大氣污染控制工程2010-第7講 顆粒污染物控制技術(shù)

大氣污染控制工程第七講顆粒污染物控制技術(shù)2顆粒污染物控制技術(shù)主要內(nèi)容1.機械除塵器2.電除塵器3.濕式除塵器4.過濾式除塵器5.除塵器的選擇與開展3除塵裝置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別離原理分類：重力除塵裝置〔機械式除塵裝置〕慣性力除塵裝置〔機械式除塵裝置〕離心力除塵裝置〔機械式除塵裝置〕洗滌式除塵裝置過濾式除塵裝置電除塵裝置聲波除塵裝置顆粒污染物控制技術(shù)4顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器機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別離的裝置，常用的有：重力沉降室慣性除塵器旋風除塵器5顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器重力沉降室重力沉降室是通過重力作用使塵粒從氣流中沉降別離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，較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降層流式和湍流式兩種6顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器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7顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器層流式重力沉降室沉降室的長寬高分別為L、W、H，處理煙氣量為Q

氣流在沉降室內(nèi)的停留時間在t時間內(nèi)粒子的沉降距離該粒子的除塵效率8顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器層流式重力沉降室對于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin=?9顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器層流式重力沉降室提高沉降室效率的主要途徑降消沉降室內(nèi)氣流速度增加沉降室長度降消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10顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器層流式重力沉降室多層沉降室：使沉降高度減少為原來的1/〔n+1〕，其中n為水平隔板層數(shù)考慮清灰的問題，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11顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器湍流式重力沉降室湍流模式1－假定沉降室中氣流處于湍流狀態(tài)，垂直于氣流方向的每個斷面上粒子完全混合寬度為W、高度為H和長度為dx的捕集元，假定氣體流過dx距離的時間內(nèi)，邊界層dy內(nèi)粒徑為dp的粒子都將沉降而除去12顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器湍流式重力沉降室粒子在微元內(nèi)的停留時間被去除的分數(shù)對上式積分得邊界條件：得因此，其分級除塵效率13顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器湍流式重力沉降室湍流模式2－完全混合模式，即沉降室內(nèi)未捕集顆粒完全混合單位時間排出：〔為除塵器內(nèi)粒子濃度，均一〕單位時間捕集：總分級效率14顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器湍流式重力沉降室三種模式的分級效率均可用歸一化對Stokes顆粒，分級效率與dp成正比重力沉降室歸一化的分級率曲線a層流－無混合b湍流－垂直混合c湍流－完全混合15顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器重力沉降室重力沉降室的優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單投資少壓力損失小〔一般為50～100Pa〕維修管理容易缺點體積大效率低僅作為高效除塵器的預除塵裝置，除去較大和較重的粒子16顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器慣性除塵器機理沉降室內(nèi)設(shè)置各種形式的擋板，含塵氣流沖擊在擋板上，氣流方向發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，借助塵粒本身的慣性力作用，使其與氣流別離17顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器慣性除塵器結(jié)構(gòu)形式?jīng)_擊式－氣流沖擊擋板捕集較粗粒子反轉(zhuǎn)式－改變氣流方向捕集較細粒子沖擊式慣性除塵裝置a單級型b多級型反轉(zhuǎn)式慣性除塵裝置a彎管型

b百葉窗型

c多層隔板型18顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器慣性除塵器應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，一般只用于多級除塵中的一級除塵，捕集10～20μm以上的粗顆粒壓力損失100～1000Pa19顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器

利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中別離的裝置旋風除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運動普通旋風除塵器是由進氣管、筒體、錐體和排氣管等組成

氣流沿外壁由上向下旋轉(zhuǎn)運動：外渦旋

少量氣體沿徑向運動到中心區(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

氣流運動包括切向、軸向和徑向：切向速度、軸向速度和徑向速度

20顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器氣流與塵粒的運動旋風除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運動〔續(xù)〕切向速度決定氣流質(zhì)點離心力大小，顆粒在離心力作用下逐漸移向外壁到達外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗上渦旋－氣流從除塵器頂部向下高速旋轉(zhuǎn)時，一局部氣流帶著細小的塵粒沿筒壁旋轉(zhuǎn)向上，到達頂部后，再沿排出管外壁旋轉(zhuǎn)向下，最后從排出管排出21顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器旋風除塵器內(nèi)氣流的切向速度和壓力分布

22顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器切向速度外渦旋的切向速度分布：反比于旋轉(zhuǎn)半徑的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

dI=(0.6～1.0)de,de

為排氣管直徑

23顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器徑向速度假定外渦旋氣流均勻地經(jīng)過交界圓柱面進入內(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，m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，在排出管底部到達最大值24顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器旋風除塵器的壓力損失

：局部阻力系數(shù)

A：旋風除塵器進口面積

局部阻力系數(shù)旋風除塵器型式XLTXLT?AXLP?AXLP?Bξ

5.36.58.05.825顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器旋風除塵器的壓力損失相對尺寸對壓力損失影響較大，除塵器結(jié)構(gòu)型式相同時，幾何相似放大或縮小，壓力損失根本不變含塵濃度增高，壓力降明顯下降操作運行中可以接受的壓力損失一般低于2kPa26顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器旋風除塵器的除塵效率計算分割直徑是確定除塵效率的根底在交界面上，離心力FC，向心運動氣流作用于塵粒上的阻力FD假設(shè)FC>FD，顆粒移向外壁假設(shè)FC<FD，顆粒進入內(nèi)渦旋當FC=FD時，有50%的可能進入外渦旋，既除塵效率為50%27顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器旋風除塵器的除塵效率〔續(xù)〕對于球形Stokes粒子分割粒徑dc確定后，雷思一利希特模式計算其它粒子的分級效率

另一種經(jīng)驗公式28顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器旋風除塵器的除塵效率－模型2將旋風除塵器視為利用離心力進行沉降的沉降室沉降室長度為NπD沉降室高度為b沉降速度＝徑向速度Vr活塞流縱向湍流29顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器旋風除塵器分級效率曲線

30顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器例題：XZT一90型旋風除塵器在選取入口速度v1=13m/s時，處理氣體量Q=1.37m3/s。試確定凈化工業(yè)鍋爐煙氣〔溫度為423K，煙塵真密度為2.1g/cm3〕時的分割直徑和壓力損失。該除塵器筒體直徑0.9m，排氣管直徑為0.45m，排氣管下緣至錐頂?shù)母叨葹?.58m，423K時煙氣的粘度〔近似取空氣的值〕μ=2.4×10－5pa﹒s。

解:假設(shè)接近圓筒壁處的氣流切向速度近似等于氣流的入口速度，即v1=13m/s，取內(nèi)、外渦旋交界圓柱的直徑d0=0.7de，根據(jù)式〔6－10〕由式〔6一9〕得氣流在交界面上的切向速度由式〔6－12〕計算31顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器例題〔續(xù)〕根據(jù)式〔6－16〕此時旋風除塵器的分割直徑為5.31μm。根據(jù)式〔5－13〕計算旋風除塵器操作條件下的壓力損失：423K時煙氣密度可近似取為32顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器影響旋風除塵器效率的因素

二次效應－被捕集粒子的重新進入氣流在較小粒徑區(qū)間內(nèi)，理應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，實際效率低于理論效率通過環(huán)狀霧化器將水噴淋在旋風除塵器內(nèi)壁上，能有效地控制二次效應臨界入口速度33顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器影響旋風除塵器效率的因素〔續(xù)〕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；筒體直徑過小，粒子容易逃逸，效率下降。錐體適當加長，對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。特征長度〔naturallength〕-亞歷山大公式旋風除塵器排出管以下局部的長度應當接近或等于l，筒體和錐體的總高度以不大于五倍的筒體直徑為宜。34顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器影響旋風除塵器效率的因素〔續(xù)〕比例尺寸對性能的影響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35顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器影響旋風除塵器效率的因素〔續(xù)〕除塵器下部的嚴密性在不漏風的情況下進行正常排灰

鎖氣器(a)雙翻板式(b)回轉(zhuǎn)式36顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器影響旋風除塵器效率的因素〔續(xù)〕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37顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器影響旋風除塵器效率的因素〔續(xù)〕操作變量提高煙氣入口流速，旋風除塵器分割直徑變小，除塵器性能改善入口流速過大，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的入口速度38顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器a.直入切向進入式b.蝸殼切向進入式c.軸向進入式旋風除塵器結(jié)構(gòu)形式進氣方式分

切向進入式軸向進入式

39顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器結(jié)構(gòu)形式〔續(xù)〕氣流組織分回流式、直流式、平旋式和旋流式多管旋風除塵器由多個相同構(gòu)造形狀和尺寸的小型旋風除塵器〔又叫旋風子〕組合在一個殼體內(nèi)并聯(lián)使用的除塵器組常見的多管除塵器有回流式和直流式兩種回流式多管旋風除塵器

40顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器的設(shè)計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確定各局部幾何尺寸41顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器的設(shè)計旋風除塵器的比例尺寸尺寸名稱XLP/AXLP/BXLT/AXLT入口寬度，b入口高度，h筒體直徑，D上3.85b下0.7D3.33b（b=0.3D）3.85b4.9b排出筒直徑，de上0.6D下0.6D0.6D0.6D0.58D筒體長度，L上1.35D下1.0D1.7D2.26D1.6D錐體長度，H上0.50D下1.00D2.3D2.0D1.3D灰口直徑，d10.296D0.43D0.3D0.145D進口速度為右值時的壓力損失12m/s700（600）5000（420）860（770）440（490）15m/s1100（940）890（700）1350（1210）670（770）18m/s1400（1260）1450（1150）1950（1740）990（1110）42顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器的設(shè)計也可選擇其它的結(jié)構(gòu)，但應遵循以下原那么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為防止過高的壓力損失，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，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；43顆粒污染物控制技術(shù)-機械除塵器旋風除塵器的設(shè)計例題：煙氣處理量Q=5000m3/h，煙氣密度ρ=1.2kg/m3，允許壓力損失為900Pa。假設(shè)選用XLP/B型旋風除塵器，試求其主要尺寸。解：由式〔6－26〕根據(jù)表6－1，ζ＝5.8v1的計算值與表5－3的氣速與壓力降數(shù)據(jù)一致。參考XLP/B品系列；取D=700mm，44顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器旋風除塵器對于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，別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45電除塵器顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器46顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器電除塵器47顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器電除塵器的主要優(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48顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器電除塵器的工作原理三個根本過程懸浮粒子荷電－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〔單區(qū)電除塵器〕或光滑的不放電的電極之間的純靜電場〔雙區(qū)電除塵器〕捕集物從集塵外表上去除－振打除去接地電極上的粉塵層并使其落入灰斗49顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器電除塵器的工作原理50顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器電除塵器的工作原理單區(qū)和雙區(qū)電除塵器雙區(qū)電除塵器單區(qū)電除塵器51顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器電暈放電金屬絲放出的電子迅速向正極移動，與氣體分子撞擊使之離子化氣體分子離子化的過程又產(chǎn)生大量電子－雪崩過程遠離金屬絲，電場強度降低，氣體離子化過程結(jié)束，電子被氣體分子捕獲氣體離子化區(qū)域－電暈區(qū)自由電子和氣體負離子是粒子荷電的電荷來源52顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器電暈放電53顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器電暈放電起始電暈電壓－開始產(chǎn)生電暈電流所施加的電壓管式電除塵器內(nèi)任一點的電場強度起始電暈電壓與煙氣性質(zhì)和電極形狀、幾何尺寸等因素有關(guān)，起始電暈所需要電場強度〔皮克經(jīng)驗公式〕一空氣的相對密度m－導線光滑修正系數(shù)，無因次，0.5<m<1.0在r=a時〔電暈電極外表上〕，起始電暈電壓54顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器電暈放電

