大氣污染控制工程-除塵裝置課件

第六章除塵裝置

教學(xué)內(nèi)容:機(jī)械除塵器電除塵器濕式除塵器過(guò)濾式除塵器除塵器的選擇與發(fā)展1第六章除塵裝置教學(xué)內(nèi)容:1

第六章除塵裝置1.教學(xué)要求：要求了解除塵器的類型，包括各種干式和濕式除塵器，理解和掌握電除塵器、過(guò)濾式除塵器設(shè)計(jì)等。2.教學(xué)重點(diǎn)掌握機(jī)械除塵器作原理、結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)；電除塵器的工作原理，了解其選型和設(shè)計(jì)；掌握過(guò)濾式除塵器的工作原理，了解其選型和設(shè)計(jì)；了解除塵系統(tǒng)的選擇設(shè)計(jì)與除塵器的發(fā)展。3、教學(xué)難點(diǎn)電除塵器的工作原理，過(guò)濾式除塵器的工作原理及設(shè)計(jì)。學(xué)時(shí)數(shù)：12學(xué)時(shí)

2第六章除塵裝置1.教學(xué)要求：學(xué)時(shí)數(shù)：1除塵裝置概述從氣體中除去或收集固態(tài)或液態(tài)粒子的設(shè)備稱為除塵裝置

濕式除塵裝置

干式除塵裝置

按分離原理分類：重力除塵裝置（機(jī)械式除塵裝置）

慣性力除塵裝置（機(jī)械式除塵裝置）離心力除塵裝置（機(jī)械式除塵裝置）洗滌式除塵裝置過(guò)濾式除塵裝置電除塵裝置聲波除塵裝置

袋式除塵電除塵重力除塵慣性除塵濕式除塵3除塵裝置概述從氣體中除去或收集固態(tài)或液態(tài)粒子的設(shè)備稱為除塵裝§1機(jī)械除塵器機(jī)械除塵器通常指利用質(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裝置，常用的有：

重力沉降室慣性除塵器旋風(fēng)除塵器

4§1機(jī)械除塵器機(jī)械除塵器通常指利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離一、重力沉降室重力沉降室是通過(guò)重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置

氣流進(jìn)入重力沉降室后，流動(dòng)截面積擴(kuò)大，流速降低，較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降

層流式和湍流式兩種

5一、重力沉降室重力沉降室是通過(guò)重力作用使塵粒從氣流中沉降分離層流區(qū)：雷諾數(shù)Rep≤1，對(duì)球形粒子而言：

當(dāng)介質(zhì)為空氣時(shí)ρp>>ρ則有：由上式可見(jiàn)us,若dp小，則us就小，故小顆粒就難分離。若將雷諾數(shù)Rep=1代入，可求出塵粒沉降時(shí)的臨界粒徑dc。

得

代入得：一、重力沉降室6層流區(qū)：雷諾數(shù)Rep≤1，對(duì)球形粒子而言：一、重力沉降室61.層流式重力沉降室假定沉降室內(nèi)氣流為柱塞流；顆粒均勻分布于煙氣中忽略氣體浮力，粒子僅受重力和阻力的作用縱剖面示意圖71.層流式重力沉降室假定沉降室內(nèi)氣流為柱塞流；縱剖面示意圖71.層流式重力沉降室沉降室的長(zhǎng)寬高分別為L(zhǎng)、W、H，處理煙氣量為Q

氣流在沉降室內(nèi)的停留時(shí)間在t時(shí)間內(nèi)粒子的沉降距離該粒子的除塵效率81.層流式重力沉降室沉降室的長(zhǎng)寬高分別為L(zhǎng)、W、H，處理煙氣1.層流式重力沉降室對(duì)于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin=?由于沉降室內(nèi)的氣流擾動(dòng)和返混的影響，工程上一般用分級(jí)效率公式的一半作為實(shí)際分級(jí)效率

91.層流式重力沉降室對(duì)于stokes粒子，重力沉降室能1001.層流式重力沉降室提高沉降室效率的主要途徑：降低沉降室內(nèi)氣流速度增加沉降室長(zhǎng)度降低沉降室高度沉降室內(nèi)的氣流速度一般為0.3～2.0m/s不同粉塵的最高允許氣流速度101.層流式重力沉降室提高沉降室效率的主要途徑：不同粉塵的最高1.層流式重力沉降室多層沉降室：使沉降高度減少為原來(lái)的1/（n+1），其中n為水平隔板層數(shù)

