《沉降分离设备》PPT课件.ppt

第4章 除尘设备,一、除尘的意义 1、改善工作环境，保护身体健康； 2、减少原料损失； 3、减少机械磨损，延长设备寿命。 二、收尘设备的分类 干法除尘设备 湿法除尘设备,1 概述,1、干法除尘设备 （1）重力收尘：重力沉降室（适合d50m） （2）惯性力收尘：旋风收尘器（适合d5m） （3）过滤收尘：袋式收尘器（适合d 1m） （4）电收尘：电收尘器（适合d 0.01m） 2、 湿法除尘设备 （1）喷淋式洗涤器； （2）填料式洗涤器； （3）离心水膜除尘器； （4）文氏管除尘器。,三、粉尘特性与收尘操作的关系 1、粉尘颗粒组成 常用颗粒级配表示，微小粉尘含量高，收尘困难，危害大 。 2、 凝聚性 微小颗粒凝聚成大颗粒的倾向。 凝聚性强，易于沉降和收集。 （1）颗粒本身物理化学性质 （2）环境情况（温度、湿度、电场）,影响因素,3、粉尘的湿润性和粘附性 反映粉尘吸湿（水或其他液体）的能力，表现为亲水性和疏水性 。 4、 荷电性 即粉尘荷电量的大小。 5、爆炸性 对可燃性粉尘浓度过大时，当有火花、温度、压力情况下发生爆炸的现象。,四、防尘方法 1、全面通风 （1）气流由上而下流动，加速粉尘沉降 。 （2）空气流速应较低（v0.3m/s） 2、 局部通风 用通风罩将扬尘点局部遮盖，以较小的抽气量达到除尘的目的。 主要用于加料口、卸料口等扬尘点,原则,3、加水防尘 （1）物料加湿； （2）喷雾降尘。 五、收尘性能 一般用流体阻力和收尘效率表示 1、流体阻力 指含尘气体克服收尘设备阻力所损失的压头。 一般：流体阻力动力消耗运行成本经济效益,2、收尘效率 = GC/G i GC : 单位时间收尘器收集的粉尘量； G i : 单位时间通过收尘器的粉尘量。,一、对沉降分离设备的基本要求 1、要求流体在离开设备前颗粒与周围流体分开； 2、尽可能减少对沉降过程的干扰； 3、应避免已沉降颗粒的再度扬起。 二、沉降分离的基本条件 tr ts tr ：流体在分离设备内停留的时间； ts ：颗粒沉降到设备底或器壁所需时间。,2 重力沉降室,沉降室工作过程,三、结构及工作原理,1、结构,2、工作原理 含尘气体进入降尘室后，因截面扩大，流速减 小，固体颗粒在重力作用下沉降。 (1)降尘室生产能力 降尘室高H, 长L, 宽B 气体停留时间: tr =L/v v：气体平均流速。 颗粒沉降时间: ts =H/u0 u0:颗粒沉降速度。 L/v H/u0 ， 即： Lu0 Hv 含尘气体的体积流量： Q=BHvB Lu0 结论:降尘室生产能力与室的水平面积和颗粒的沉 降速度有关，与室的高度无关。,结构及工作原理,(2)最大沉降颗粒dK 结论:最大沉降颗粒dK与室的高度、长度、气体的平均流速、流体的粘度及颗粒与流体的密度差有关。 四、技术性能特点 1、结构简单、气流阻力小、动力消耗低； 2、体积大，分离效率低； 3、入室气流流速不宜过高（ v1.53m/s） 4、适用于分离50m以上的较大颗粒,3 旋风收尘器,一、结构及工作原理 1、结构 主要包括： （1）进气管 （2）外圆管 （3）顶盖 （4）锥筒 （5）灰仓 （6）锁风闸门 （7）排气管,旋风收尘器外观图,旋风除尘器工作过程,2、工作过程及原理 含尘气体进气管沿圆筒壁旋转向下流动 粉尘甩向圆筒壁落下排灰口 离心力作用 气体中轴由下而上旋转排气管 二、分离颗粒临界直径的计算 对分离器内气体与颗粒的运动情况假设如下: (1)含尘气体的旋转线速度恒定不变,且等于v; (2)最大沉降距离为气体层厚度(进气口宽)B; (3)颗粒沉降处于层流区。,颗粒临界直径为： 结论： (1)临界直径dpc随气流速度ui而减少,故ui ,分离效率; (2) N , 则dpc,有利于细颗粒的分离; (3) B , 则dpc,有利于提高分离效率; (4) p ,则分离效率,三、类型及特点 1、特点 (1)结构简单,容易制造,能处理高温、高浓度含尘气体； (2)易磨损,受气流量、漏风等影响大； (3)流体阻力损失较大,电耗较高; (4)一般作第一级初步除尘或对大颗粒的收集。,2、类型 常见的有CLT/A螺旋型旋风收尘器、蜗旋式旋风收尘器、 CLG型多管旋风收尘器、CLP型旁路式旋风收尘器、CLK型扩散式旋风收尘器。,CLT/A螺旋型 旋风收尘器,蜗旋式旋风收尘器,CLG型多管旋风收尘器,CLP型旁路式 旋风收尘器,CLK型扩散式 旋风收尘器,1、并联式 多个小直径旋风除尘器（规格相同）组合。 特点： （1）处理量大； （2）效率高。,四、组合式旋风除尘器,2、串联组合 多个小直径旋风除尘器（规格不相同）先后连接组合。 目的： 提高净化效果。 原则： 越是后段的除尘器,其处理气体的含尘浓度越低,且细粉尘居多,因此后段除尘器应具有低浓度下分离小颗粒的性能,且流量要相同。