污染防治技術(shù)與清潔生產(chǎn)

污染防治技術(shù)與清潔生產(chǎn)主要內(nèi)容一、環(huán)境保護政策法規(guī)和標準二、“十二五”期間污染防治思路及重點領(lǐng)域方向三、除塵技術(shù)與發(fā)展四、節(jié)能與余熱利用五、煙氣脫硫脫硝技術(shù)六、清潔生產(chǎn)七、水污染處理處置技術(shù)八、污染物排放總量控制與污染防治對策前言清潔能源、節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物醫(yī)藥、高端裝備制造等一批戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。產(chǎn)品質(zhì)量整體水平不斷提高。扎實推進節(jié)能減排和生態(tài)環(huán)境保護。五年累計，共淘汰落后煉鐵產(chǎn)能1.17億噸、煉鋼產(chǎn)能7800萬噸、水泥產(chǎn)能7.75億噸；新增城市污水日處理能力4600萬噸；單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗下降17.2%，化學需氧量、二氧化硫排放總量分別下降15.7%和17.5%。修訂環(huán)境空氣質(zhì)量標準，增加細顆粒物PM2.5等監(jiān)測指標。推進天然林保護、退耕還林、防沙治沙等重點生態(tài)工程建設(shè)，五年累計完成造林2953萬公頃，治理沙漠化、石漠化土地1196萬公頃，綜合治理水土流失面積24.6萬平方公里，整治國土面積18萬平方公里。要順應(yīng)人民群眾對美好生活環(huán)境的期待，大力加強生態(tài)文明建設(shè)和環(huán)境保護。生態(tài)環(huán)境關(guān)系人民福祉，關(guān)乎子孫后代和民族未來。要堅持節(jié)約資源和保護環(huán)境的基本國策，著力推進綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展。大力推進能源資源節(jié)約和循環(huán)利用，重點抓好工業(yè)、交通、建筑、公共機構(gòu)等領(lǐng)域節(jié)能，控制能源消費總量，降低能耗、物耗和二氧化碳排放強度。要加快調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和布局，抓緊完善標準、制度和法規(guī)體系，采取切實的防治污染措施，促進生產(chǎn)方式和生活方式的轉(zhuǎn)變，下決心解決好關(guān)系群眾切身利益的大氣、水、土壤等突出環(huán)境污染問題，改善環(huán)境質(zhì)量，維護人民健康，用實際行動讓人民看到希望。一、環(huán)境保護政策法規(guī)和標準1、法律《中華人民共和國憲法》第九條礦藏、水流、森林、山嶺、草原、荒地、灘涂等自然資源，都屬于國家所有，即全民所有；由法律規(guī)定屬于集體所有的森林和山嶺、草原、荒地、灘涂除外。國家保障自然資源的合理利用，保護珍貴的動物和植物。禁止任何組織或者個人用任何手段侵占或者破壞自然資源。

第十條城市的土地屬于國家所有。農(nóng)村和城市郊區(qū)的土地，除由法律規(guī)定屬于國家所有的以外，屬于集體所有；宅基地和自留地、自留山，也屬于集體所有。任何組織或者個人不得侵占、買賣、出租或者以其他形式非法轉(zhuǎn)讓土地。一切使用土地的組織和個人必須合理地利用土地。第二十二條國家發(fā)展為人民服務(wù)、為社會主義服務(wù)的文學藝術(shù)事業(yè)、新聞廣播電視事業(yè)、出版發(fā)行事業(yè)、圖書館博物館文化館和其他文化事業(yè)，開展群眾性的文化活動。國家保護名勝古跡、珍貴文物和其他重要歷史文化遺產(chǎn)。第二十六條國家保護和改善生活環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，防治污染和其他公害。國家組織和鼓勵植樹造林，保護林木。一、環(huán)境保護政策法規(guī)和標準《中華人民共和國刑法》第六節(jié)破壞環(huán)境資源保護罪第三百三十八條違反國家規(guī)定，排放、傾倒或者處置有放射性的廢物、含傳染病病原體的廢物、有毒物質(zhì)或者其他有害物質(zhì)，嚴重污染環(huán)境的，處三年以下有期徒刑或者拘役，并處或者單處罰金；后果特別嚴重的，處三年以上七年以下有期徒刑，并處罰金。第三百三十九條違反國家規(guī)定，將境外的固體廢物進境傾倒、堆放、處置的，處五年以下有期徒刑或者拘役，并處罰金；造成重大環(huán)境污染事故，致使公私財產(chǎn)遭受重大損失或者嚴重危害人體健康的，處五年以上十年以下有期徒刑，并處罰金；后果特別嚴重的，處十年以上有期徒刑，并處罰金。

未經(jīng)國務(wù)院有關(guān)主管部門許可，擅自進口固體廢物用作原料，造成重大環(huán)境污染事故，致使公私財產(chǎn)遭受重大損失或者嚴重危害人體健康的，處五年以下有期徒刑或者拘役，并處罰金；后果特別嚴重的，處五年以上十年以下有期徒刑，并處罰金。

以原料利用為名，進口不能用作原料的固體廢物的，依照本法第一百五十五條的規(guī)定定罪處罰。第三百四十條違反保護水產(chǎn)資源法規(guī)，在禁漁區(qū)、禁漁期或者使用禁用的工具、方法捕撈水產(chǎn)品，情節(jié)嚴重的，處三年以下有期徒刑、拘役、管制或者罰金。第三百四十一條非法獵捕、殺害國家重點保護的珍貴、瀕危野生動物的，或者非法收購、運輸、出售國家重點保護的珍貴、瀕危野生動物及其制品的，處五年以下有期徒刑或者拘役，并處罰金；情節(jié)嚴重的，處五年以上十年以下有期徒刑，并處罰金；情節(jié)特別嚴重的，處十年以上有期徒刑，并處罰金或者沒收財產(chǎn)。

違反狩獵法規(guī)，在禁獵區(qū)、禁獵期或者使用禁用的工具、方法進行狩獵，破壞野生動物資源，情節(jié)嚴重的，處三年以下有期徒刑、拘役、管制或者罰金。

一、環(huán)境保護政策法規(guī)和標準《中華人民共和國刑法》第三百四十二條違反土地管理法規(guī)，非法占用耕地改作他用，數(shù)量較大，造成耕地大量毀壞的，處五年以下有期徒刑或者拘役，并處或者單處罰金。第三百四十三條違反礦產(chǎn)資源法的規(guī)定，未取得采礦許可證擅自采礦，擅自進入國家規(guī)劃礦區(qū)、對國民經(jīng)濟具有重要價值的礦區(qū)和他人礦區(qū)范圍采礦，或者擅自開采國家規(guī)定實行保護性開采的特定礦種，情節(jié)嚴重的，處三年以下有期徒刑、拘役或者管制，并處或者單處罰金；情節(jié)特別嚴重的，處三年以上七年以下有期徒刑，并處罰金。

違反礦產(chǎn)資源法的規(guī)定，采取破壞性的開采方法開采礦產(chǎn)資源，造成礦產(chǎn)資源嚴重破壞的，處五年以下有期徒刑或者拘役，并處罰金。第三百四十四條違反森林法的規(guī)定，非法采伐、毀壞珍貴樹木的，處三年以下有期徒刑、拘役或者管制，并處罰金；情節(jié)嚴重的，處三年以上七年以下有期徒刑，并處罰金。第三百四十五條盜伐森林或者其他林木，數(shù)量較大的，處三年以下有期徒刑、拘役或者管制，并處或者單處罰金；數(shù)量巨大的，處三年以上七年以下有期徒刑，并處罰金；數(shù)量特別巨大的，處七年以上有期徒刑，并處罰金。

違反森林法的規(guī)定，濫伐森林或者其他林木，數(shù)量較大的，處三年以下有期徒刑、拘役或者管制，并處或者單處罰金；數(shù)量巨大的，處三年以上七年以下有期徒刑，并處罰金。

以牟利為目的，在林區(qū)非法收購明知是盜伐、濫伐的林木，情節(jié)嚴重的，處三年以下有期徒刑、拘役或者管制，并處或者單處罰金；情節(jié)特別嚴重的，處三年以上七年以下有期徒刑，并處罰金。