考慮清灰的問(wèn)題，一般隔板數(shù)在3以下多層沉降室1.錐形閥；2.清灰孔；3.隔板111.層流式重力沉降室多層沉降室：使沉降高度減少為原來(lái)的1/（

2.重力沉降室優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單投資少壓力損失小（一般為50～100Pa）維修管理容易缺點(diǎn):體積大效率低僅作為高效除塵器的預(yù)除塵裝置，除去較大和較重的粒子12

2.重力沉降室優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn):123.重力沉降室的設(shè)計(jì)假設(shè):通過(guò)重力沉降室斷面的水平氣流的速度V分布是均勻的，呈層流狀態(tài)；入口斷面上粉塵分布均勻（即每個(gè)顆粒以自己的沉降末端速度沉降，互不影響）；在氣流流動(dòng)方向上塵粒和氣流速度相等。133.重力沉降室的設(shè)計(jì)假設(shè):134.重力沉降室的設(shè)計(jì)144.重力沉降室的設(shè)計(jì)14（1）設(shè)計(jì)要求1．保證粉塵能沉降，L足夠長(zhǎng)；2．氣流在沉降室的停留時(shí)間要大于塵粒沉降所需的時(shí)間。

3．能100%沉降的最小粒徑

（2）設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：根據(jù)粒徑dp算出1）us；2）初步確定了V0、H，根據(jù)求長(zhǎng)度L。3）根據(jù)進(jìn)氣量Q求寬度w，Q=V0WH.15（1）設(shè)計(jì)要求15二、慣性除塵器慣性碰撞16二、慣性除塵器慣性碰撞16二、慣性除塵器1.慣性除塵器機(jī)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，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

17二、慣性除塵器1.慣性除塵器機(jī)理17二、慣性除塵器2.慣性除塵器結(jié)構(gòu)形式?jīng)_擊式－氣流沖擊擋板捕集較粗粒子沖擊式慣性除塵裝置a單級(jí)型b多級(jí)型18二、慣性除塵器2.慣性除塵器結(jié)構(gòu)形式?jīng)_擊式慣性除塵裝置18二、慣性除塵器反轉(zhuǎn)式－改變氣流方向捕集較細(xì)粒子反轉(zhuǎn)式慣性除塵裝置a彎管型b百葉窗型c多層隔板型19二、慣性除塵器反轉(zhuǎn)式－改變氣流方向捕集較細(xì)粒子反轉(zhuǎn)式慣性除塵設(shè)備示意圖彎管慣性除塵3.慣性除塵器應(yīng)用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(jí)除塵中的一級(jí)除塵，捕集10～20μm以上的粗顆粒壓力損失100～1000Pa沖擊式反轉(zhuǎn)式20設(shè)備示意圖彎管慣性除塵3.慣性除塵器應(yīng)用沖擊式反轉(zhuǎn)式20旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置。用來(lái)分離粒徑大于5—10μm以上的的顆粒物。工業(yè)上已有100多年的歷史。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小，投資低，操作維修方便，壓力損失較大，動(dòng)力消耗也較大，可用于各種材料制造，能用于高溫、高壓及腐蝕性氣體，并可回收干顆粒物。缺點(diǎn)：效率80%左右，捕集<5μm顆粒的效率不高，一般作預(yù)除塵用。三、旋風(fēng)除塵器21旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置三、旋風(fēng)除塵器22三、旋風(fēng)除塵器22三、旋風(fēng)除塵器23三、旋風(fēng)除塵器23三、旋風(fēng)除塵器

1.旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)普通旋風(fēng)除塵器是由進(jìn)氣管、筒體、錐體和排氣管等組成

氣流沿外壁由上向下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：外渦旋

少量氣體沿徑向運(yùn)動(dòng)到中心區(qū)域

旋轉(zhuǎn)氣流在錐體底部轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn)：內(nèi)渦旋

氣流運(yùn)動(dòng)包括切向、軸向和徑向：切向速度、軸向速度和徑向速度

24三、旋風(fēng)除塵器1.旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)普通旋風(fēng)除塵1.旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)（續(xù)）到達(dá)外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗切向速度決定氣流質(zhì)點(diǎn)離心力大小，顆粒在離心力作用下逐漸移向外壁上渦旋－氣流從除塵器頂部向下高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，一部分氣流帶著細(xì)小的塵粒沿筒壁旋轉(zhuǎn)向上，到達(dá)頂部后，再沿排出管外壁旋轉(zhuǎn)向下，最后從排出管排出251.旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)（續(xù)）到達(dá)外壁的塵粒在氣流和旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流的切向速度和壓力分布

26旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流的切向速度和壓力分布26三、旋風(fēng)除塵器A、切向速度根據(jù)“渦旋定律”，外渦旋的切向速度反比于旋轉(zhuǎn)半徑R的n次方此處n

1，稱為渦流指數(shù)

內(nèi)渦旋的切向速度正比于半徑

內(nèi)外渦旋的界面上氣流切向速度最大

交界圓柱面直徑

d0=(0.6～1.0)de,de

為排氣管直徑

27三、旋風(fēng)除塵器A、切向速度27三、旋風(fēng)除塵器B、徑向速度

假定外渦旋氣流均勻地經(jīng)過(guò)交界圓柱面進(jìn)入內(nèi)渦旋平均徑向速度

r0和h0分別為交界圓柱面的半徑和高度，mC、軸向速度外渦旋的軸向速度向下內(nèi)渦旋的軸向速度向上在內(nèi)渦旋，軸向速度向上逐漸增大，在排出管底部達(dá)到最大值

28三、旋風(fēng)除塵器B、徑向速度282.旋風(fēng)除塵器的壓力損失

旋風(fēng)除塵器的壓力損失

ρ：氣體的密度,kg/m3Vin：氣體入口速度，m/s：局部阻力系數(shù)292.旋風(fēng)除塵器的壓力損失旋風(fēng)除塵器的壓力損失ρ：氣體的密2.旋風(fēng)除塵器的壓力損失

應(yīng)當(dāng)指出：旋風(fēng)除塵器的其他操作因素對(duì)壓力損失也有影響－相對(duì)尺寸對(duì)壓力損失影響較大，除塵器結(jié)構(gòu)型式相同時(shí)，幾何相似放大或縮小，壓力損失基本不變

—含塵濃度增高，壓力降明顯下降－操作運(yùn)行中可以接受的壓力損失一般低于2kPa302.旋風(fēng)除塵器的壓力損失303.旋風(fēng)除塵器的除塵效率計(jì)算分割直徑是確定除塵效率的基礎(chǔ)

在交界面上，離心力FC，向心運(yùn)動(dòng)氣流作用于塵粒上的阻力FD

若

FC>FD

，顆粒移向外壁若

FC<FD，顆粒進(jìn)入內(nèi)渦旋當(dāng)

FC=FD時(shí)，有50%的可能進(jìn)入外渦旋，既除塵效率為50%

313.旋風(fēng)除塵器的除塵效率31力平衡關(guān)系Stokes顆粒的末端沉降速度32力平衡關(guān)系323.旋風(fēng)除塵器的除塵效率（續(xù)）對(duì)于球形Stokes粒子分割粒徑dc確定后，雷思一利希特模式計(jì)算其它粒子的分級(jí)效率

另一種經(jīng)驗(yàn)公式333.旋風(fēng)除塵器的除塵效率（續(xù)）33旋風(fēng)除塵器分級(jí)效率曲線

34旋風(fēng)除塵器分級(jí)效率曲線344.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（1）二次效應(yīng)－被捕集粒子的重新進(jìn)入氣流在較小粒徑區(qū)間內(nèi)，理應(yīng)逸出的粒子由于聚集或被較大塵粒撞向壁面而脫離氣流獲得捕集，實(shí)際效率高于理論效率在較大粒徑區(qū)間，粒子被反彈回氣流或沉積的塵粒被重新吹起，實(shí)際效率低于理論效率通過(guò)環(huán)狀霧化器將水噴淋在旋風(fēng)除塵器內(nèi)壁上，能有效地控制二次效應(yīng)臨界入口速度354.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（1）二次效應(yīng)－被捕集粒子的重新4.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)）（2）比例尺寸在相同的切向速度下，筒體直徑愈小，離心力愈大，除塵效率愈高；筒體直徑過(guò)小，粒子容易逃逸，效率下降。錐體適當(dāng)加長(zhǎng)，對(duì)提高除塵效率有利排出管直徑愈少分割直徑愈小，即除塵效率愈高；直徑太小，壓力降增加，一般取排出管直徑de=（0.4～0.65）D。特征長(zhǎng)度（naturallength）-亞歷山大公式旋風(fēng)除塵器排出管以下部分的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)接近或等于l，筒體和錐體的總高度以不大于五倍的筒體直徑為宜。