正、負電暈極在空氣中的電暈電流一電壓曲線電暈區(qū)范圍逐漸擴大致使極間空氣全部電離－電場擊穿；相應的電壓－擊穿電壓在相同電壓下通常負電暈電極產(chǎn)生較高的電暈電流，且擊穿電壓也高得多工業(yè)氣體凈化傾向于采用穩(wěn)定性強，操作電壓和電流高的負電暈極；空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用正電暈極，好處在于其產(chǎn)生臭氧和氮氧化物的量低55顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器電暈放電影響電暈特性的因素

電極的形狀、電極間距離氣體組成、壓力、溫度不同氣體對電子的親合力、遷移率不同氣體溫度和壓力的不同影響電子平均自由程和加速電子及能產(chǎn)生碰撞電離所需要的電壓氣流中要捕集的粉塵的濃度、粒度、比電阻以及在電暈極和集塵極上的沉積

電壓的波形

56顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器粒子荷電兩種機理電場荷電或碰撞荷電－離子在靜電力作用下做定向運動，與粒子碰撞而使粒子荷電擴散荷電－離子的擴散現(xiàn)象而導致的粒子荷電過程；依賴于離子的熱能，而不是依賴于電場

粒子的主要荷電過程取決于粒徑大于0.5m的微粒，以電場荷電為主小于0.15m的微粒，以擴散荷電為主介于之間的粒子，需要同時考慮這兩種過程。57顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器電場荷電粒子荷電電荷累積粒子場強增加沒有氣體分子能夠到達粒子表面，電荷飽和58顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器電場荷電粒子獲得的飽和電荷影響電場荷電的因素粒徑dp和介電常數(shù)ε電場強度E0和離子密度N0一般粒子的荷電時間僅為0.1s，相當于氣流在除塵器內(nèi)流動10～20cm所需要的時間，一般可以認為粒子進入除塵器后立刻到達了飽和電荷59顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器擴散荷電與電場電荷過程相反，不存在擴散荷電的最大極限值〔根據(jù)分子運動理論，不存在離子動能上限〕荷電量取決于離子熱運動的動能、粒子大小和荷電時間擴散荷電理論方程顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器60電場荷電和擴散荷電的綜合作用處于中間范圍〔0.15～0.5μm〕的粒子，需同時考慮電場荷電和擴散荷電根據(jù)Robinson的研究，簡單地將電場荷電和擴散荷電的電荷相加，可近似地表示兩種過程綜合作用時的荷電量，與實驗值根本一致顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器61電場荷電和擴散荷電的綜合作用例題利用以下數(shù)據(jù)，決定電場和擴散荷電綜合作用下粒子荷電量隨時間的變化。ε＝5，E0＝3×106V/m，T＝300K，N=2×1015離子/m3，=467m/s，dp＝0.1，0.5和1.0μm。解：由方程〔6-31〕得電場荷電的飽和電荷由方程〔6-32〕可以計算擴散荷電過程的荷電量隨時間的變化那么顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器62電場荷電和擴散荷電的綜合作用例題〔續(xù)〕粒子荷電量隨時間和粒徑的變化顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器63異常荷電現(xiàn)象沉積在集塵極外表的高比電阻粒子導致在低電壓下發(fā)生火花放電或在集塵極發(fā)生反電暈現(xiàn)象,破壞正常電暈過程氣流中微小粒子的濃度高時，荷電塵粒所形成的電暈電流不大，可是所形成的空間電荷卻很大，嚴重抑制著電暈電流的產(chǎn)生當含塵量大到某一數(shù)值時，電暈現(xiàn)象消失，塵粒在電場中根本得不到電荷，電暈電流幾乎減小到零，失去除塵作用，即電暈閉塞顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器64荷電粒子的運動和捕集驅(qū)進速度力平衡關(guān)系t＝0時，＝0，那么最終得顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器65驅(qū)進速度驅(qū)進速度e的指數(shù)項是一個很大的數(shù)值。例如，密度為1g/cm3、直徑為10μm的球狀粉塵粒子，在空氣中有假設(shè)t>10－2s，完全可以忽略不計所以，驅(qū)進速度顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器66驅(qū)進速度驅(qū)進速度與粒徑和場強的關(guān)系當顆粒直徑為2～50m時，與粒徑成正比顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器67捕集效率捕集效率一德意希公式德意希公式的假定:除塵器中氣流為湍流狀態(tài)在垂直于集塵外表的任一橫斷面上粒子濃度和氣流分布是均勻的粒子進入除塵器后立即完成了荷電過程忽略電風、氣流分布不均勻、被捕集粒子重新進入氣流等影響顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器68捕集效率dt時間內(nèi)在長度為dx的空間所捕集的粉塵量為由dt＝dx/u積分最終得顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器69捕集效率捕集效率隨粒徑的變化顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器70有效驅(qū)進速度當粒子的粒徑相同且驅(qū)進速度不超過氣流速度的10％～20％時，德意希方程理論上才是成立的作為除塵總效率的近似估算，ω應取某種形式的平均驅(qū)進速度有效驅(qū)進速度－實際中常常根據(jù)在一定的除塵器結(jié)構(gòu)型式和運行條件下測得的總捕集效率值，代入德意希方程式中反算出的相應驅(qū)進速度值，以ωe表示顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器71有效驅(qū)進速度粉塵種類驅(qū)進速度/m?s-1粉塵種類驅(qū)進速度/m?s-1煤粉（飛灰）0.10～0.14沖天爐（鐵－焦比＝10）0.03～0.04紙漿及造紙0.08水泥生產(chǎn)（干法）0.06～0.07平爐0.06水泥生產(chǎn)（濕法）0.10～0.11酸霧（H2SO4）0.06～0.08多層床式焙燒爐0.08酸霧（TiO2）0.06～0.08紅磷0.03飄旋焙燒爐0.08石膏0.16～0.20催化劑粉塵0.08二級高爐（80％生鐵）0.125顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器72被捕集粉塵的去除電暈極和集塵極上都會有粉塵沉積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去除從集塵極去除已沉積的粉塵的主要目的是防止粉塵重新進入氣流在濕式電除塵器中，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)生的振動力清灰顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器73被捕集粉塵的去除現(xiàn)代的電除塵器大都采用電磁振打或錘式振打清灰。振打系統(tǒng)要求既能產(chǎn)生高強度的振打力，又能調(diào)節(jié)振打強度和頻率常用的振打器有電磁型和撓臂錘型顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器74電除塵器結(jié)構(gòu)－除塵器類型除塵器類型雙區(qū)電除塵器－通風空氣的凈化和某些輕工業(yè)部門單區(qū)電除塵器－控制各種工藝尾氣和燃燒煙氣污染管式電除塵器用于氣體流量小，含霧滴氣體，或需要用水洗刷電極的場合板式電除塵器為工業(yè)上應用的主要型式，氣體處理量一般為25～50m3/s以上顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器75電除塵器結(jié)構(gòu)－電暈電極電暈電極常用的有直徑3mm左右的圓形線、星形線及鋸齒線、芒刺線等電暈線的一般要求：起暈電壓低、電暈電流大、機械強度高、能維持準確的極距、易清灰等