盜伐、濫伐國家級自然保護區(qū)內(nèi)的森林或者其他林木的，從重處罰。第三百四十六條單位犯本節(jié)第三百三十八條至第三百四十五條規(guī)定之罪的，對單位判處罰金，并對其直接負責的主管人員和其他直接責任人員，依照本節(jié)各該條的規(guī)定處罰。一、環(huán)境保護政策法規(guī)和標準《中華人民共和國海洋環(huán)境保護法》（1982年8月23日）《中華人民共和國森林法》（1984年9月20日，1998年修訂）《中華人民共和國礦產(chǎn)資源法》（1986年3月19日，1996年修正）《中華人民共和國土地管理法》（1986年6月25日，1998年修正）《中華人民共和國野生動物保護法》（1988年11月8日）《中華人民共和國環(huán)境保護法》（1989年12月26日）《中華人民共和國水土保持法》（1991年6月29日）《中華人民共和國煤炭法》（1996年8月30日）《中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法》（1996年10月29日）《中華人民共和國大氣污染防治法》（2000年4月29日）

《中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進法》（2002年6月29日）

《中華人民共和國水法》（2002年10月1日）

一、環(huán)境保護政策法規(guī)和標準中華人民共和國環(huán)境影響評價法[2002-10-28]中華人民共和國草原法[2002-12-28]中華人民共和國放射性污染防治法[2003-06-28]中華人民共和國行政許可法[2003-08-27]中華人民共和國防沙治沙法[2003-12-03]中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法[2004-12-29]中華人民共和國可再生能源法[2005-02-28]中華人民共和國節(jié)約能源法[2007-10-30]中華人民共和國城鄉(xiāng)規(guī)劃法[2007-10-31]中華人民共和國水污染防治法[2008-02-29]中華人民共和國循環(huán)經(jīng)濟促進法[2008-09-01]中華人民共和國行政強制法[2011-07-01]一、環(huán)境保護政策法規(guī)和標準2、法規(guī)（1）行政法規(guī)（2）國務(wù)院發(fā)布的規(guī)范性文件3、環(huán)境保護標準水環(huán)境保護標準大氣環(huán)境保護標準環(huán)境噪聲與振動標準土壤環(huán)境保護標準固體廢物環(huán)境標準核輻射與電磁輻射環(huán)境保護標準生態(tài)環(huán)境保護標準二、“十二五”期間污染防治思路及重點領(lǐng)域方向1、污染防治思路推進環(huán)境保護事業(yè)的科學發(fā)展，加快資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會建設(shè)2、重點領(lǐng)域方向以解決飲用水不安全和空氣、土壤污染等損害群眾健康的突出環(huán)境問題為重點，加強水、大氣、面源污染等綜合治理，明顯改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。（一）顆粒污染物成因1、顆粒污染物的來源2、顆粒污染物的分類（進入大氣的途徑）①自然性顆粒污染物；②生活性顆粒污染物；③生產(chǎn)性顆粒污染物。3、固體顆粒物的成分4、顆粒污染物的形成機理三、除塵技術(shù)與發(fā)展4、顆粒污染物的形成機理（1）燃燒過程中顆粒物的形成①碳粒子的生成燃燒過程中生成一些主要成分為碳的粒子，通常由氣相反應(yīng)生成積炭，由液態(tài)烴燃料高溫分解產(chǎn)生的那些粒子都是結(jié)焦或煤胞。

②燃煤煙塵的形成

固體燃料燃燒產(chǎn)生的顆粒物通常稱為煙塵，它包括黑煙和飛灰兩部分。黑煙主要是未燃盡的炭粒，飛灰則主要是燃料所含的不可燃礦物質(zhì)微粒，是灰分的一部分。飛灰中含有Hg、As、Se、Pb、Cu、Zn、Cl、Br、S，均屬污染元素，有害健康。煤粉燃燒時，如果燃燒不夠理想，甚至很差，煤不但燃燒不好，而且在高溫下發(fā)生熱解。③燃煤尾氣中飛灰的產(chǎn)生

燃煤尾氣中飛灰的濃度和粒度與煤質(zhì)、燃燒方式、煙氣流速、爐排和爐膛的熱負荷、鍋爐運行負荷以及鍋爐結(jié)構(gòu)等多種因素有關(guān)。

燃燒方式對煙塵顆粒分布影響也很大。

在理想條件下，是否容易形成黑煙，與煤的種類和質(zhì)量有很大關(guān)系。易于燃燒又少出現(xiàn)黑煙的燃料順序為：無煙煤→焦炭→褐煤→低揮發(fā)分煙煤→高揮發(fā)分煙煤。即煙煤最易形成黑煙

煤質(zhì)（灰分和水分含量以及顆粒大?。ε艍m濃度也有較大影響。一般灰分越高，含水量越少，則排塵濃度就越高。（2）生產(chǎn)和交通過程中粉塵的產(chǎn)生

①物料間剪切壓縮造成的塵化作用

②誘導空氣造成的塵化作用

③熱氣流上升造成的塵化作用1、粉塵顆粒的粒徑

2、粉塵粒徑分布

3、粉塵的密度

4、粉塵的安息角與滑動角

5、粉塵的比表面積

6、粉塵的含水率和潤濕性

7、粉塵的荷電性與導電性（比電阻）

8、粉塵的粘附性

9、粉塵的自燃性和爆炸性（二）顆粒污染物成因粉塵粒徑

粒徑的定義

單一粒徑(代表單個顆粒大小)

投影徑

幾何當量徑（取顆粒的某一幾何量相同時的球形顆粒的直徑）

物理當量徑（取顆粒的某一物理量相同時的球形顆粒的直徑）顆粒在顯微鏡下觀察到的粒徑等投影面積徑dA等體積徑dV等表面積徑dS自由沉降徑dt空氣動力徑da顆粒的體積表面積平均徑de斯托克斯徑dst分割粒徑dc50

平均粒徑（代表由不同大小的粒徑組成的粒子群）長度平均徑面積長度平均徑體面積平均徑質(zhì)量平均徑表面積平均徑體積平均徑中位徑眾徑粒徑分布是指某一粒子群中不同粒徑的粒子所占的比例，亦稱粒子的分散度。

頻數(shù)分布個數(shù)分布表面積分布質(zhì)量分布

粒徑分布

粒徑分布的表示方法粒徑在dp至dp

＋△dp之間的粒子質(zhì)量占粒子群總質(zhì)量的百分數(shù)。

篩上累計分布R

大于某一粒徑dp的粒子質(zhì)量占粒子群總質(zhì)量的百分數(shù)。

篩下累計分布DD=1-R

中位徑(d50):當R=D=50%時所對應(yīng)的直徑.在除塵技術(shù)中,使用篩上分布R比使用頻度分布更方便,所以在一些國家的粉塵標準中多用R表示粒徑分布.

粒徑分布函數(shù)篩上累計分布的粒徑分布函數(shù)表達式：羅辛-拉姆勒分布式正態(tài)分布式對數(shù)正態(tài)分布式三、除塵裝置的性能指標和分類除塵器的性能指標主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.含塵氣體處理量:是衡量除塵器處理能力重要的指標，一般用工況體積流量表示，即除塵器入口風量加上設(shè)備漏風量。針對具體行業(yè)要參照行業(yè)的設(shè)計規(guī)范。當工況風量換算成標準狀態(tài)下風量時，方法如下：

Q0、T0、P0——標準狀態(tài)下的流量（m3／s）、溫度（K）、絕對壓力（Pa）；

Q、T、P——工況狀態(tài)下的流量（m3／s）、溫度（K）、絕對壓力（Pa）。（三）

除塵器的性能指標和分類2漏風率

由于加工或操作的原因，會出現(xiàn)進口氣體量與出口氣

體量不同的現(xiàn)象，這是由于漏風造成的，一般用漏風

率δ來表示除塵器的嚴密程度。

計算公式如下：

δ=×100%

式中δ——漏風率，%；

Q1

、Q2——進口氣體量與出口氣體量的流量，m3／s。3除塵效率

除塵效率是表示除塵器凈化性能的重要技術(shù)指示。

（1）除塵器全效率（%）

全效率是指在同一時間內(nèi)除塵器捕集的粉塵質(zhì)量占進入除塵

器的粉塵質(zhì)量的百分數(shù)，用η表示。若除塵器進、出口的氣

體流量分別為Q1、Q2（m3/s），粉塵流入量分別為G1、G2

（g/s），氣體含塵濃度分別為C1、C2（g/m3）。

根據(jù)除塵效率的定義，除塵效率表示式為：

若裝置不漏風，，于是有：（2）通過率P（%）

通過率是指在同一時間內(nèi)，穿過除塵器的粒子質(zhì)量與進入的

粒子質(zhì)量的比，一般用P（%）表示。

例如，除塵器Ⅰ的效率=99.0%時，則P=1.0%

（3）分級效率

為了表示除塵效率與粉塵粒徑的關(guān)系，提出分級效率的念。

分級效率ηi表示除塵裝置對某一粒徑dpi或粒徑間隔dp內(nèi)粉塵的除塵效率。若設(shè)除塵器進口、出口和捕集的dpi顆粒質(zhì)量流量分別為

S1i、S2i和S3i，則該除塵器對dpi顆粒的為：

對于分級效率，一個非常重要的值是分級效率ηi＝50％與

此值相對應(yīng)的粒徑稱為除塵器的分割粒徑，一般用dc表示。

割粒徑dc在討論除塵器性能時經(jīng)常用到。

(4)分級效率與全除塵效率之間的關(guān)系

①由全效率求分級效率

在除塵器測試中，只要測出除塵器進口和出口的粉塵濃度C1和C2，就可以計算出全除塵效率η。如果要求出各粒級的分級效率，就必需同時測出除塵器進口、出口和捕集的粉塵的質(zhì)量頻率g1i、g2i、g3i中任意兩組數(shù)據(jù)。由質(zhì)量頻率定義式和分級頻率定義式分級效率：