364.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)）（2）比例尺寸364.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)）除塵器下部的嚴(yán)密性在不漏風(fēng)的情況下進(jìn)行正常排灰

鎖氣器(a)雙翻板式(b)回轉(zhuǎn)式

374.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)）除塵器下部的嚴(yán)密性鎖氣器4.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)）（3）煙塵的物理性質(zhì)氣體的密度和粘度、塵粒的大小和比重、煙氣含塵濃度

a代表實(shí)驗(yàn)b代表實(shí)際384.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)）（3）煙塵的物理性質(zhì)a代表4.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)）（4）操作變量提高煙氣入口流速，旋風(fēng)除塵器分割直徑變小，除塵器性能改善入口流速過(guò)大，已沉積的粒子有可能再次被吹起，重新卷入氣流中，除塵效率下降效率最高時(shí)的入口速度

394.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)）（4）操作變量39a.直入切向進(jìn)入式b.蝸殼切向進(jìn)入式c.軸向進(jìn)入式5.旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)形式（1）按進(jìn)氣方式分

切向進(jìn)入式軸向進(jìn)入式

40a.直入切向進(jìn)入式b.蝸殼切向進(jìn)入式c.軸向進(jìn)入式5.旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)形式（續(xù)）

（2）按氣流組織分

回流式、直流式、平旋式和旋流式

（3）多管旋風(fēng)除塵器

由多個(gè)相同構(gòu)造形狀和尺寸的小型旋風(fēng)除塵器（又叫旋風(fēng)子）組合在一個(gè)殼體內(nèi)并聯(lián)使用的除塵器組常見(jiàn)的多管除塵器有回流式和直流式兩種

回流式多管旋風(fēng)除塵器

415.旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)形式（續(xù)）（2）按氣流組6.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)旋風(fēng)除塵器的選型一般選用計(jì)算法和經(jīng)驗(yàn)法。計(jì)算法：

①由入口濃度c0，出口濃度ce（或排放標(biāo)準(zhǔn)）計(jì)算除塵效率η；②選結(jié)構(gòu)型式；③根據(jù)選用的除塵器的分級(jí)效率ηd（分級(jí)效率曲線）和凈化粉塵的粒徑頻度分布f0，計(jì)算ηT,若ηT>η,即滿足要求，否則按要求重新計(jì)算。④確定型號(hào)規(guī)格⑤計(jì)算壓力損失。426.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)旋風(fēng)除塵器的選型一般選用計(jì)算法和經(jīng)驗(yàn)法。經(jīng)驗(yàn)法：

①計(jì)算所要求的除塵效率η；②選定除塵器的結(jié)構(gòu)型式；③根據(jù)選用的除塵器的η—Vi實(shí)驗(yàn)曲線，確定入口風(fēng)速Vi；④根據(jù)氣量Q，入口風(fēng)速Vi計(jì)算進(jìn)口面積A；⑤由旋風(fēng)器的類型系數(shù)求除塵器筒體直徑D，然后便從手冊(cè)中查到所需的型號(hào)規(guī)格。6.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)43經(jīng)驗(yàn)法：6.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)43尺寸比例1．筒體直徑D：D愈小，愈能分離細(xì)小顆粒，但過(guò)小易引起堵塞。為此，有人用作為限制指標(biāo)。D：150-200mm～800-1100mm

若處理氣量大，可并聯(lián)使用或采用多管式旋風(fēng)器。2．入口尺寸（圓形和矩形）為減小顆粒的入射角，一般采用矩形（長(zhǎng)H、寬B、面積A、）

類型系數(shù)k一般取0.07-0.3，蝸殼型入口的k較大，D較小，處理氣量Q大，H/B為2-4。44尺寸比例443．排氣管：多為圓形，且與筒體同心，一般d=(0.4-0.6)D0。深度h：切線式h小，則壓損小，但效率降低。經(jīng)驗(yàn)取h≈)De或稍低于入口管底部。4．筒體L1、錐體L2：L1=（1.4-2.0）DL2=（2.0-3.0）DL1+L2≤5D≈（3-4）DL1/L2≈1.5/2.5較宜。5．圓錐角α：一般取20?-30?6．排塵口直徑Dc：Dc=(0.25-0.5)D0，一般Dc≥70mm453．排氣管：多為圓形，且與筒體同心，一般d=(0.6.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)選擇除塵器的型式

