徑。6.濾料的預涂層過濾技術(shù)在濾袋上添加預涂層來捕集污染物的除塵器稱為預涂1）預涂層袋式除塵器的結(jié)構(gòu)和工作原理

預涂層袋式除塵器的除塵系統(tǒng)由預除塵器、助濾劑自動給料裝置、預涂層袋式除塵器、排風機和消聲器等組成。預除塵器內(nèi)裝有金屬纖維狀填充層，用以除去粗粉塵。

預涂層袋式除塵器由上部箱體、濾袋室、下部灰斗組成。濾袋室上部和下部均用花板隔開，花板固定在箱體上。濾袋為圓筒上下開放型，上端安裝在上部花板上，下端固定在下部花板上，使之向上垂吊。1）預涂層袋式除塵器的結(jié)構(gòu)和工作原理預涂層袋式除

預涂層袋式除塵器與傳統(tǒng)的袋式除塵器主要不同之處，是配有助濾劑自動給料裝置。在進行過濾前，由助濾劑給料裝置自動把助濾劑預涂在濾袋內(nèi)表面上，使濾袋內(nèi)表面形成一性能良好的預涂層。預涂層由助濾劑附著層和助濾劑過濾層組成。圖5-26預涂層除塵系統(tǒng)1－預除塵器2－助濾劑自動給料裝置3－預涂層袋式除塵器4－排風機5－消聲器6－排灰裝置預涂層袋式除塵器與傳統(tǒng)的袋式除塵器主要不同之處，是配2）助濾劑

目前用于預涂層袋式除塵器的助濾劑尚未定型，仍處于研究階段。一般說來，比表面積大，涂于濾袋后不致使過濾阻力增加過多，并能吸附，吸收或中和氣、液相污染物的微細粉料適合做助濾劑。選擇恰當?shù)闹鸀V劑是提高預涂層袋式除塵器捕集效果的關(guān)鍵。3）預涂層袋式除塵器的主要特點①能凈化含有焦油成分，油成分、硫酸霧、氟化物和露點以下的含塵氣體，對粘著性固著性強的粉塵也比較容易處理。②由于助濾劑起保護濾料表面的作用，故濾袋的壽命可以延長。③可作為空氣過濾器，用于凈化精密機器、集成電路、制藥廠、凈化室、大型空氣壓縮機進口的低濃度含塵空氣。2）助濾劑目前用于預涂層袋式除塵器的助濾劑尚未7.袋式除塵器的應用

袋式除塵器作為一種高效除塵器，應用廣泛，它比電除塵器的結(jié)構(gòu)簡單，投資省，運行穩(wěn)定，還可以回收因比電阻高而難于回收的粉塵；它與文氏管洗滌器相比，動力消耗小，回收的干粉塵便于綜合利用，不存在泥漿處理的問題。因此，對于細而干燥的粉塵，采用袋式除塵器凈化是適宜的。袋式除塵器不適用于凈化含有油霧、凝結(jié)水及粘結(jié)性粉塵的氣體，一般也不耐高溫。此外，袋式除塵器占地面積較大，濾袋更換和檢修較麻煩，工作環(huán)境也較差。7.袋式除塵器的應用袋式除塵器作為一種高效除本節(jié)主要內(nèi)容：1.電除塵器的原理2.電除塵器的結(jié)構(gòu)形式與主要部件3.影響電除塵器性能的主要因素4.新型電除塵器5.電除塵器的理論公式和設計計算6.靜電強化復合式除塵器7.電除塵器的應用

電除塵器是利用高壓電場使塵粒荷電，在庫倉力作用下使粉塵從氣流中分離出來的一種除塵設備?！?.2.6電除塵器本節(jié)主要內(nèi)容：電除塵器是利用高壓電場使塵粒荷電旋風除塵器對于

dp<5μm的粒子效率低，必須借助外力（電場力等）捕集更小的粒子

使塵粒荷電并在電場力的作用下沉積在集塵極上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具有耗能小、氣流阻力小的特點旋風除塵器對于dp<5μm的粒子效率低，必須借助外力（電除塵器的主要優(yōu)點壓力損失小，一般為200～500Pa處理煙氣量大，可達105～106m3/h能耗低，大約0.2～0.4kWh/1000m3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電除塵器的主要優(yōu)點第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件（1）粉塵的荷電1.電除塵器的工作原理