，，

或

＝1－（1－η）g2i/g1i

或

ηi＝

可以根據(jù)實際測定的數(shù)據(jù)分別選取上面公式計算分級除塵效率。②由分級效率求全效率

在設(shè)備設(shè)計計算中，常常遇到根據(jù)某種除塵器凈化某類粉塵的分級效率數(shù)據(jù)和某粉塵的粒徑分布數(shù)據(jù)，計算所設(shè)計的除塵器凈化該粉塵所能達到的全效率。

若分級效率以函數(shù)形式給出，進口粉塵粒徑分布以累積分布函數(shù)形式或頻度函數(shù)形式給出，則全效率可按積分式計算：

為求出上式積分值，可用解析法或圖解法。若ηi和Gi（或q1）皆以顯函數(shù)形式給出，可求得精確積分值，否則只能用圖解法或數(shù)值近似法求值。

如果已知粉塵的粒徑分布和各自粒徑范圍的分級效率，則可由下式計算除塵裝置的平均除塵效率。

式中g(shù)1i——除塵器進口粉塵的粒徑分布（頻率分布），%；

ηi——粒徑為di的粉塵的分級效率，%。（5）多級串聯(lián)除塵系統(tǒng)總效率

當入口氣體中含塵濃度很高，或者要求出口氣體中含塵濃

度較低時，用一種除塵裝置往往不能滿足除塵效率的要

求。此時，可將兩種或多種不同類型的除塵器串聯(lián)起來使

用，形成兩級或多級除塵系統(tǒng)。

當兩臺除塵裝置串聯(lián)使用時，1和2分別表示第一級和第

二級除塵器的除塵效率，則除塵系統(tǒng)的總效率為

=1-(1-1)(1-

2)

當多臺（n臺）除塵裝置串聯(lián)使用時

=1-(1-1)(1-2)(1-3)…(1-n)

4除塵裝置的壓力損失

含塵氣體經(jīng)過除塵裝置后產(chǎn)的壓力損失被稱為除塵裝置的壓力降，通常用△P表示，它代表含塵氣體或煙氣經(jīng)過除塵裝置所消耗能量大小的一個主要指標。壓力損失常用凈化裝置進出口氣流的全壓差表示，單位是Pa。壓力損失的大小除了與裝置的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)之外，還與流體的流速有關(guān)。兩者之間的關(guān)系是

式中ζ——除塵裝置的壓力降（阻力）系數(shù)，它與除塵裝

置的型式、尺寸及煙氣的運動狀態(tài)有關(guān)，可根

據(jù)實驗和經(jīng)驗公式來確定；

v1——裝置進口煙氣的流速，m／s；

ρ——煙氣的密度，kg／m3。

除塵器的分類

（一）靜電除塵器

（二）過濾式除塵器

（三）機械式除塵器

（四）濕式除塵器1、靜電除塵器的工作原理

靜電除塵器除塵的除塵過程主要包括四個階段：

a.氣體的電離；

b.粉塵獲得離子而荷電；

c.荷電粉塵向電極移動；

d.將電極上的粉塵清除到灰斗中去。

（一）靜電除塵器3靜電除塵器的基本結(jié)構(gòu)與分類

（1）靜電除塵器的基本結(jié)構(gòu)與主要部件

（2）靜電除塵器的基本結(jié)構(gòu)

主要有除塵器本體、供電裝置和附屬設(shè)備組成。

除塵器的本體包括:

電暈極

集塵極

清灰裝置

氣流分布裝置

灰斗等。

（3）靜電除塵器的分類

靜電除塵器型式多種多樣。根據(jù)收塵極和放電極在電除塵

器內(nèi)的配置不同可分為單區(qū)和雙區(qū)電除塵器

①單區(qū)式

在單區(qū)電除塵器里，塵粒的荷電和捕集是在同一個電場

中進行。在工業(yè)除塵及煙氣凈化中，

這種單區(qū)電除塵器應(yīng)用最為廣泛。單區(qū)式又分為：

a.按煙氣在電場中的流動方向分為立式和臥式電除塵器。

b.按清灰方式，可分為干式和濕式電除塵器。

c.按電極形狀可分為板式、管式和棒式電除塵器。

d.按電極距離的大小分常規(guī)電除塵器和寬間距電除塵器。

②雙區(qū)式4、電除塵器除塵效率的主要影響因素

影響電除塵器除塵效率的因素很多，大體歸納為以下三個方面：煙塵（氣）性質(zhì)、設(shè)備狀況、操作條件。

具體講有以下6項：

（1）粉塵比電阻對除塵效率影響

（2）電場風速對除塵效率影響

（3）氣體的溫度和濕度對除塵效率影響

（4）含塵濃度對除塵效率影響

（5）電除塵器供電質(zhì)量對除塵效率影響

（6）其他因素的影響5、電除塵器的效率計算和選型計算

（1）電除塵器的除塵效率計算一般采用德意希（Dertsch）公式。其作用表現(xiàn)在三個方面：

①已知對除塵器的效率要求、粉塵的有效驅(qū)進速度和處理風量，計算除塵器的收塵面積；

②對于運行中的電除塵器，已知除塵器的除塵效率、收塵面積和運行風量，來獲得粉塵的有效驅(qū)進速度，為其他類似項目的電除塵器選型提供技術(shù)參數(shù)；

③對于運行中的電除塵器，已知除塵器的收塵面積、有效驅(qū)進速度和運行風量的變化，對電除塵器的運行效率重新進行估算。德意希方程為：

式中C1——電除塵器進口含塵氣體濃度g/m3；

C2——電防塵器出口含塵氣體濃度，g/m3；

A——集塵極總面積，m2；

Q——含塵氣體流量，m3／s；

ω——塵粒的有效驅(qū)進速度，m／s。

該公式概括了除塵效率與集塵極面積、氣體流量和

顆粒驅(qū)進速度之間的關(guān)系。

（2）電除塵器的選型計算

電除塵器的選擇和設(shè)計一般采用經(jīng)驗公式類比方法。對于給定的設(shè)計，這些參數(shù)取決于粒子和煙氣性質(zhì)、需處理煙氣量和要求的除塵效率。1袋式除塵器的工作原理

袋式除塵器（袋式收塵器）是采用過濾技術(shù)，將棉、毛、合成纖維或人造纖維等織物作為濾料編織成濾袋，對含塵氣體進行過濾的除塵裝置。P523圖3-1-29是除塵原理示意圖。

當含塵氣體通過潔凈的濾袋時，

大部分微細粉塵會隨著氣流從濾

袋的網(wǎng)孔中通過，而粗大的塵粒

被阻留。隨著布袋上截流粉塵的

加厚，細小的顆粒也被纖維捕獲，

在網(wǎng)孔中產(chǎn)生“架橋”現(xiàn)象。隨著

含塵氣體不斷通過濾袋，“架橋”

現(xiàn)象不斷加強，一段時間后，濾

袋表面積聚成一層粉塵，稱為粉

塵初層。在以后的除塵過程中，

粉塵初層便成了濾袋的主要過濾

層，濾布主要起著支撐骨架的作

用。2袋式除塵器的主要特點

袋式除塵器屬于過濾式除塵器，主要優(yōu)點有：

（1）除塵效率高，對微細粒子可達99％以上；

（2）適應(yīng)性強，對各類性質(zhì)的粉塵都有很高的除塵效率，如高比電阻粉塵和高濃度粉塵等；

（3）處理風量范圍廣，對于小風量和大風量均可處理；

（4）結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，占地面積?。?/p>

（5）捕集的干塵粒便于回收利用，沒有水污染及污泥處理等問題。

主要缺點是：

（1）受溫度的限制。高溫濾料的工作溫度一般不超過260℃；

（2）袋式除塵器不宜用于含油、含水和高濕度的氣體凈化，否則會導致濾袋污染、堵塞或結(jié)露；

（3）阻力較高。一般除塵器的阻力為900～1500Pa。3袋式除塵器分類

（1）按清灰方式分類

①.機械振打式②.逆氣流清灰式③.脈沖噴吹式

④.氣環(huán)反吹式⑤.復(fù)合清灰式。

（2）按濾袋形狀分類

①.圓袋②.扁袋

（3）按濾塵方向分類

①.外濾式②.內(nèi)濾式

（4）按進氣口位置分類

①.上進風②.下進風

4、袋式除塵器基本結(jié)構(gòu)