根據(jù)含塵濃度、粒度分布、密度等煙氣特征，及除塵要求、允許的阻力和制造條件等因素

-根據(jù)允許的壓力降確定進(jìn)口氣速，或取為12～25m/s

-確定入口截面A，入口寬度b和高度h

-確定各部分幾何尺寸

466.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)選擇除塵器的型式466.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)（續(xù)）也可選擇其它的結(jié)構(gòu)，但應(yīng)遵循以下原則

①為防止粒子短路漏到出口管，h≤s，其中s為排氣管插人深度；②為避免過(guò)高的壓力損失，b≤（D－de）/2；③為保持渦流的終端在錐體內(nèi)部，（H+L）≥3D；④為利于粉塵易于滑動(dòng)，錐角＝7o～8o；⑤為獲得最大的除塵效率，de/D≈0.4～0.5，（H+L）/de≈8～10；s/de≈1；476.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)（續(xù)）也可選擇其它的結(jié)構(gòu)，但應(yīng)遵循以下原小結(jié)一、重力沉降室設(shè)計(jì)要求1．保證粉塵能沉降，L足夠長(zhǎng)；2．氣流在沉降室的停留時(shí)間要大于塵粒沉降所需的時(shí)間。3．能100%沉降的最小粒徑二、旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)步驟：尺寸比例確定；旋風(fēng)除塵器的壓力降；效率。48小結(jié)一、重力沉降室設(shè)計(jì)要求二、旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)步驟：48治理大氣污染刻不容緩49治理大氣污染刻不容緩49再見(jiàn)50再見(jiàn)50演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！第六章除塵裝置

教學(xué)內(nèi)容:機(jī)械除塵器電除塵器濕式除塵器過(guò)濾式除塵器除塵器的選擇與發(fā)展52第六章除塵裝置教學(xué)內(nèi)容:1

第六章除塵裝置1.教學(xué)要求：要求了解除塵器的類型，包括各種干式和濕式除塵器，理解和掌握電除塵器、過(guò)濾式除塵器設(shè)計(jì)等。2.教學(xué)重點(diǎn)掌握機(jī)械除塵器作原理、結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)；電除塵器的工作原理，了解其選型和設(shè)計(jì)；掌握過(guò)濾式除塵器的工作原理，了解其選型和設(shè)計(jì)；了解除塵系統(tǒng)的選擇設(shè)計(jì)與除塵器的發(fā)展。3、教學(xué)難點(diǎn)電除塵器的工作原理，過(guò)濾式除塵器的工作原理及設(shè)計(jì)。學(xué)時(shí)數(shù)：12學(xué)時(shí)

53第六章除塵裝置1.教學(xué)要求：學(xué)時(shí)數(shù)：1除塵裝置概述從氣體中除去或收集固態(tài)或液態(tài)粒子的設(shè)備稱為除塵裝置

濕式除塵裝置

干式除塵裝置

按分離原理分類：重力除塵裝置（機(jī)械式除塵裝置）

慣性力除塵裝置（機(jī)械式除塵裝置）離心力除塵裝置（機(jī)械式除塵裝置）洗滌式除塵裝置過(guò)濾式除塵裝置電除塵裝置聲波除塵裝置

袋式除塵電除塵重力除塵慣性除塵濕式除塵54除塵裝置概述從氣體中除去或收集固態(tài)或液態(tài)粒子的設(shè)備稱為除塵裝§1機(jī)械除塵器機(jī)械除塵器通常指利用質(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裝置，常用的有：

重力沉降室慣性除塵器旋風(fēng)除塵器

55§1機(jī)械除塵器機(jī)械除塵器通常指利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離一、重力沉降室重力沉降室是通過(guò)重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置

氣流進(jìn)入重力沉降室后，流動(dòng)截面積擴(kuò)大，流速降低，較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降

層流式和湍流式兩種

56一、重力沉降室重力沉降室是通過(guò)重力作用使塵粒從氣流中沉降分離層流區(qū)：雷諾數(shù)Rep≤1，對(duì)球形粒子而言：

當(dāng)介質(zhì)為空氣時(shí)ρp>>ρ則有：由上式可見(jiàn)us,若dp小，則us就小，故小顆粒就難分離。若將雷諾數(shù)Rep=1代入，可求出塵粒沉降時(shí)的臨界粒徑dc。