a.圓形線

b.星形線

c.鋸齒線

d.芒刺線顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器76電除塵器結(jié)構(gòu)－電暈電極電暈電極電暈線固定方式重錘懸吊式管框繃線式

顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器77電除塵器結(jié)構(gòu)－集塵極集塵極集塵極結(jié)構(gòu)對粉塵的二次揚起，及除塵器金屬消耗量〔約占總耗量的40％～50%〕有很大影響性能良好的集塵極應滿足下述根本要求振打時粉塵的二次揚起少單位集塵面積消耗金屬量低極板高度較大時，應有一定的剛性，不易變形振打時易于清灰，造價低顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器78電除塵器結(jié)構(gòu)－集塵極常用板式電除塵器集塵極進展－寬間距壓電除塵器：現(xiàn)已公認，在某些情況下板間距可比平常增加50％～100%，然而除塵器性能并未改變。其原理還沒有完全解釋清楚顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器79電除塵器結(jié)構(gòu)－高壓供電設(shè)備高壓供電設(shè)備提供粒子荷電和捕集所需要的高場強和電暈電流供電設(shè)備必須十分穩(wěn)定，希望工作壽命在二十年之上通常高壓供電設(shè)備的輸出峰值電壓為70～l000kV，電流為100～2000mA增加供電機組的數(shù)目，減少每個機組供電的電暈線數(shù)，能改善電除塵器性能，但投資增加。必須考慮效率和投資兩方面因素顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器80電除塵器結(jié)構(gòu)－氣流分布板電除塵器內(nèi)氣流分布對除塵效率具有較大影響為保證氣流分布均勻，在進出口處應設(shè)變徑管道，進口變徑管內(nèi)應設(shè)氣流分布板最常見的氣流分布板有百葉窗式、多孔板分布格子、槽形鋼式和欄桿型分布板對氣流分布的具體要求是任何一點的流速不得超過該斷面平均流速的40%在任何一個測定斷面上，85%以上測點的流速與平均流速不得相差25%。顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器81電除塵器結(jié)構(gòu)－氣流分布板氣流分布不均勻時，電除塵器通過率的校正系數(shù)FV顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器82粉塵比電阻通常所需要的粉塵的最小導電率是10－10〔Ω/cm〕－1高比電阻粉塵－導電率低于大約10－10〔Ω/cm〕－1，即電阻率大于1010Ω/cm的粉塵影響粉塵層比電阻除粒子溫度和組成之外，還包括粒子大小和形狀，粉塵層厚度和壓縮程度，施加于粉塵層的電場強度等在評價電除塵器的操作性能時應根據(jù)現(xiàn)場測得的粉塵比電阻數(shù)據(jù)顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器83粉塵比電阻煙氣濕度和溫度對粉塵比電阻的影響a.飛灰b.水泥窯粉塵顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器84粉塵比電阻高比電阻粉塵對電除塵器性能的影響高比電阻粉塵會干擾電場條件，導致除塵效率下降低于1010Ω/cm時，比電阻幾乎對除塵器操作和性能沒有影響比電阻介于1010～1011Ω/cm之間時，火花率增加，操作電壓降低高于1011Ω/cm時，產(chǎn)生明顯反電暈顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器85粉塵比電阻粉塵比電阻對除塵器伏安特性的影響顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器86粉塵比電阻粉塵比電阻對有效驅(qū)進速度的影響顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器87粉塵比電阻粉塵比電阻對場強分布的影響顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器88粉塵比電阻克服高比電阻影響的方法保持電極外表盡可能清潔采用較好的供電系統(tǒng)煙氣調(diào)質(zhì)增加煙氣濕度，或向煙氣中參加SO3、NH3，及Na2CO3等化合物，使粒子導電性增加。最常用的化學調(diào)質(zhì)劑是SO3改變煙氣溫度向煙氣中噴水，同時增加煙氣濕度和降低溫度開展新型電除塵器顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器89煙氣調(diào)質(zhì)S含量對粉塵比電阻的影響Log10resistivity,Ω?cm顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器90電除塵器的選擇和設(shè)計電除塵器的選擇和設(shè)計仍然主要采用經(jīng)驗公式類比方法參數(shù)符號取值范圍板間距S23～28cm驅(qū)進速度ω3～18cm/s比集塵極表面積A/Q300～2400m2（1000m3/min）氣流速度v1～2m/s長高比L/H0.5～1.5比電暈功率Pc/Q1800～18000W/(1000m3/min)電暈電流密度Ic/A0.05～1.0A/m2平均氣流速度