典型的袋式除塵器由塵氣室、凈氣

室、濾袋、清灰裝置、卸灰裝置五

部分組成。根據(jù)清灰方法的不同，

常見的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種：

（1）脈沖噴吹袋式除塵器

脈沖噴吹袋式除塵器主要由上箱體、中

箱體、下箱體、噴吹裝置幾部分組成。

1—排氣口；2—上部箱體；3—噴射管；4—文氏管；

5—控制器；6—氣包；7—控制閥；8—脈沖閥；

9—進氣口；10—濾袋；11—框架；12—中部箱體；

13—灰斗；14—排灰閥

圖3-1-35氣箱式脈沖除塵器（2）分室反吹袋式除塵器

分室反吹袋式除塵器的濾袋室通常劃分為若干個分室，每個

分室都由過濾室、灰斗、進氣管、排氣管、反吹風管、切換

閥門組成。

分室反吹袋式除塵

器分為吸入式和壓入式兩種。

除塵器通常都采用內(nèi)濾式，

按其清灰方法不同，可分為

以下兩種形式：

①正壓循環(huán)煙氣反吹風除塵器

②負壓大氣反吹風清灰除塵器

（3）濾筒式除塵器

濾筒式除塵器是脈沖袋式

除塵器的一種。其特點是

將薄型挺括的濾料褶皺后

作成圓形濾筒，將這種星

形多褶形濾筒代替脈沖除

塵器中的濾袋及框架作為

除塵元件，進行氣固分離，

達到除塵凈化目的。

濾筒式過濾除塵器的過

濾方式為外濾式。濾筒濾

材有濾紙、滌綸、丙綸等。（4）機械回轉(zhuǎn)反吹袋式除塵器

機械回轉(zhuǎn)反吹袋式除塵器由圓形筒箱和圓錐灰斗兩大

部分組成，圓筒

形箱體又被花板

分成兩部分，上

部分為凈氣室，

其中設(shè)有清灰裝

置，下部為裝有

濾袋的過濾室。

1－減速結(jié)構(gòu)2－出風口3－上蓋4－上箱體5－反吹回轉(zhuǎn)臂

6－中箱體7－進風口8－U形管9－扁布袋10－灰斗11－支架

12－反吹風機13－排灰裝置（5）低壓回轉(zhuǎn)脈沖袋式除塵器

低壓回轉(zhuǎn)脈沖袋式除塵器采用的回轉(zhuǎn)式脈沖清灰，從原理上屬低壓噴吹清灰，在噴吹管旋轉(zhuǎn)過程中隨機地對濾袋進行噴吹清灰，一個濾

袋單元僅需要一個脈沖閥。

每個過濾單元設(shè)有一套回

轉(zhuǎn)清灰裝置。

在停機維修期間，回轉(zhuǎn)

噴吹管可用手自動轉(zhuǎn)動，

更換濾袋更方便。6、除塵效率和過濾阻力的主要影響因素

影響袋式除塵器效率和阻力的因素包括過濾風速、壓力損失、粉塵特性、濾料的特性、清灰方式、運行維護管理等。（1）過濾風速（氣布比）的影響過濾風速是指氣體通過濾布時的平均速度，其計算公式為式中uf——過濾風速，m3/（m2·min）；

Q——氣體的體積流量，m3/h；

A——過濾面積，m2。過濾風速的選擇與粉塵性質(zhì)、含塵濃度、清灰方式、濾料特性、除塵效率和運行阻力等因素有關(guān)。過濾風速是一個工程經(jīng)驗數(shù)據(jù)。（2）壓力損失的影響

壓力損失不僅決定除塵器的能量消耗，同時也決定

裝置的除塵效率和清灰制度。

①袋式除塵器的壓力損失

壓力損失包括：除塵器結(jié)構(gòu)阻力及濾料壓力損失兩

部分。

②過濾阻力的計算

濾料的壓力損失△P是由清潔濾料的壓力損失△Pf和

堆積粉塵層的壓力損失Pd組成的，即

P＝Pf＋Pd

（3-1-68）

過濾阻力與過濾風速、粉塵濃度、氣體粘度、過濾

時間、粉塵形狀和粒徑等因素有關(guān)。（3）粉塵特性的影響

粉塵粒徑直接影響袋式除塵器的效率。對于1μm以上的塵粒，通常粒徑越小，除塵效率越低，阻力越大。小于1μm的塵粒中，以0.2～0.4μm塵粒的除塵效率最低，無論對清潔濾料或積塵濾料都有類似情況。這是因為對

這一粒徑范圍內(nèi)的塵粒而言，幾種捕集粉塵的效應(yīng)都處于低值區(qū)域。

塵粒攜帶電荷可提高凈化效率。利用這一特性，在捕集微細粒子時可以預(yù)先使粉塵荷電，荷電后的濾餅呈多孔疏松結(jié)構(gòu)，降低運行阻力。（4）濾料特性的影響

濾料的結(jié)構(gòu)類型和表面的處理狀況對除塵效率有顯

著影響。在一般情況下，機織布濾料的除塵效率較

低，針刺氈濾料有較高的除塵效率；具有表面過濾的

濾料凈化效率很高；機織濾料主要是靠濾料上的濾餅

起濾塵作用，新濾料使用時濾餅尚未形成，除塵效率

和阻力較低，而濾料主要是起形成濾餅和支撐作用，

對于針刺氈這種影響較?。会槾虤譃V料單位面積重量

越大，濾料越厚，凈化效率越高，運行阻力越大。

（5）清灰方式的影響

脈沖清灰方式清灰力強，清灰較徹底，清灰后濾餅

的厚度較薄，因此相對于其他清灰方式，其過濾阻力

較低。6、濾料的分類及其選擇原則

（1）濾料的分類

①.按制作方法分類

a.織造濾料

b.非織造濾料

c.熱塑成形濾料

d.多孔陶瓷濾料

e.紙質(zhì)濾料

f.復(fù)合濾料

g.防靜電濾料

②.按濾料材質(zhì)分類

a.天然纖維濾料。如植物纖維、動物纖維、礦物纖維濾料。

b.人工纖維濾料。如人造纖維、合成纖維、無機纖維濾料。（2）濾料的選擇原則

①根據(jù)含塵氣體的特性選用濾料

a.含塵氣體的溫度

b.含塵氣體的濕度

c.含塵氣體的腐蝕性

d.含塵氣體的可燃性和爆炸性

②根據(jù)粉塵的性質(zhì)選用濾料

a.粉塵的形狀和粒徑分布

b.粉塵的附著性和凝聚性

d.粉塵的琢磨性

e.粉塵的可燃性和爆炸性

③根據(jù)除塵器的清灰方式選用濾料

a、機械振動類袋式除塵器

b、負壓分室反吹類袋式除塵器

c、噴嘴反吹類袋式除塵器

d、脈沖噴吹類袋式除塵器

④根據(jù)其他特殊要求選用濾料

a.高濃度工藝收塵

b.高標準排放和具有凈化要求的場合

c.具有穩(wěn)定低阻運行的場合

d.含油霧等粘性微塵氣體的處理1、機械式除塵器的分類

（1）重力除塵器

（2）慣性除塵器

（3）旋風除塵器

2、機械式除塵裝置的特點

(1)結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、使用和維護方便；

(2)能處理粒子濃度高的氣體，處理氣量較大;

(3)能適應(yīng)高溫煙氣的處理；

(4)除塵效率不高，一般用于多級除塵系統(tǒng)的

預(yù)除塵或火星捕集。（三）機械式除塵器3、機械式除塵器的工作原理和結(jié)構(gòu)特點

（1）重力除塵器的工作原理和結(jié)構(gòu)特點

a.工作原理：含塵氣體進入沉降室后，由于沉降室橫斷面擴大

而使氣體流動速度顯著降低，從而使大而重的塵粒在重力的

作用下，緩慢地沉落至沉降室底部的灰斗之中，達到預(yù)除塵

的目的。

b.結(jié)構(gòu)特點：常見的重力除塵器可分為水平氣流沉降室和垂直

氣流沉降室兩種。

（2）慣性除塵器的工作原理和結(jié)構(gòu)特點

a.工作原理：慣性除塵器的除塵是慣性力、離心力和重力共同作用的結(jié)果。

b.結(jié)構(gòu)特點：慣性除塵器有碰撞式和反轉(zhuǎn)式兩類。碰撞式慣性除塵器一般是在氣流流動的通道內(nèi)增設(shè)擋板；反轉(zhuǎn)式慣性除塵器設(shè)置使氣流折轉(zhuǎn)的系統(tǒng)。