得

代入得：一、重力沉降室57層流區(qū)：雷諾數(shù)Rep≤1，對(duì)球形粒子而言：一、重力沉降室61.層流式重力沉降室假定沉降室內(nèi)氣流為柱塞流；顆粒均勻分布于煙氣中忽略氣體浮力，粒子僅受重力和阻力的作用縱剖面示意圖581.層流式重力沉降室假定沉降室內(nèi)氣流為柱塞流；縱剖面示意圖71.層流式重力沉降室沉降室的長(zhǎng)寬高分別為L(zhǎng)、W、H，處理煙氣量為Q

氣流在沉降室內(nèi)的停留時(shí)間在t時(shí)間內(nèi)粒子的沉降距離該粒子的除塵效率591.層流式重力沉降室沉降室的長(zhǎng)寬高分別為L(zhǎng)、W、H，處理煙氣1.層流式重力沉降室對(duì)于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin=?由于沉降室內(nèi)的氣流擾動(dòng)和返混的影響，工程上一般用分級(jí)效率公式的一半作為實(shí)際分級(jí)效率

601.層流式重力沉降室對(duì)于stokes粒子，重力沉降室能1001.層流式重力沉降室提高沉降室效率的主要途徑：降低沉降室內(nèi)氣流速度增加沉降室長(zhǎng)度降低沉降室高度沉降室內(nèi)的氣流速度一般為0.3～2.0m/s不同粉塵的最高允許氣流速度611.層流式重力沉降室提高沉降室效率的主要途徑：不同粉塵的最高1.層流式重力沉降室多層沉降室：使沉降高度減少為原來(lái)的1/（n+1），其中n為水平隔板層數(shù)

考慮清灰的問(wèn)題，一般隔板數(shù)在3以下多層沉降室1.錐形閥；2.清灰孔；3.隔板621.層流式重力沉降室多層沉降室：使沉降高度減少為原來(lái)的1/（

2.重力沉降室優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單投資少壓力損失?。ㄒ话銥?0～100Pa）維修管理容易缺點(diǎn):體積大效率低僅作為高效除塵器的預(yù)除塵裝置，除去較大和較重的粒子63

2.重力沉降室優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn):123.重力沉降室的設(shè)計(jì)假設(shè):通過(guò)重力沉降室斷面的水平氣流的速度V分布是均勻的，呈層流狀態(tài)；入口斷面上粉塵分布均勻（即每個(gè)顆粒以自己的沉降末端速度沉降，互不影響）；在氣流流動(dòng)方向上塵粒和氣流速度相等。643.重力沉降室的設(shè)計(jì)假設(shè):134.重力沉降室的設(shè)計(jì)654.重力沉降室的設(shè)計(jì)14（1）設(shè)計(jì)要求1．保證粉塵能沉降，L足夠長(zhǎng)；2．氣流在沉降室的停留時(shí)間要大于塵粒沉降所需的時(shí)間。

3．能100%沉降的最小粒徑

（2）設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：根據(jù)粒徑dp算出1）us；2）初步確定了V0、H，根據(jù)求長(zhǎng)度L。3）根據(jù)進(jìn)氣量Q求寬度w，Q=V0WH.66（1）設(shè)計(jì)要求15二、慣性除塵器慣性碰撞67二、慣性除塵器慣性碰撞16二、慣性除塵器1.慣性除塵器機(jī)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，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

68二、慣性除塵器1.慣性除塵器機(jī)理17二、慣性除塵器2.慣性除塵器結(jié)構(gòu)形式?jīng)_擊式－氣流沖擊擋板捕集較粗粒子沖擊式慣性除塵裝置a單級(jí)型b多級(jí)型69二、慣性除塵器2.慣性除塵器結(jié)構(gòu)形式?jīng)_擊式慣性除塵裝置18二、慣性除塵器反轉(zhuǎn)式－改變氣流方向捕集較細(xì)粒子反轉(zhuǎn)式慣性除塵裝置a彎管型b百葉窗型c多層隔板型70二、慣性除塵器反轉(zhuǎn)式－改變氣流方向捕集較細(xì)粒子反轉(zhuǎn)式慣性除塵設(shè)備示意圖彎管慣性除塵3.慣性除塵器應(yīng)用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(jí)除塵中的一級(jí)除塵，捕集10～20μm以上的粗顆粒壓力損失100～1000Pa沖擊式反轉(zhuǎn)式71設(shè)備示意圖彎管慣性除塵3.慣性除塵器應(yīng)用沖擊式反轉(zhuǎn)式20旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置。用來(lái)分離粒徑大于5—10μm以上的的顆粒物。工業(yè)上已有100多年的歷史。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小，投資低，操作維修方便，壓力損失較大，動(dòng)力消耗也較大，可用于各種材料制造，能用于高溫、高壓及腐蝕性氣體，并可回收干顆粒物。缺點(diǎn)：效率80%左右，捕集<5μm顆粒的效率不高，一般作預(yù)除塵用。三、旋風(fēng)除塵器72旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置三、旋風(fēng)除塵器73三、旋風(fēng)除塵器22三、旋風(fēng)除塵器74三、旋風(fēng)除塵器23三、旋風(fēng)除塵器