在電暈極與收塵極之間施加直流高電壓，使電暈極附近的氣體電離（即電暈放電，簡稱電暈），生成大量的自由電子和正離子。電暈放電一般只發(fā)生在非均勻電場中具有曲率半徑較小的電暈極表面附近約2~3mm的小區(qū)域內(nèi)，即所謂電暈區(qū)內(nèi)。在電暈區(qū)內(nèi)，正離子立即被電暈極（工業(yè)上應用的電除塵器采用負電暈極）吸引過去而失去電荷。自由電子則因受電場力的驅(qū)使向收塵極（正極）移動，并充滿到兩極間的絕大部分空間（電暈外區(qū)）。含塵氣體通過電場空間時，正在向兩極運動的自由電子和正離子通過碰撞和擴散而附在塵粒上，使塵粒荷電。（1）粉塵的荷電1.電除塵器的工作原理在

荷電粉塵在電場力作用下，向極性相反的電極運動。由于電暈外區(qū)的范圍比電暈內(nèi)區(qū)大得多，所以進入極間的大多數(shù)塵粒是帶負電，朝著收塵極的方向運動而沉積在其上，只有少數(shù)塵粒會帶正電而沉積在電暈極上。（2）粉塵的沉積（3）清灰

收塵極表面上的粉塵沉積到一定厚度后，用機械振打或其他清灰方式將其除去，使之落入灰斗中。電暈極也會附著少量粉塵，隔一定時間也要進行清灰。為保證電除塵器在高效率下運行，必須使上述三個過程進行得十分有效。荷電粉塵在電場力作用下，向極性相反的電極運動。第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件反電暈：是指沉積在陽極(集塵極)板表面上的高比電阻粉塵層所產(chǎn)生的局部放電現(xiàn)象。高比電阻粉塵到達陽極板后不易釋放,其極性及電暈極相同，便排斥后來的荷電粉塵，由于粉塵層的電荷釋放緩慢，粉塵間形成較大的電位梯度，當粉塵層中的電場強度大于其臨界值時，就會在粉塵層的空隙間產(chǎn)生局部擊穿，產(chǎn)生與陰極線極性相反的正離子，并向陰極線運動，中和電暈極帶負電的粒子。其表現(xiàn)為電流增大，電壓降低，粉塵二次飛揚嚴重，使得收塵性能顯著惡化。反電暈：是指沉積在陽極(集塵極)板表面上的高比電阻粉塵層所產(chǎn)防止反電暈的措施：1.對煙氣進行調(diào)質(zhì)處理，如增濕、化學調(diào)質(zhì)等。2.采用寬間距電除塵器3.采用高壓脈沖供電系統(tǒng)（采用高壓脈沖供電系統(tǒng)是徹底消除反電暈、解決高比電阻粉塵不易捕集的最有效手段。其工作原理是：在直流負高壓上疊加作用時間短暫的脈沖電壓?？棵}沖電壓使氣體電離，形成電暈電流。即在保持電場電壓不下降的情況下，通過調(diào)整脈沖電壓的頻率及寬度，使沉集在收塵極上粉塵層的電暈電流密度和比電阻的乘積永遠低于粉塵層的擊穿電壓，從而徹底避免反電暈現(xiàn)象。同時還可使電除塵器的能耗大幅度地下降，具有很好的經(jīng)濟效益。）防止反電暈的措施：電除塵器的結(jié)構(gòu)型式很多，可以根據(jù)其不同特點，分成不同類型1）根據(jù)收塵極的形式，可分為管式和板式2）根據(jù)氣流流動方式，可分為立式和臥式3）根據(jù)清灰方式，可分為干式和濕式4）根據(jù)分區(qū)方式，可分為單區(qū)和雙區(qū)（1）結(jié)構(gòu)型式2.電除塵器的結(jié)構(gòu)型式和主要部件電除塵器的結(jié)構(gòu)型式很多，可以根據(jù)其不同特點，分成不同類型（1第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件雙區(qū)電除塵器單區(qū)電除塵器單區(qū)和雙區(qū)電除塵器雙區(qū)電除塵器單區(qū)電除塵器單區(qū)和雙區(qū)電除塵器第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件（2）主要部件電除塵器由除塵器本體和供電裝置兩部分組成。除塵器本體包括：電暈極收塵極清灰裝置氣流分布裝置外殼灰斗（2）主要部件電除塵器由除塵器本體和供電裝置兩部分組成。除第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件第6章---空氣凈化原理與設備-《通風工程(第2版)》教學課件

影響電除塵器性能的因素很多，除了結(jié)構(gòu)形式、氣流分布、工作電壓等，粉塵的比電阻和氣體含塵濃度對電除塵器的性能影響較大。3.影響電除塵器性能的主要因素（1）粉塵的比電阻

為了擴大電除塵器的應用范圍，防止反電暈的發(fā)生，就必須解決高比電阻粉塵的收塵問題，大致可歸納為兩種。

1）提高粉塵的導電性，降低粉塵的比電阻

影響電除塵器性能的因素很多，除了結(jié)構(gòu)形式、氣流分a.提高或降低氣體溫度b.噴霧增濕c.在煙氣中加入導電添加劑a.飛灰b.水泥窯粉塵a.提高或降低氣體溫度a.飛灰