(a)單級(b)多級(a)彎轉(zhuǎn)型(b)百葉窗型（3）旋風除塵器的工作原理和結(jié)構(gòu)特點

a.工作原理：旋風除塵器是利用氣流在旋轉(zhuǎn)

運動中產(chǎn)生的離心力來清除氣流中的塵粒。

b.結(jié)構(gòu)特點：普通旋風除塵器由進氣管、筒

體、錐體、排氣管和灰斗等組成。

旋風除塵器的進氣方式有三種（如圖）

4、重力除塵器的設(shè)計

（1）重力沉降室的設(shè)計步驟

a.根據(jù)要求確定沉降室應(yīng)能100%捕集的最小塵粒粒徑dmin；

b.根據(jù)粉塵的密度計算最小塵粒的沉降速度us；

c.選取沉降室內(nèi)氣體流速u；

d.根據(jù)現(xiàn)場的情況確定沉降室的高度H（或?qū)挾萕）；

e.按照公式計算沉降室的長度L和寬度W（或高度H）。

①沉降室長度L計算公式：

L=Hu/us

（m）

式中H——沉降室高度，m；

us——塵粒的沉降速度，m／s。

②沉降室的寬度W計算公式：

W=Q/（3600Hu）（m）

式中Q——重力沉降室處理的氣體流量，（m3／h）

1、濕式除塵器的分類

按照其構(gòu)造形式及除塵機理可分為7種類型:

⑴重力噴霧除塵器，如噴淋塔；

⑵旋風式除塵器，如旋風水膜除塵器；

⑶自激式洗滌器，如自激噴霧除塵器；

⑷板式塔除塵器，如泡沫洗滌塔；

⑸填料塔除塵器，如填料塔、湍球塔等；

⑹文丘里除塵器；

⑺機械動力洗滌除塵器。

按除塵沒備阻力的高低，可分為：

⑴低能耗濕式除塵器，壓力損失為200～1500Pa；

⑵高能耗濕式除塵器，壓力損失為2500～9000Pa。（四）濕式除塵器2、濕式除塵器的特點

優(yōu)點：

(1)同時具有除塵、煙氣降溫和吸收有害氣體的作用；

(2)適用于處理高溫、高濕、易燃易爆和有害氣體；

(3)運行正常時，凈化效率高。可以有效地捕集0.1～10μm的粉塵；

(4)結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、耗用鋼材少、投資低；

(5)運行安全、操作及維修方便。

缺點：

⑴存在水污染和水處理問題；

⑵除塵過程不利于副產(chǎn)品的回收；

⑶存在設(shè)備和管道的腐蝕或堵塞問題；

⑷不適用于憎水性粉塵和水硬性粉塵的分離；

⑸排氣溫度低，不利于煙氣的抬升和擴散；

⑹在寒冷地區(qū)要注意設(shè)備的防凍問題。3、噴霧塔洗滌器的工作原理、結(jié)構(gòu)特征和適用范圍

（1）工作原理：

以右圖為例，含塵氣流向上運動，液滴由噴嘴噴出向下運

動，粉塵顆粒與液滴之間通過慣性

碰撞、接觸阻留，粉塵因加濕而凝

聚等作用機制，使較大的塵粒被液

滴捕集。當氣體流速較小時，夾帶

了顆粒的液滴因重力作用而沉于塔

底。凈化后的氣體通過除霧器去除

夾帶的細小液滴后由頂部排出。

（2）結(jié)構(gòu)特征：

根據(jù)噴淋除塵器內(nèi)截面的形狀，可

分為圓形和方形兩種；按其內(nèi)的氣

液流動方向不同，可分為順流、逆

流和錯流三種型式。（3）適用范圍

噴霧塔洗滌器適用于捕集粒徑較大的顆粒，當氣體

需要除塵、降溫或除塵兼有去除其它有害氣體時，往

往與高效除塵器（如文丘里除塵器）串聯(lián)使用。

空塔氣速一般取為液滴沉降速度的50％，液滴直

徑在0.5～1.0mm范圍，空塔氣速為0.6～1.2m/s。嚴

格控制噴霧過程，保證液滴大小均勻及空間均勻分布

是很重要的。

噴霧塔洗滌器的主要特點是結(jié)構(gòu)簡單、壓力損失

小，一般為250～500Pa，操作方便，運行穩(wěn)定。

其主要缺點是用水量及占地面積大，凈化效率低，對

小于10μm的塵粒捕集效率較低。4、旋風洗滌器工作原理、結(jié)構(gòu)特征和適用范圍

旋風洗滌器是在干式旋風除設(shè)置各

種形式的噴嘴，噴出水霧或在器壁

上形成液膜便構(gòu)成了各種濕式旋風

洗滌器。其主要除塵機理是離心分

離、慣性碰撞、截留等。

（1）立式旋風水膜除塵器

立式旋風水膜除塵器裝置如圖所示。

基本結(jié)構(gòu)與工作原理是：噴霧沿切

線方向噴向筒壁，使壁面形成一層

很薄的不斷向下流動的水膜。含塵

氣流由筒體下部導入，旋轉(zhuǎn)上升，

靠離心力甩向壁面，粉塵顆粒為水

膜所粘附，沿壁面流下排走。

除塵效率可達90%～95%。（2）文丘里洗滌除塵器

文丘里洗滌除塵器是一種具有高除塵效率的濕式除塵器由文

丘里管洗滌器、除霧器（或氣液分離器）、沉淀池和加壓循

環(huán)水泵等多種裝置所組成。

含塵氣流由收縮管進入喉管，經(jīng)過霧化凝聚分

離除塵過程，凈化后的氣體從除霧器頂

部排出，含塵廢水排至沉淀池。

文丘里洗滌除塵器的主要特點是：

a.結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、占地少、價格低；

b.可用于高溫、高濕和易燃氣體的凈化，

也可凈化含有微米和亞微米粉塵粒子及

易于被洗滌液體吸收的有毒有害氣體。

c.壓力損失高，處理的氣體量相對較少。

阻力通常在4000～10000Pa之間，液氣

比在0.5～2.0L/m3之間。文丘里洗滌器的設(shè)計方法

（1）文丘里洗滌器

文丘里管由收縮管、喉管

1－漸縮管2－喉管3－漸擴管

以及擴散管組成，收縮管、喉管以及擴散管的直徑和長度、

收縮管和擴散管的張開角度等是文丘里洗滌器設(shè)計時的主要

幾何尺寸。

進氣管直徑D1按與之相聯(lián)管道直徑確定，管道中氣流速度

為u1，一般u1=16～22m/s。收縮管的收縮角α1常取23-250

收縮管兩端管徑分別是D1、DT；喉管直徑DT按喉管氣速uT確

定，uT=50～120m/s；擴散管的擴散角α2一般為5-70

。

出口管的直徑D2按與其相聯(lián)的除霧器要求的氣速u2確定，

u2=18～22m/s，擴張管兩端直徑分別為DT、D2。D1、DT、D2均可按下式來確定：

D=18.8（Q/u）（mm）

式中D——擬計算管段管徑，mm；

Q——氣體通過計算管段的實際流量，m3/h；

U——氣體通過計算管段的流速，m/s。

收縮管和擴散管的長度L1及L2由下面的公式?jīng)Q定：

文丘里喉管長度一般取喉管直徑的0.8～1.5倍，或取為

L0=200～500mm。

除塵裝置的選擇除塵器的性能指標

技術(shù)指標

經(jīng)濟指標處理氣體量壓力損失捕集效率基建投資運轉(zhuǎn)管理費占地面積及使用壽命在評價及選擇除塵器時，應(yīng)結(jié)合氣體和顆粒物的特性及運行條件，進行全面考慮。理想的除塵器必須在技術(shù)上能滿足工藝生產(chǎn)及環(huán)境保護對氣體含塵的要求，在經(jīng)濟上要最合算。選擇的除塵器必須滿足排放標準規(guī)定的排放濃度。對于運行不穩(wěn)定的系統(tǒng)，要注意煙氣處理量變化對除塵效率和壓力損失的影響。例如，旋風除塵器除塵效率和壓力損失，隨處理煙氣量的增加而增加，但大多數(shù)除塵器（如電除塵器）的效率卻隨著煙氣量的增加而下降。