煙煤鍋爐v1.1～1.6m/s褐煤鍋爐v1.8～2.6m/s顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器91電除塵器的選擇和設(shè)計比集塵外表積確實定根據(jù)運行和設(shè)計經(jīng)驗，確定有效驅(qū)進速度ωe按德意希方程求得比集塵外表積A/Q長高比確實定集塵板有效長度與高度之比，直接影響振打清灰時二次揚塵的多少要求除塵效率大于99%時，除塵器的長高比至少要1.0～1.5。顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器92電除塵器的選擇和設(shè)計氣流速度確實定通常由處理煙氣量和電除塵器過氣斷面積，計算煙氣的平均流速平均流速高于某一臨界速度時，作用在粒子上的空氣動力學阻力會迅速增加，粉塵的重新進入量亦迅速增加氣體的含塵濃度如果氣體含塵濃度很高，電場內(nèi)塵粒的空間電荷很高，易發(fā)生電暈閉塞應對措施－提高工作電壓，采用放電強烈的芒剌型電暈極，電除塵器前增設(shè)預凈化設(shè)備等顆粒污染物控制技術(shù)-電除塵器93電除塵器的選擇和設(shè)計電除塵器的輔助設(shè)計因素電暈電極：支撐方式和方法集塵電極：類型、尺寸、裝配、機械性能和空氣動力學性能整流裝置：額定功率、自動控制系統(tǒng)、總數(shù)、儀表和監(jiān)測裝置電暈電極和集塵電極的振打機構(gòu)：類型、尺寸、頻率范圍和強度調(diào)整、總數(shù)和排列灰斗：幾何形狀、尺寸、容量、總數(shù)和位置輸灰系統(tǒng)：類型、能力、預防空氣泄漏和粉塵反吹殼體和灰斗的保溫，電除塵器頂蓋的防雨雪措施便于電除塵器內(nèi)部檢查和維修的檢修門高強度框架的支撐體絕緣器：類型、數(shù)目、可靠性氣體入口和出口管道的排列需要的建筑和地基獲得均勻的低湍流氣流分布的措施顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器94使含塵氣體與液體〔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皆龃蟮难b置可以有效地除去直徑為0.1～20μm的液態(tài)或固態(tài)粒子，亦能脫除氣態(tài)污染物高能和低能濕式除塵器低能濕式除塵器的壓力損失為0.2～1.5kPa，對10μm以上粉塵的凈化效率可達90％～95%高能濕式除塵器的壓力損失為2.5～9.0kPa，凈化效率可達99.5％以上95顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器濕式除塵器96顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器濕式除塵器97顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器濕式除塵器根據(jù)濕式除塵器的凈化機理，大致分為重力噴霧洗滌器旋風洗滌器自激噴霧洗滌器板式洗滌器填料洗滌器文丘里洗滌器機械誘導噴霧洗滌器

98顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器濕式除塵器主要濕式除塵裝置的性能和操作范圍裝置名稱氣體流速/m?s-1液氣比/l?m-3壓力損失/Pa分割直徑/μm噴淋塔0.1～22～3100～5003.0填料塔0.5～12～31000～25001.0旋風洗滌器15～450.5～1.51200～15001.0轉(zhuǎn)筒洗滌器（300～750r/min）0.7～2500～15000.2沖擊式洗滌器10～2010～500～1500.2文丘里洗滌器60～900.3～1.53000～80000.1濕式除塵器的優(yōu)點在耗用相同能耗時，比干式機械除塵器高。高能耗濕式除塵器去除0.1m以下粉塵粒子，仍有很高效率可與靜電除塵器和布袋除塵器相比，而且還可適用于它們不能勝任的條件，如能夠處理高溫，高濕氣流，高比電阻粉塵，及易燃易爆的含塵氣體在去除粉塵粒子的同時，還可去除氣體中的水蒸氣及某些氣態(tài)污染物。既起除塵作用，又起到冷卻、凈化的作用顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器99顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器100濕式除塵器的缺點排出的污水污泥需要處理，澄清的洗滌水應重復回用凈化含有腐蝕性的氣態(tài)污染物時，洗滌水具有一定程度的腐蝕性，因此要特別注意設(shè)備和管道腐蝕問題不適用于凈化含有憎水性和水硬性粉塵的氣體寒冷地區(qū)使用濕式除塵器，容易結(jié)凍，應采取防凍措施顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器101濕式除塵器的除塵機理慣性碰撞參數(shù)與除塵效率簡化模型含塵氣體與液滴相遇，在液滴前xd處開始繞過液滴流動，慣性較大的塵粒繼續(xù)保持原來的直線運動。塵粒從脫離流線到慣性運動結(jié)束時所移動的直線距離為粒子的停止距離xs，假設(shè)xs大于xd；塵粒和液滴就會發(fā)生碰撞顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器102慣性碰撞參數(shù)與除塵效率定義慣性碰撞參數(shù)NI：停止距離xs與液滴直徑dD的比值對斯托克斯粒子up：粒子運動速度uD：液滴運動速度dD：液滴直徑

顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器103慣性碰撞參數(shù)與除塵效率除塵效率：NI值越大，粒子慣性越大，那么ηII越高對于勢流和粘性流，ηII=f(NI)有理論解，一般情況下，JohnStone等人的研究結(jié)果

K—關(guān)聯(lián)系數(shù)，其值取決于設(shè)備幾何結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)操作條件L—液氣比，L/1000m3

顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器104接觸功率與除塵效率根據(jù)接觸功率理論得到的經(jīng)驗公式，能夠較好地關(guān)聯(lián)濕式除塵器壓力損失和除塵效率之間的關(guān)系接觸功率理論：假定洗滌器除塵效率僅是系統(tǒng)總能耗的函數(shù)，與洗滌器除塵機理無關(guān)顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器105接觸功率與除塵效率總能耗Et:氣流通過洗滌器時的能量損失EG+霧化噴淋液體過程中的能量消耗EL

ΔPG:氣體壓力損失，Pa

PL:液體入口壓力，PaQL,QG:液體和氣體流量，m3/s顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器106接觸功率與除塵效率除塵效率其中，傳質(zhì)單元數(shù)－除塵器的特性參數(shù)〔見下頁〕

顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器107接觸功率與除塵效率

粉塵和塵源類型1L－D轉(zhuǎn)爐粉塵4.4500.46632滑石粉3.6260.35063磷酸霧2.3240.63124化鐵爐粉塵2.2550.62105煉鋼平爐粉塵2.0000.56886滑石粉2.0000.65667從硅鋼爐升華的粉塵1.2260.45008鼓風爐粉塵0.9550.89109石灰窯粉塵3.5671.052910從黃銅熔爐排出的氧化鋅2.1800.531711從石灰窯排出的堿2.2001.229512硫酸銅氣溶膠1.3501.067913肥皂生產(chǎn)排出的霧1.1691.414614從吹氧平爐升華的粉塵0.8801.619015沒有吹氧的平爐粉塵0.7951.5940除塵器的特性參數(shù)顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器108分割粒徑與除塵效率分割粒徑法：基于分割粒徑能全面表示從氣流中別離粒子的難易程度和洗滌器的性能多數(shù)慣性別離裝置的分級通過率可以表示為da:粒子的空氣動力學直徑Ae，Be:均為常數(shù)對填充塔和篩板塔，Be=2；離心式洗滌器，Be=0.67；文丘里洗滌器〔當NI=0.5～5〕，Be=2顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器109分割粒徑與除塵效率通過率與分割粒徑的關(guān)系顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器110分割粒徑與除塵效率分割直徑與壓力降的關(guān)系〔分割－功率關(guān)系〕顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器111噴霧塔洗滌器假定所有液滴具有相同直徑液滴進入洗滌器后立刻以終末速度沉降液滴在斷面上分布均勻、無聚結(jié)現(xiàn)象含塵氣體清潔氣體循環(huán)水含塵水顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器112噴霧塔洗滌器那么立式逆流噴霧塔靠慣性碰撞捕集粉塵的效率可以用下式預估ut

一液滴的終末沉降速度，m/sVG－空塔斷面氣速，m/sz－氣液接觸的總塔高度，md－單個液滴的碰撞效率顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器113噴霧塔洗滌器單液滴捕集效率ηd可用下式表示對于Stokes粒子，紊流過渡區(qū)，

牛頓區(qū)，

顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器114錯流式中，垂直方向氣速=0，,所以噴霧塔洗滌器錯流式噴霧塔顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器115噴霧塔洗滌器噴霧塔結(jié)構(gòu)簡單、壓力損失小，操作穩(wěn)定，經(jīng)常與高效洗滌器聯(lián)用捕集粒徑較大的粉塵嚴格控制噴霧的過程，保證液滴大小均勻，對有效的操作是很有必要顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器116旋風洗滌器干式旋風別離器內(nèi)部以環(huán)形方式安裝一排噴嘴，就構(gòu)成一種最簡單的旋風洗滌器噴霧作用發(fā)生在外渦旋區(qū)，并捕集塵粒，攜帶塵粒的液滴被甩向旋風洗滌器的濕壁上，然后沿壁面沉落到器底在出口處通常需要安裝除霧器顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器117旋風水膜除塵器噴霧沿切向噴向筒壁，使壁面形成一層很薄的不斷下流的水膜含塵氣流由筒體下部導入，旋轉(zhuǎn)上升，靠離心力甩向壁面的粉塵為水膜所粘附，沿壁面流下排走顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器118旋風洗滌器旋風洗滌器的壓力損失范圍一般為0.5～1.5kPa，可以下式進行估算－旋風洗滌器的壓力損失，pa－噴霧系統(tǒng)關(guān)閉時的壓力損失，Pa－液滴密度，kg/m3－液滴初始平均速度，m/s顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器119旋風洗滌器離心洗滌器凈化dp<5μm的塵粒仍然有效耗水量L/G=0.5～1.5L/m3適用于處理煙氣量大，含塵濃度高的場合可單獨使用，也可安裝在文丘里洗滌器之后作脫水器由于氣流的旋轉(zhuǎn)運動，使其帶水現(xiàn)象減弱可采用比噴霧塔更細的噴嘴顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器120文丘里洗滌器除塵器系統(tǒng)的構(gòu)成文丘里洗滌器除霧器沉淀池加壓循環(huán)水泵除塵過程文丘里除塵器：收縮管，喉管，擴散管就其斷面形狀圓形文丘里除塵器矩形文丘里除塵器顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器121文丘里洗滌器除塵過程含塵氣體由進氣管進入收縮管后，流速逐漸增大，氣流的壓力能逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽茉诤砉苋肟谔?，氣速到達最大，一般為50～180m/s洗滌液〔一般為水〕通過沿喉管周邊均勻分布的噴嘴進入，液滴被高速氣流霧化和加速充分的霧化是實現(xiàn)高效除塵的根本條件顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器122文丘里洗滌器氣速、液滴速度和捕集效率顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器123文丘里洗滌器通常假定微細塵粒以氣流相同的速度進人喉管洗滌液滴的軸向初速度為零，由于氣流曳力在喉管局部被逐漸加速。在液滴加速過程中，由于液滴與粒子之間慣性碰撞，實現(xiàn)微細塵粒的捕集碰撞捕集效率隨相對速度增加而增加，因此氣流入口速度必須較高顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器124文丘里洗滌器幾何尺寸進氣管直徑D1按與之相聯(lián)管道直徑確定收縮管的收縮角α1常取23o～25o喉管直徑DT按喉管氣速vT確定，其截面積與進口管截面積之比的典型值為1：4vT的選擇要考慮到粉塵、氣體和洗滌液的物理化學性質(zhì)、對洗滌器效率和阻力的要求等因素L11

2ConvergingsectionthroatDivergingsectionDTD1L2顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器125文丘里洗滌器幾何尺寸〔續(xù)〕擴散管的擴散角α2一般為5o～7o出口管的直徑Dz按與其相聯(lián)的除霧器要求的氣速確定L11