1.旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)普通旋風(fēng)除塵器是由進(jìn)氣管、筒體、錐體和排氣管等組成

氣流沿外壁由上向下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：外渦旋

少量氣體沿徑向運(yùn)動(dòng)到中心區(qū)域

旋轉(zhuǎn)氣流在錐體底部轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn)：內(nèi)渦旋

氣流運(yùn)動(dòng)包括切向、軸向和徑向：切向速度、軸向速度和徑向速度

75三、旋風(fēng)除塵器1.旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)普通旋風(fēng)除塵1.旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)（續(xù)）到達(dá)外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗切向速度決定氣流質(zhì)點(diǎn)離心力大小，顆粒在離心力作用下逐漸移向外壁上渦旋－氣流從除塵器頂部向下高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，一部分氣流帶著細(xì)小的塵粒沿筒壁旋轉(zhuǎn)向上，到達(dá)頂部后，再沿排出管外壁旋轉(zhuǎn)向下，最后從排出管排出761.旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)（續(xù)）到達(dá)外壁的塵粒在氣流和旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流的切向速度和壓力分布

77旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流的切向速度和壓力分布26三、旋風(fēng)除塵器A、切向速度根據(jù)“渦旋定律”，外渦旋的切向速度反比于旋轉(zhuǎn)半徑R的n次方此處n

1，稱為渦流指數(shù)

內(nèi)渦旋的切向速度正比于半徑

內(nèi)外渦旋的界面上氣流切向速度最大

交界圓柱面直徑

d0=(0.6～1.0)de,de

為排氣管直徑

78三、旋風(fēng)除塵器A、切向速度27三、旋風(fēng)除塵器B、徑向速度

假定外渦旋氣流均勻地經(jīng)過(guò)交界圓柱面進(jìn)入內(nèi)渦旋平均徑向速度

r0和h0分別為交界圓柱面的半徑和高度，mC、軸向速度外渦旋的軸向速度向下內(nèi)渦旋的軸向速度向上在內(nèi)渦旋，軸向速度向上逐漸增大，在排出管底部達(dá)到最大值

79三、旋風(fēng)除塵器B、徑向速度282.旋風(fēng)除塵器的壓力損失

旋風(fēng)除塵器的壓力損失

ρ：氣體的密度,kg/m3Vin：氣體入口速度，m/s：局部阻力系數(shù)802.旋風(fēng)除塵器的壓力損失旋風(fēng)除塵器的壓力損失ρ：氣體的密2.旋風(fēng)除塵器的壓力損失

應(yīng)當(dāng)指出：旋風(fēng)除塵器的其他操作因素對(duì)壓力損失也有影響－相對(duì)尺寸對(duì)壓力損失影響較大，除塵器結(jié)構(gòu)型式相同時(shí)，幾何相似放大或縮小，壓力損失基本不變

—含塵濃度增高，壓力降明顯下降－操作運(yùn)行中可以接受的壓力損失一般低于2kPa812.旋風(fēng)除塵器的壓力損失303.旋風(fēng)除塵器的除塵效率計(jì)算分割直徑是確定除塵效率的基礎(chǔ)

在交界面上，離心力FC，向心運(yùn)動(dòng)氣流作用于塵粒上的阻力FD

若

FC>FD

，顆粒移向外壁若

FC<FD，顆粒進(jìn)入內(nèi)渦旋當(dāng)

FC=FD時(shí)，有50%的可能進(jìn)入外渦旋，既除塵效率為50%

823.旋風(fēng)除塵器的除塵效率31力平衡關(guān)系Stokes顆粒的末端沉降速度83力平衡關(guān)系323.旋風(fēng)除塵器的除塵效率（續(xù)）對(duì)于球形Stokes粒子分割粒徑dc確定后，雷思一利希特模式計(jì)算其它粒子的分級(jí)效率