需考慮粉塵的物理性質(zhì)對除塵器性能的影響。入口的含塵濃度、粉塵的粒徑分布、密度、比電阻、親水性、溫度、壓力、粘性、毒性等。除塵器的合理選擇

氣體的含塵濃度較高時，在靜電除塵器或袋式除塵器前應(yīng)設(shè)置低阻力的初凈化設(shè)備，去除粗大塵粒。

粘性大的粉塵容易粘結(jié)在除塵器表面，不宜采用干法除塵；比電阻過大或過小的粉塵，不宜采用電除塵；纖維性或憎水性粉塵不宜采用濕法除塵；高溫高濕氣體不宜采用袋式除塵器。

不同的除塵器對不同粒徑粉塵的除塵效率是完全不同的，選擇除塵器時還必須先了解欲捕集粉塵的粒徑分布，再根據(jù)除塵器的除塵分級效率和除塵要求選擇適當?shù)某龎m器。

各類除塵器的適用范圍

機械式除塵器造價比較低，維護管理方便，并耐高溫，必須回收干塵或含塵氣體遇濕有腐蝕作用時更適宜用這類除塵器。它對5微米以下的微粒去除效率不高，當待含塵濃度很高時，可作預(yù)處理除塵器。

重力除塵器適宜塵粒粒徑較大、要求除塵效率較低、又有足夠場地的地方。

慣性除塵器適宜排氣量較小、要求除塵效率較低的地方，一般可直接裝在風管上。

旋風除塵器適宜要求除塵效率較低的地方，大量用于1-20t/h的鍋爐煙塵處理。

濕式除塵器結(jié)構(gòu)簡單，投資低，除塵效率較高，能去除粒徑很小的塵粒，并且在除塵的同時可去除一部分有害氣體，如火電廠煙氣脫硫除塵一體化多采用濕式除塵器。用水量較大，廢水和泥漿需二次處理，設(shè)備及構(gòu)筑物易腐蝕。

電除塵器適宜處理氣量較大、要求除塵效率較高，又有一定維護管理水平的單位。優(yōu)點：除塵效率高、阻力小。缺點：投資大、設(shè)備復(fù)雜、占地面積大，對操作、運行、維護管理水平要求較高。對粉塵的比電阻要求較嚴格。

過濾式除塵器

袋式除塵器適宜于要求除塵效率較高、排氣量變化較大的場合，最適宜處理有回收價值的粒徑比較細小的顆粒物。投資較大，要求氣體進入袋式除塵器的溫度不得超過濾袋材質(zhì)所允許的溫度。

顆粒層除塵器適宜于處理高溫含塵氣體。它具有耐腐耐磨等特點，效率較高，可處理比電阻較高的粉塵。當氣體溫度和氣量變化較大時，也能適應(yīng)。體積較大，清灰裝置復(fù)雜，阻力較高。第3章余熱利用技術(shù)概述蒸汽回收利用凝結(jié)水回收利用常壓二次蒸汽回收利用熱泵技術(shù)及應(yīng)用熱管技術(shù)及應(yīng)用板式換熱器的應(yīng)用典型行業(yè)的余熱利用（一）概述余熱資源概念：指在目前條件下有可能回收和重復(fù)利用而尚未回收利用的那部分能量。余熱資源的利用不僅決定于能量本身的品位，還決定于生產(chǎn)發(fā)展情況和科學技術(shù)水平，也就是說，利用這些能量在技術(shù)上應(yīng)是可行的，在經(jīng)濟上也必須是合理的。余熱資源的分類)：按余熱資源的來源不同可劃分為如下六類：①高溫煙氣的余熱；②高溫產(chǎn)品和爐渣的余熱；③冷卻介質(zhì)的余熱；④可燃廢氣、廢液和廢料的余熱；⑤廢汽、廢水余熱；⑥化學反應(yīng)余熱。按溫度劃分為如下三類：①高溫余熱，指溫度高于500℃的余熱資源；②中溫余熱，溫度在200~500℃之間的余熱資源。③低溫余熱，溫度低于200℃煙氣及低于100℃的液體屬于低溫余熱資源。余熱利用的原則及應(yīng)注意的問題:余熱的回收利用方法，隨余熱資源的不同而各不相同。余熱利用的方法總體可分為熱回收和動力回收兩大類。通常進行回收余熱的原則如下。①對于排出高溫煙氣的各種熱設(shè)備，其余熱應(yīng)優(yōu)先由本設(shè)備或本系統(tǒng)加以利用。②在余熱余能無法回收用于加熱設(shè)備本身，或用后仍有部分可回收時，應(yīng)用來生產(chǎn)蒸汽或熱水，以及產(chǎn)生動力等。③要根據(jù)余熱的種類，排出的情況，介質(zhì)溫度，數(shù)量及利用的可能性，進行企業(yè)綜合熱效率及經(jīng)濟可行性分析，決定設(shè)置余熱回收利用設(shè)備的類型及規(guī)模。④應(yīng)對必須回收余熱的冷凝水，高、低溫液體，固態(tài)高溫物體，可燃物和具有余壓的氣體、液體等的溫度、數(shù)量和范圍制定利用的具體管理標準。

3.1概述

在余熱回收利用中，需特別考慮下述幾個方面。①余熱回收利用中，企業(yè)的注意力首先要放在提高現(xiàn)有設(shè)備的效率上，盡量減少能量損失，決不要把回收余熱建立在大量浪費能源的基礎(chǔ)之上。②余熱資源很多，不是全部都可以回收利用，余熱回收本身也還有個損失問題。在目前的技術(shù)和經(jīng)濟條件下，一部分是應(yīng)該而且可以利用的，另一部分目前還難以利用，或利用起來不合算。③余熱的用途從工藝角度來看基本上有兩類：一類是用于工藝設(shè)備本身；另一類是用于其它工藝設(shè)備。通常把余熱用于生產(chǎn)工藝本身比較合適。這一方面回收措施往往比較簡單，投資較少；另一方面，在余熱供需之間便于協(xié)調(diào)和平衡，容易穩(wěn)定運行。若把余熱回收后利用到其它工藝設(shè)備上，而它又是不易或不能儲存的，余熱的回收與利用一定要很好配合，否則相互牽扯難以發(fā)揮效果。這是因為，余熱的多少隨余能發(fā)生設(shè)備的運行條件而變化，余熱供應(yīng)一般不太穩(wěn)定；發(fā)生能量需求變化時，余熱發(fā)生設(shè)備不能隨之變化，即余熱回收與利用無法保持同步。（二）蒸汽回收利用蒸汽回收利用的原理：蒸汽有一個特性，就是用過以后還可繼續(xù)使用，用的次數(shù)越多，能量的利用就越充分。因此，使用蒸汽的熱力設(shè)備，要根據(jù)蒸汽的壓力和溫度合理使用。品位較高的蒸汽，盡量多次利用，以發(fā)揮蒸汽的效能，為了有效利用蒸汽，要根據(jù)不同的需要選擇合適的蒸汽參數(shù)，用過的蒸汽不要輕易排掉，應(yīng)想方設(shè)法繼續(xù)使用，最好直到無法利用為止，盡量做到一汽多用的目的。（二）蒸汽回收利用蒸汽回收利用的方式：蒸汽余熱的利用方式有兩種：一種是熱利用，即把余熱當做熱源來使用；另一種是動力利用，即把余熱通過動力機械轉(zhuǎn)換為機械能輸出對外做功。余熱與能量具有相同特性，可以相互轉(zhuǎn)換，取得機械能、電能、熱能、光能等，以滿足各種不同的用途。在動力利用方面，主要是通過蒸汽透平等設(shè)備帶動水泵、風機、壓縮機等直接對外做功，或帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電力。在熱利用方面，可通過換熱器、加熱器等設(shè)備去預(yù)熱燃料、空氣、物料，干燥物品，加熱給水，生產(chǎn)蒸汽，供應(yīng)熱水等。無論是余熱的動力回收還是熱利用，都離不開換熱設(shè)備。因此各種類型的熱交換器仍是余熱利用最主要和最基本的設(shè)備，按其用途來看，有余熱鍋爐、加熱器（水油或其它介質(zhì)）冷卻器、冷凝器、空氣預(yù)熱器、蒸煮器、蒸發(fā)器、蒸餾器、干燥器等。按其工作原理來看，最常用的是表面式（亦稱間壁式）換熱器，混合式（亦稱直接接觸式）換熱器，蓄熱器（亦稱再生式）換熱器，此外還有熱管式換熱器，熱泵系統(tǒng)等，這是近年來正在開發(fā)應(yīng)用的一種新型高效換熱器，它具有很高的傳熱性能及其它一系列優(yōu)點。3.3凝結(jié)水回收利用