2ConvergingsectionthroatDivergingsectionDTD1L2顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器126文丘里洗滌器壓力損失高速氣流的動能要用于霧化和加速液滴，因而壓力損失大于其它濕式和干式除塵器卡爾弗特等人基于氣流損失的能量全部用于在喉管內(nèi)加速液滴的假定，開展了計算文丘里洗滌器壓力損失的數(shù)學模式顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器127文丘里洗滌器壓力損失〔續(xù)〕卡爾弗壓力損失模式：基于喉管內(nèi)氣流方向上dx段的力平衡令x=0處〔液體注入點〕液滴在x方向的速度為零，積分得顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器128文丘里洗滌器壓力損失〔續(xù)〕假定：1.在喉管內(nèi)氣流速度為常數(shù)；2.氣體流動為不可壓縮的絕熱過程；3.在任何斷面上液氣比不變；4.液滴直徑為常數(shù)；5.液滴周圍壓力是對稱的，因而可以忽略根據(jù)作用在液滴上的慣性力與阻力的平衡顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器129文丘里洗滌器壓力損失〔續(xù)〕對于球形液滴因為，所以顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器130文丘里洗滌器壓力損失〔續(xù)〕積分得或根據(jù)由多種型式文丘里洗滌器得到的實驗數(shù)據(jù)間的關(guān)系，海斯凱茨〔Hesketh〕提出了如下方程式顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器131文丘里洗滌器液滴平均直徑的估算拔山一彭澤的經(jīng)驗公式估算液滴體積一外表積平均直徑VT：喉管氣流速度，m/s：液體外表張力，N/m：液體的粘度，PasL：液體的密度，kg/m3QL/QG：同單位顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器132文丘里洗滌器除塵效率卡爾弗特等人作了一系列簡化后提出下式以計算文丘里洗滌器的通過率顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器133文丘里洗滌器文丘里洗滌器性能氣流速度、液氣比之間的關(guān)系顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器134文丘里洗滌器例題：以液氣比為1.0L/m3的速率將水噴入文丘里洗滌器的喉部，氣體流速為122m/s，密度和粘度分別為1.15kg/m3和2.08×10－5kg/m?s-1，喉管橫斷面積為0.08m2，參數(shù)f取為0.25，對于粒徑為1.0μm、密度為1.5g/m3的粒子，試確定氣流通過該洗滌器的壓力損失和粒子的通過率解:由式〔6－53〕現(xiàn)在運用海斯凱茨提出的式〔6－54〕，得顆粒污染物控制技術(shù)-濕式除塵器135文丘里洗滌器例題〔續(xù)〕利用式〔6－55〕估算粒子的通過率：顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器136使含塵氣流通過過濾材料將粉塵別離捕集的裝置分類空氣過濾器濾紙或玻璃纖維顆粒層除塵器砂、礫、焦炭等顆粒物袋式除塵器纖維織物顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器137除塵器工作原理工作原理截留、慣性碰撞顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器138工作原理擴散、電沉積除塵器工作原理顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器139除塵器工作原理工作原理篩分顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器140袋式除塵器采用纖維織物作濾料的袋式除塵器〔主要討論〕，在工業(yè)尾氣的除塵方面應用較廣除塵效率一般可達99%以上效率高，性能穩(wěn)定可靠、操作簡單，因而獲得越來越廣泛的應用顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器141袋式除塵器的工作原理含塵氣流從下部進入圓筒形濾袋，在通過濾料的孔隙時，粉塵被捕集于濾料上沉積在濾料上的粉塵，可在機械振動的作用下從濾料外表脫落，落入灰斗中粉塵因截留、慣性碰撞、靜電和擴散等作用，在濾袋外表形成粉塵層，常稱為粉層初層顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器142袋式除塵器的工作原理新鮮濾料的除塵效率較低粉塵初層形成后，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，因此除塵器阻力到達一定數(shù)值后，要及時清灰清灰不應破壞粉塵初層顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器143袋式除塵器的工作原理袋式除塵器的分級效率曲線

顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器144袋式除塵器除塵效率的影響因素粉塵負荷過濾速度煙氣實際體積流量與濾布面積之比，也稱氣布比過濾速度是一個重要的技術(shù)經(jīng)濟指標。選用高的過濾速度，所需要的濾布面積小，除塵器體積、占地面積和一次投資等都會減小，但除塵器的壓力損失卻會加大。一般來講，除塵效率隨過濾速度增加而下降過濾速度的選取還與濾料種類和清灰方式有關(guān)顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器145袋式除塵器的除塵效率丹尼斯〔Dennis〕和克萊姆〔Klemm〕提出了一系列方程，以預測袋式除塵器的粉塵出口濃度和穿透率顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器146袋式除塵器的壓力損失壓力損失：重要的技術(shù)經(jīng)濟指標，不僅決定著能量消耗，而且決定著除塵效率和清灰間隔時間等顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器147袋式除塵器的壓力損失滲透率K是沉積粉塵層性質(zhì)，如孔隙率、比外表積、孔隙大小分布和粉塵粒徑分布等的函數(shù)對于給定的濾料和操作條件，濾料的壓力損失根本上是一個常數(shù)通過袋式除塵器的壓力損失主要由決定顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器148袋式除塵器的壓力損失在時間t內(nèi)，沉積在濾袋上的粉塵質(zhì)量m可以表示為因此粉塵層的壓力損失令，定義為顆粒層的比阻力系數(shù)，因此顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器149袋式除塵器的壓力損失對于給定的煙氣特征和粉塵層滲透率，與粉塵濃度C和過濾時間t成線性關(guān)系，而與過濾速度的平方成正比顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器150粉塵的比阻力系數(shù)顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器151袋式除塵器的壓力損失過濾阻力與粉塵負荷顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器152袋式除塵器的濾料對濾料的要求容塵量大、吸濕性小、效率高、阻力低使用壽命長，耐溫、耐磨、耐腐蝕、機械強度外表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外表起毛〔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，但必須及時清灰顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器153袋式除塵器的濾料濾料種類按濾料材質(zhì)分天然纖維棉毛織物，適于無腐蝕、350～360K以下氣體無機纖維主要指玻璃纖維，化學穩(wěn)定性好，耐高溫；質(zhì)地脆合成纖維性能各異，滿足不同需要，擴大除塵器的應用領(lǐng)域顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器154袋式除塵器的濾料濾料種類按濾料結(jié)構(gòu)分濾布〔編織物〕毛氈－工藝簡單；致密，除塵效率高；容塵量小，易于清灰顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器155袋式除塵器的濾料濾料名稱直徑/μm耐溫性能/K吸水率/％耐酸性耐堿性強度長期最高棉織物（植物短纖維）10～20348～3583688很差稍好1蠶絲（動物長纖維）18353～36337316～22