2）改變供電方式，采用新型結(jié)構(gòu)的電除塵器濕式電除塵器脈沖供電電除塵器

2）改變供電方式，采用新型結(jié)構(gòu)的電除塵器（2）氣體含塵濃度

含塵濃度越高，電場內(nèi)與電暈極極性相同的塵粒就越多。如果含塵濃度很高，電暈電場就會受到抑制，使電暈電流顯著減少，甚至幾乎完全消失，以致塵粒不能正常荷電，這種現(xiàn)象稱為電暈閉塞。目前對造成電暈閉塞的含塵濃度極限值尚無準確數(shù)據(jù)，一般認為氣體含塵濃度在40~60g/m3以下不會造成電暈閉塞。

（2）氣體含塵濃度含塵濃度越高，電場內(nèi)與電暈粉塵比電阻對除塵器伏安特性的影響

粉塵比電阻對除塵器伏安特性的影響防止電暈閉塞的措施主要有：1)提高電除塵器的工作電壓，以加快電風速度；2)用放電強度高的電暈極（如芒刺形電極），以增強電風；3)增設預凈化設備，當進口含塵濃度超過40g/m3時，應先進入其他除塵器（如旋風除塵器）進行初凈化，然后再進入電除塵器。防止電暈閉塞的措施主要有：粉塵比電阻對有效驅(qū)進速度的影響

粉塵比電阻對有效驅(qū)進速度的影響粉塵比電阻對場強分布的影響粉塵比電阻對場強分布的影響Log10resistivity,Ω?cmS含量對粉塵比電阻的影響Log10resistivity,Ω?cmS含量對粉塵比電4.新型電除塵器（1）超高壓寬間距電除塵器（2）原式電除塵器（3）雙區(qū)電除塵器（4）三極預荷電極（5）橫向極板電除塵器

（6）電凝并除塵器（7）透鏡式電除塵器(ELSP)4.新型電除塵器（1）超高壓寬間距電除塵器（2）原式

傳統(tǒng)的板式電除塵器電壓為50~70kV，極板間距為200~350mm。超高壓寬間距電除塵器與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類似，不同的是將電壓提高到80~200kV以上(即所謂超高壓)，并將間距加寬到400~1000mm(即所謂寬間距)。在超高壓寬間距電除塵器中，荷電塵粒除了受庫侖力的作用外，更多的是受高電壓下產(chǎn)生的電風(由于離子流對氣體分子的作用，氣體向收塵極的運動稱為電風或離子風)的作用。（1）超高壓寬間距電除塵器傳統(tǒng)的板式電除塵器電壓為50~70kV，極板間距為200

原氏電除塵器的收塵極由一系列圓管排列組成，電暈極為魚骨形；同時在電暈極軸線上設有輔助電極，采用與收塵極同樣的圓管3~5根，和電暈極交替布置。對輔助電極施加與電暈極極性相同的電壓，可以產(chǎn)生高電場強度和低電流密度，這既有利于防止反電暈，又可捕集荷正電的粉塵，從而可以提高對高比電阻粉塵的捕集效率。（2）原式電除塵器1—魚骨形電暈極(—)2—收塵極(+)

3—輔助電極(—)原氏電除塵器的收塵極由一系列圓管排列組成，電暈極為魚（3）雙區(qū)電除塵器

一般單區(qū)電除塵器,粉塵的荷電與沉積是在同一電場中進行,而雙區(qū)電除塵器,則是分別在兩個區(qū)段中進行,粉塵在荷電區(qū)荷電后,在沉積區(qū)(收塵區(qū))內(nèi)被捕集。武鋼從聯(lián)邦德國引進的YD-3型雙區(qū)電除塵器具有以下特點:①電暈極采用正電暈。②荷電區(qū)電壓為14kV,沉積區(qū)電壓為7kV,僅為單區(qū)電除塵器的1/4~1/5。但由于極距僅8~10mm,為單區(qū)的1/12~1/15,所以電場強度可達8~10kV/cm,約比單區(qū)大1倍。由于沉積區(qū)電場強度大,有效驅(qū)進速度高,驅(qū)進距離短,因而除塵效率高。③由于沉積區(qū)是由一系列平行平板組成的均勻電場,在供電電壓低于火花放電電壓時,沒有電暈電流,即使處理高比電阻粉塵,也不致產(chǎn)生反電暈。（3）雙區(qū)電除塵器一般單區(qū)電除塵器,粉塵的荷電與沉（4