凝結(jié)水回收利用的意義（P81)：一般用汽設(shè)備利用的蒸汽熱量，只不過是蒸汽的潛熱，而蒸汽中的顯熱，即冷凝水中的熱量，幾乎沒有被利用。冷凝水溫度相等于工作蒸汽壓力下的飽和溫度。蒸汽壓力越高，冷凝水熱量越多。如果不加以回收，不僅損失熱能，而且也損失了高度潔凈的水，導致鍋爐補給水和水處理費用增加。通常用汽設(shè)備（如蒸發(fā)器、烘燥機）排出的凝結(jié)水，其熱量占蒸汽熱量的12%?15%，回收凝結(jié)水就回收了這項熱量，提高了蒸汽的熱能利用率，節(jié)省了燃料。凝結(jié)水溫度比新鮮的鍋爐給水溫度高，用100℃的凝結(jié)水代替30℃的鍋爐給水，約可節(jié)約燃料12%。另外，凝結(jié)水是品質(zhì)良好的鍋爐給水，回收至鍋爐房，可以節(jié)省大量水處理費用，又可減少鍋爐的排污熱損失，使鍋爐熱效率提高2%?3%。3.3凝結(jié)水回收利用

凝結(jié)水的排放過程通常由蒸汽疏水器完成。蒸汽疏水器是使蒸汽與凝結(jié)水分開并使后者自行排出的疏水裝置。在放走凝結(jié)水的同時，疏水器又能防止蒸汽漏出。蒸汽疏水器必須具有的能力和性質(zhì)：① 在排除疏水時蒸汽不會逃逸，要求快開快閉；蒸汽漏失應(yīng)少于排水量的3%。②排放疏水的同時能排走空氣。③適用于較廣的壓力范圍——壓力變化不大時不應(yīng)影響其排放能力或允許有較高的背壓，利于排水和使冷凝水溫度接近飽和溫度。④耐久、價廉、質(zhì)輕、部件少，容易維修和檢查其動作元件。蒸汽疏水器的分類：按使用壓力可分為低壓、中壓、高壓和超高壓；按容量可分為小容量、中容量，大容量；按連接方式可分為螺旋式、法蘭式、插套式；按結(jié)構(gòu)分可分為機械式、熱靜力式、熱動力式等。3.3凝結(jié)水回收利用

冷凝水回收系統(tǒng)類型及最佳回收利用的方式（P82)：冷凝水的最佳回收利用方式，就是將冷凝水送回鍋爐房，作為鍋爐給水。冷凝水回收系統(tǒng)可分為開式和閉式兩類。所謂開式系統(tǒng)，即從用汽設(shè)備來的冷凝水，經(jīng)疏水器，或蒸汽動力設(shè)備的排汽經(jīng)冷凝器凝結(jié)后，由冷凝水本身的重力（或由凝結(jié)水泵）排至凝水箱中。此凝水箱與大氣相通，剩余凝結(jié)水溫度大約是100℃，實際由于閃蒸散熱或為防止水泵汽蝕而加入涼水，回收溫度僅在70℃左右，加之與大氣相通有空氣進入凝結(jié)水管道，容易引起管道腐蝕。但開放式系統(tǒng)裝置簡單，投資較少，與冷凝水直排相比，仍有一定的節(jié)能效果。在閉式系統(tǒng)中冷凝水收集箱是封閉式，系統(tǒng)內(nèi)冷凝水壓力始終保持高于大氣的壓力，使冷凝水水溫低于該壓力下的沸點，冷凝水的熱能得到充分利用。而且閉式系統(tǒng)的冷凝水保持蒸汽原有品質(zhì)，用于鍋爐給水時，不會增加溶解氧量，也減少了鍋爐補水量，減少了水處理的費用。3.3凝結(jié)水回收利用凝結(jié)水回收的主要障礙是水泵輸送高溫凝結(jié)水時的汽蝕現(xiàn)象。要防止汽蝕發(fā)生，必須采取各種防汽蝕措施，提高水泵入口處的壓力，使凝結(jié)水溫度低于該處壓力對應(yīng)的飽和溫度。（因為壓力越高、飽和溫度越高），最簡單的措施就是提高水泵入口前凝結(jié)水的重力壓頭，把凝結(jié)水儲罐布置在較高的位置，把凝結(jié)水泵布置在較低的位置。如果工藝條件不允許或者僅僅靠重力壓頭達不到要求，就需要使用專門的凝結(jié)水回收裝置。按防汽蝕原理分類，凝結(jié)水回收裝置有如下幾種。3.3凝結(jié)水回收利用凝結(jié)水回收系統(tǒng)類型(P82~P85)：按防汽蝕原理分類，凝結(jié)水回收裝置有如下幾種。1、蒸汽加壓法2、位差防汽蝕法3、噴射增壓防汽蝕法4、往復(fù)式壓縮機輸送汽水兩相流裝置5、無疏水閥回收系統(tǒng)3.3凝結(jié)水回收利用凝結(jié)水回收技術(shù)的選擇(P86~P88):1、按用汽設(shè)備使用蒸汽的壓力和溫度選擇(1)用汽設(shè)備疏水壓力小于0.15MPa時，凝結(jié)水可以利用重力自流回收。盡量用集水罐水泵吸入口的液位差提供防汽蝕壓頭，如果工藝布置不能保證必要的防汽蝕壓頭，要采取專門的防汽蝕裝置。(2)用汽設(shè)備疏水壓力為0.15?0.6MPa時，多數(shù)采用增壓回收方式回收凝結(jié)水。(3)用汽設(shè)備凝結(jié)水壓力大于0.6MPa時，采用高壓、中壓回水系統(tǒng)閃蒸裝置，閃蒸汽供中壓或低壓用汽設(shè)備。閃蒸量小于或等于低壓熱用戶蒸汽使用量，具有周期使用系數(shù)時，直接利用。無中低壓熱用戶時，設(shè)中壓或低壓熱交換裝置，加熱其他工藝介質(zhì)，以達到相同的熱能利用效果。采用噴射熱泵方式，增壓增量利用。2、按冷凝水用途選擇(1)冷凝水作鍋爐補水(2)冷凝水作低溫熱源3.4常壓二次蒸汽回收利用常壓二次蒸汽主要汽源類型:（P91)（1）余熱蒸汽汽源主要來自汽錘、活塞泵、蒸汽壓力機以及汽輪機等動力設(shè)備。通常余熱蒸汽的汽壓并不大，約0.2～0.25MPa，可用于洗滌機、浴池、蒸濃設(shè)備以及重油、脂加熱設(shè)備等方面，也可用于采暖通風及供應(yīng)生活、生產(chǎn)用熱水（2）閃蒸蒸汽