羊毛（動物短纖維）5～15353～36337310～15稍好很差0.4尼龍

348～3583684.0～4.5稍好好2.5奧綸

398～4084236好差1.6滌綸（聚脂）

4134336.5好差1.6玻璃纖維（用硅酮樹脂處理）5～8523

4.0好差1芳香族聚酰胺（諾梅克斯）

4935334.5～5.0差好2.5聚四氟乙烯

493～523

0很好很好2.5顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器156袋式除塵器的清灰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常用的清灰方式有三種機械振動式逆氣流清灰脈沖噴吹清灰顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器157袋式除塵器的清灰機械振動清灰機械振動袋式除塵器的過濾風速一般取1.0～2.0m/min，壓力損失為800－1200Pa顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器158袋式除塵器的清灰機械振動清灰此類型袋式除塵器的優(yōu)點是工作性能穩(wěn)定，清灰效果較好缺點是濾袋常受機械力作用，損壞較快，濾袋檢修與更換工作量大清潔氣體出口灰斗濾袋清潔氣體一側(cè)含塵氣體入口固定孔板典型機械振動式布袋除塵器顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器159袋式除塵器的清灰逆氣流清灰過濾風速一般為0.5～2.0m/min，壓力損失控制范圍1000～1500Pa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顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器160袋式除塵器的清灰脈沖噴吹清灰利用4～7atm的壓縮空氣反吹，壓縮空氣的脈沖產(chǎn)生沖擊波，使濾袋振動，粉塵層脫落必須選擇適當壓力的壓縮空氣和適當?shù)拿}沖持續(xù)時間〔通常為0.1一0.2s〕每清灰一次，叫做一個脈沖，全部濾袋完成一個清灰循環(huán)的時間稱為脈沖周期，通常為60s顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器161袋式除塵器的清灰脈沖噴吹清灰清潔氣體脈沖氣體集流箱脈沖管濾袋含塵氣體入口隔膜閥管板進氣柵板支撐框典型脈沖噴灰式布袋除塵器顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器162袋式除塵器的清灰脈沖噴吹清灰脈沖噴吹耗用壓縮空氣量脈沖噴吹清灰實現(xiàn)了全自動清灰，凈化效率達99％；過濾負荷較高，濾袋磨損輕，運行平安可靠顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器163袋式除塵器的選擇、設(shè)計和應用設(shè)計流程選擇過濾介質(zhì)：與溫度和氣體與粉塵的其他性質(zhì)相適應選擇清灰方式：與濾布相適應計算氣布比計算穿透率計算需要的過濾面積和袋室數(shù)目提出風機和管道的技術(shù)要求經(jīng)濟核算顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器164袋式除塵器的選擇、設(shè)計和應用選擇與設(shè)計〔1〕選定除塵器型式、濾料及清灰方式根據(jù)對除塵效率的要求、廠房面積、投資和設(shè)備定貨的情況等，選定除塵器類型根據(jù)含塵氣體特性，選擇適宜的濾料根據(jù)除塵器型式、濾料種類、氣體含塵濃度、允許的壓力損失等便可初步確定清灰方式顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器165袋式除塵器的選擇、設(shè)計和應用選擇與設(shè)計清灰方式應用氣布比主要清灰方式主要濾布種類粉塵粒徑密度谷物加工12～14RAF大低石灰石（采石場）6～8PJF大中氧化鉛1.5～2SW小高煤飛灰（采暖鍋爐）2～3RAW小中煤飛灰（工業(yè)鍋爐）4～5PJW/F中中水泥（窯爐）2～3RAW中中注：RA——空氣反吹；

PJ——脈沖噴吹；S——振打清灰；F——氈制；W——紡織顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器166袋式除塵器的選擇、設(shè)計和應用選擇與設(shè)計濾料的比較濾料相對費用/US$溫度/℉聚酯6275諾梅克斯14400特氟隆45450玻璃纖維布25500Hugglas30500*除玻璃纖維布

(G/C=2:1)外,假定

G/C=5:1顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器167袋式除塵器的選擇、設(shè)計和應用選擇與設(shè)計氣布比對穿透率的影響某工業(yè)鍋爐除塵器氣布比與穿透率的關(guān)系某小型民用鍋爐除塵器氣布比與穿透率的關(guān)系顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器168袋式除塵器的選擇、設(shè)計和應用選擇與設(shè)計〔2〕計算過濾面積一般情況下的過濾氣速歸納如下簡易清灰:vF=0.20～0.75m/min機械振動清灰:vF=1.0～2.0m/min逆氣流反吹清灰:vF=0.5～2.0m/min脈沖噴吹清灰:vF=2.0～4.0m/min顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器169袋式除塵器的選擇、設(shè)計和應用選擇與設(shè)計〔3〕除塵器設(shè)計確定濾袋尺寸:直徑d和高度l計算每條濾袋面積:a=πdl計算濾袋條數(shù):n=A/a在濾袋條數(shù)多時，根據(jù)清灰方式及運行條件將濾袋分成假設(shè)干組，每組內(nèi)相鄰兩濾袋之間的凈距一般取50～70mm顆粒污染物控制技術(shù)-過濾式除塵器170袋式除塵器的選擇、設(shè)計和應用應用袋式除塵器作為一種高效除塵器，廣泛用于各種工業(yè)部門的尾氣除塵比電除塵器結(jié)構(gòu)簡單、投資省、運行穩(wěn)定，可以回收高比電阻粉塵與文丘里洗滌器相此，動力消耗小，回收的