另一種經(jīng)驗(yàn)公式843.旋風(fēng)除塵器的除塵效率（續(xù)）33旋風(fēng)除塵器分級(jí)效率曲線

85旋風(fēng)除塵器分級(jí)效率曲線344.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（1）二次效應(yīng)－被捕集粒子的重新進(jìn)入氣流在較小粒徑區(qū)間內(nèi)，理應(yīng)逸出的粒子由于聚集或被較大塵粒撞向壁面而脫離氣流獲得捕集，實(shí)際效率高于理論效率在較大粒徑區(qū)間，粒子被反彈回氣流或沉積的塵粒被重新吹起，實(shí)際效率低于理論效率通過(guò)環(huán)狀霧化器將水噴淋在旋風(fēng)除塵器內(nèi)壁上，能有效地控制二次效應(yīng)臨界入口速度864.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（1）二次效應(yīng)－被捕集粒子的重新4.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)）（2）比例尺寸在相同的切向速度下，筒體直徑愈小，離心力愈大，除塵效率愈高；筒體直徑過(guò)小，粒子容易逃逸，效率下降。錐體適當(dāng)加長(zhǎng)，對(duì)提高除塵效率有利排出管直徑愈少分割直徑愈小，即除塵效率愈高；直徑太小，壓力降增加，一般取排出管直徑de=（0.4～0.65）D。特征長(zhǎng)度（naturallength）-亞歷山大公式旋風(fēng)除塵器排出管以下部分的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)接近或等于l，筒體和錐體的總高度以不大于五倍的筒體直徑為宜。

874.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)）（2）比例尺寸364.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)）除塵器下部的嚴(yán)密性在不漏風(fēng)的情況下進(jìn)行正常排灰

鎖氣器(a)雙翻板式(b)回轉(zhuǎn)式

884.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)）除塵器下部的嚴(yán)密性鎖氣器4.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)）（3）煙塵的物理性質(zhì)氣體的密度和粘度、塵粒的大小和比重、煙氣含塵濃度

a代表實(shí)驗(yàn)b代表實(shí)際894.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)）（3）煙塵的物理性質(zhì)a代表4.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)）（4）操作變量提高煙氣入口流速，旋風(fēng)除塵器分割直徑變小，除塵器性能改善入口流速過(guò)大，已沉積的粒子有可能再次被吹起，重新卷入氣流中，除塵效率下降效率最高時(shí)的入口速度

904.影響旋風(fēng)除塵器效率的因素（續(xù)）（4）操作變量39a.直入切向進(jìn)入式b.蝸殼切向進(jìn)入式c.軸向進(jìn)入式5.旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)形式（1）按進(jìn)氣方式分

切向進(jìn)入式軸向進(jìn)入式

91a.直入切向進(jìn)入式b.蝸殼切向進(jìn)入式c.軸向進(jìn)入式5.旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)形式（續(xù)）

（2）按氣流組織分

回流式、直流式、平旋式和旋流式

（3）多管旋風(fēng)除塵器

由多個(gè)相同構(gòu)造形狀和尺寸的小型旋風(fēng)除塵器（又叫旋風(fēng)子）組合在一個(gè)殼體內(nèi)并聯(lián)使用的除塵器組常見(jiàn)的多管除塵器有回流式和直流式兩種

回流式多管旋風(fēng)除塵器

925.旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)形式（續(xù)）（2）按氣流組6.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)旋風(fēng)除塵器的選型一般選用計(jì)算法和經(jīng)驗(yàn)法。計(jì)算法：

①由入口濃度c0，出口濃度ce（或排放標(biāo)準(zhǔn)）計(jì)算除塵效率η；②選結(jié)構(gòu)型式；③根據(jù)選用的除塵器的分級(jí)效率ηd（分級(jí)效率曲線）和凈化粉塵的粒徑頻度分布f0，計(jì)算ηT,若ηT>η,即滿足要求，否則按要求重新計(jì)算。④確定型號(hào)規(guī)格⑤計(jì)算壓力損失。936.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)旋風(fēng)除塵器的選型一般選用計(jì)算法和經(jīng)驗(yàn)法。經(jīng)驗(yàn)法：

①計(jì)算所要求的除塵效率η；②選定除塵器