閃蒸蒸汽是高溫凝結(jié)水經(jīng)過擴容減壓后所得到的余熱回收蒸汽，而凝結(jié)水則是鍋爐新汽在失去其熱能的75％～85％以后凝結(jié)而成的液體。其顯熱約占原有新汽熱能的20%～25%，因此閃蒸蒸汽的汽源實質(zhì)上就是凝結(jié)水源。（3）二次蒸汽在蒸發(fā)器中利用新汽加熱得到的水蒸汽就是二次蒸汽。多效蒸發(fā)器就是回收和利用這種二次蒸汽的實例。用二次蒸汽來完成溶液的蒸濃過程可以減少新汽的耗量，也就是說可提高蒸發(fā)比。一般來說，如在單效蒸發(fā)器中每1kg加熱新汽可蒸發(fā)1kg溶液，在多效（n效）蒸發(fā)器中就可使蒸發(fā)量提高n倍，但實際上考慮了裝置中的泄漏損失后，蒸發(fā)1kg水所需消耗的新汽量約為（1/0.85n）kg。由此可知，在單效蒸發(fā)器中，每蒸發(fā)1kg水所需的新汽量為1.18kg/kg；在雙效蒸發(fā)器中，蒸發(fā)1kg水所需的新汽量為0.59kg/kg；在三效蒸發(fā)器中，需要0.39kg/kg；在四效蒸發(fā)器中，則需0.29kg/kg。這就是說，從單效改為雙效，可節(jié)約加熱新汽量50%；從三效改為四效則可節(jié)約25%；從六效改七效，則可節(jié)約15％。3.5熱泵技術(shù)及應(yīng)用熱泵的概念及技術(shù)特點（P94)：熱泵是一種將低溫物體中的熱能傳遞至高溫物體中的一種裝置。熱泵的特點如下：1、能長期地、大規(guī)模地利用江河湖海、城市污水、工業(yè)污水、土壤或空氣中的低溫熱能。2、目前世界上最節(jié)省一次能源（如煤、石油、天然氣等）的供熱系統(tǒng)。它能用少量不可再生的能源（如電能）將大量的低溫熱能升為高溫熱能。熱泵技術(shù)所消耗的一次能源僅是電熱采暖和燃油、燃氣鍋爐采暖供熱方式的1/5或近1/6。3、是在一定條件下可以逆向使用，既可供熱，也可用以制冷，而不必搞兩套設(shè)備的投資。3.5熱泵技術(shù)及應(yīng)用熱泵的原理及構(gòu)成：熱泵是利用載熱工質(zhì)，從低溫處吸取熱量，并在高溫處放出熱量。所以其工作原理和系統(tǒng)組成與制冷系統(tǒng)完全相同，只不過制冷著眼于從低溫處吸熱，將低溫物體的溫度再降低，而熱泵的目的是向高溫處放熱，將高溫物體的溫度升得更高，從而使本來難以回收的低溫余熱得到重新利用的可能。壓縮式熱泵的構(gòu)成及原理（P95~96)主要由蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥四部分組成。通過讓工質(zhì)不斷完成蒸發(fā)（吸取環(huán)境中的熱量）—壓縮—冷凝（放出熱量）—節(jié)流—再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程，從而將環(huán)境里的熱量轉(zhuǎn)移到工質(zhì)中。熱泵在工作時，把環(huán)境介質(zhì)中貯存的熱量Q2在蒸發(fā)器中加以吸收，它本身消耗一部分能量，即壓縮機耗電W，通過工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)在冷凝器中進行放熱Q1，所以Q1=Q2+W。由此可以看出，熱泵輸出的熱量為壓縮機做的功W和熱泵從環(huán)境中吸收的熱量，因此，采用熱泵技術(shù)可以節(jié)約大量的電能。3.5熱泵技術(shù)及應(yīng)用1、熱泵將高溫物體獲得的熱量Q1與所消耗能量W之比，作為衡量熱泵經(jīng)濟性能的“供熱系數(shù)”，稱工作系數(shù)或性能系數(shù)COP。2、熱泵COP值的計算：已知室內(nèi)采暖溫度為T1，室外溫度為T2，按照目前的技術(shù)水平，可用有效系數(shù)ηe在0.4?0.75，一般概算時可設(shè)ηe=0.6若用熱泵從室外冷空氣吸取熱量來取暖，計算此時熱泵COP的公式為：3.5熱泵技術(shù)及應(yīng)用已知室內(nèi)采暖溫度為23℃，室外溫度為0℃，可用有效系數(shù)為ηe=0.6時。采用壓縮式熱泵從室外冷空氣吸取熱量來取暖，計算熱泵的COP值。式中T1、T2——高溫物體和低溫物體的熱力學溫度3.5熱泵技術(shù)及應(yīng)用吸收式熱泵的構(gòu)成及原理(P96~98)吸收式熱泵利用吸收劑在加熱和冷卻時對載熱工質(zhì)的吸收和放出，使工質(zhì)溶液濃度發(fā)生變化，從而改變載熱工質(zhì)的壓力的辦法來取代壓縮機。在載熱工質(zhì)將熱量從低溫熱源轉(zhuǎn)移到高溫物體的過程中，可不消耗機械能，但需消耗一部分高溫驅(qū)動熱量。目前生產(chǎn)的吸收式熱泵分為兩類，第一類吸收式熱泵是消耗少量高溫的驅(qū)動熱能（蒸汽或燃料），從低溫熱源中吸取熱量，制備高溫熱水（熱水的溫度低于驅(qū)動熱源溫度)。第二類吸收式熱泵不需要專門的高溫驅(qū)動熱源，其消耗的驅(qū)動熱量直接取自低溫熱源。第一類吸收式熱泵由吸收器、發(fā)生器、蒸發(fā)器和冷凝器四個基本部分組成。它是以輸入少量溫度品位較高的熱能，而得到數(shù)量較多、溫度水平較低的熱量輸出，故稱“低溫熱泵”。這就是說，其工作系數(shù)可大于1，實際上，Qe總小于Qb，通常Qe/Qb=0.5?0.7，故一般COP1僅為1.5?1.7。第二類吸收式熱泵是輸入較多的中低品位熱能去得到數(shù)量適中的溫度較高的熱量輸出，故稱“高溫熱泵”，，第二類吸收式熱泵的COP2一定小于1，約為0.5左右。盡管COP2低，但因無須高溫驅(qū)動熱源，并可利用低溫余熱（余熱水或余熱蒸汽），所以還是很可取的。3.5熱泵技術(shù)及應(yīng)用熱泵在節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用（P98~101)壓縮式熱泵在工作時，雖然要消耗一定量的熱能或機械能，但因為Q1=Q2+W，也即傳給高溫物體的熱量Q1總是大于所消耗的能量W，也就是COP恒大于1。這表明用熱泵要比用熱能或電能來直接加熱高溫物體來得合算。這也就是使用熱泵可以節(jié)能的基本道理。COP值反映了熱泵輸出熱量與消耗功的比值大小，但由于輸入的是功，輸出的是熱能，兩者相比存在著能質(zhì)上的差別，因此，在熱泵理論中廣泛應(yīng)用一次能源利用率來評價熱泵，其意義就是熱泵輸出的熱量與熱泵消耗功量折合成一次能源的數(shù)量之比。這樣就具有與鍋爐效率等同的含義，再將熱泵與鍋爐等產(chǎn)熱設(shè)備相比，具有明確、合理的可比性。

當K值大于1時，B2＜B1，即熱泵消耗燃料少，為節(jié)能。由上式計算可知，K與COP的關(guān)系如下：K 0.51 1.522.5COP 1.022.053.074.105.12當COP=2.05時，K=1，兩者耗能相等；當COP=4.10時，K=2，可節(jié)約燃料50%。COP越大，節(jié)能越多。由上述可知，使用熱泵后能否節(jié)能，或熱泵的COP等于多少才能節(jié)能，與所取代的高溫熱源的類型有極大的關(guān)系。3.6熱管技術(shù)及應(yīng)用

熱管的原理：熱管的傳熱現(xiàn)象是傳導、蒸發(fā)、對流及冷凝等現(xiàn)象的組合。其導熱量之大小比同體積的任何金屬棒高千倍以上。熱管換熱器屬于熱流體與冷流體互不接觸的表面式換熱器。熱管換熱器顯著的特點是：結(jié)構(gòu)簡單，換熱效率高，在傳遞相同熱量的條件下，熱管換熱器的金屬耗量少于其他類型的換熱器。換熱流體通過換熱器時的壓力損失比其他換熱器小，因而動力消耗也小。熱管的組成：熱管是一支真空封裝的金屬管，熱管由殼體、吸液芯和工作液三個部分組成熱管殼體是一封閉容器，能承受一定壓力并保持完全密封。在熱管殼體的內(nèi)壁上緊貼一層用毛細材料（多孔結(jié)構(gòu)物）構(gòu)成的吸液芯。在多孔的吸液芯層里充滿了工作液，在熱管受熱時，工作液的汽態(tài)介質(zhì)則充滿熱管的內(nèi)腔，工作液是熱管工作時的熱傳輸介質(zhì)。3.6熱管技術(shù)及應(yīng)用3.6熱管技術(shù)及應(yīng)用熱管的工作過程（P104~105)當熱量從高溫熱源傳進熱管時，處于熱管加熱段內(nèi)壁吸液芯中的工作液因吸熱汽化而變成蒸汽，進入熱管的空腔，通常熱管的加熱段也稱汽化段。蒸汽不斷進入空腔，使汽化段腔內(nèi)壓力逐步增大，蒸汽就向熱管右端流動。如熱管右端有冷源，蒸汽因放熱而重新凝結(jié)成液體，并為右端管內(nèi)壁的吸收芯所吸收，這段熱管稱凝結(jié)段。在汽化段和凝結(jié)段之間的區(qū)段因無熱交換，只作為熱的傳輸段，也稱絕熱段。在汽化段，工作液在吸液芯內(nèi)汽化逸出，使液體—蒸汽的界面退縮到吸液芯結(jié)構(gòu)的里面，并形成彎月形的液凹面；它會產(chǎn)生一個附加壓力（與液體表面張力系數(shù)成正比，與彎月形液面的曲率半徑成反比），使吸液芯中工作液從凝結(jié)段回流到汽化段。這就能使熱管工作連續(xù)進行。熱管工作時要經(jīng)歷以下四個過程：①管內(nèi)吸液芯中的液體受熱汽化。②汽化了的飽和蒸汽向冷端流動。③飽和蒸汽在冷端凝結(jié)放出熱量。④冷凝液體在吸液芯毛細力作用下回到熱端繼續(xù)吸熱汽化。