,五、排灰装置 灰仓 构成 锁风闸门 翻板式 重力式 锁风闸门 闪动阀式 机动式（螺旋卸料机、叶轮卸料机） 注意： 旋风除尘器的漏风对除尘效率影响很大。,排灰装置,六、操作要求 (1)含尘气体进口处的速度一般采用1525m/s; (2)大于200m以上的较大颗粒最好使用重力沉降预先除去，以减少颗粒对器壁的损坏； (3)对于510 m以下的细颗粒，一般旋风除尘器除尘效率较低，需用袋式除尘器或电除尘器来捕集。,七、旋风除尘器选型 1、选型依据 （1）处理量（气体的体积流量）m3/h (Q) （2）允许的压力降 Pa （3）粉尘性质，要求分离效率，安装条件。 2、选型应注意 （1）应在低阻力与高效率两者之间加以比较； （2）当气体处理量较大时，可采用两个或多个尺寸较小旋风除尘器的并联操作。,4 袋式除尘器,一、结构 主要包括： （1）过滤室 （2）滤袋 （3）清灰机构 （4）灰仓,二、工作过程及原理 袋式除尘器是一种利用多孔纤维滤袋将气体中粉尘过滤出来的收尘设备。 工作过程 进气 过滤 内壁尘粒层增厚 停止进气 清灰 重新进气,工作原理 （1）大于滤布网孔尘粒被滤布直接阻留； （2）当小于滤布网孔尘粒（110 m ）通过惯性作用撞击曲折的织物纤维上失去能量而被粘附； （3）对极细微颗粒（ 1m ）由于扩散和静电作用粘附在滤布的缝隙中而捕集。,工作过程及原理,三、滤布材料 1、天然纤维 主要有棉布、羊毛绒。 使用温度95，阻力损失大。 2、合成纤维 主要有尼龙、涤纶。 使用温度150，阻力损失小。 3、无机纤维 主要有玻璃纤维。 使用温度200260，阻力损失小，耐温耐腐蚀。,滤布材料要求 均匀致密，有一定孔径，抗拉抗剪强度大 注意 一般滤布经芳香族基有机硅，聚四氟乙烯、石墨等处理，可改善其物理性能及抗腐蚀性能。 四、滤袋 1、形状：圆形、扁形 2、组成：滤布和内衬骨丝,五、清灰 1、清灰的作用 使滤袋粉尘厚度，阻力 ，处理能力。 2、清灰方式 （1）机械振打 顶部振打（上下）：复杂，易损坏，滤袋寿命短。 中部振打（左右）：简单，易维修。 （2）气体反吹式,真空反吹式：使用少。 气环鼓风反吹：滤袋磨损大，清灰效果一般。 脉冲鼓风反吹：清灰效果。（1次/3060s）,六、类型及规格、型号 1、中部振打 （1）型号表示方法 如 ZX150-84 ZX表中部振打， 150表滤袋面积为150m2， 84表滤袋数有84个。,（2）构造 电加热器：保证空气温度高于含尘气体露点5以上。 滤袋：上端封闭，下端开口悬挂，下端固定于多孔板上。 过滤室：29个滤室，每室14个滤袋,（3）工作过程 工作时：排气管打开，回风管关闭 含尘气体 进风口 滤袋下口 袋内 过滤 排气管 清灰时：排气管关闭，回风管打开 振打反吹 粉尘掉落 灰仓 螺旋输送机 （4）选型依据 处理量V（m3/h), 过滤风速w ( m/min),2、脉冲鼓风反吹 （1）型号表示方法 QMC型 气动控制的脉冲喷吹袋式收尘器 DMC型 电动控制的脉冲喷吹袋式收尘器 JMC型 机动控制的脉冲喷吹袋式收尘器 如QMC-24A-I型 ，QMC表气动控制，24表滤袋数， A表有灰仓（B为无灰仓），I 表安装方式。,（2）构造 上箱：喷吹系统及净化器出口。 中箱：滤袋过滤。 灰仓,脉冲 鼓风 反吹 袋式 收尘 器,（3）工作过程 工作时 含尘气体 进风口 滤袋外 过滤 袋内 排气管 清灰时 脉冲阀打开 压缩空气 喇叭口 袋内 冲击袋外粉尘 粉尘掉落 灰仓 螺旋输送机 脉冲时间：0.1 0.2 s 脉冲周期：30 60s,（4）性能 清灰全自动，效率大于99%，过滤性能好； 无运动件，寿命长 需68atm的压缩空气 脉冲结构相对较复杂,优点,缺点,七、性能及应用 1、高效，能收集细粉尘； 2、结构简单，易维修，价格低； 3、不适合潮湿和亲水性粉尘； 4、不适合高浓度含尘气体（150g/m3); 5、一般为负压操作，要求设备密封性能好。,5 电除尘器,一、工作原理 1、电晕现象 （1）第一阶段（碰撞电离阶段） 电场 电压 中性气体原子电离 产生正负离子 正负离子复合中性原子 产生无声放电,（2）第二阶段（电晕放电阶段） 电压 电场强度 正负离子形成速度 向电极移动 碰撞中性原子 速度 中性原子无法电离 产生电晕现象（形成电晕区） （3）第三阶段（火花放电阶段） 电场强度 离子数 向电极移动 电极间气体短路 产生电火花 电击穿,2、收尘原理 （1）形成非均匀电场 原因：保证小区域内（R=23mm）产生电晕放电，防止电击穿烧毁电极。 非均匀电场：正负极表面积大小不同。,（2）收尘过程 含尘气体通过电场 电子附于尘粒 阴离子 静电力 作用 尘粒向相 反电极沉降 吸 附于电极上 振 打收尘,（3）电极布置 阳极： 置于极板 （收尘极） 阴极： 置于极线 （电晕极）,原因 a 、电子、阴离子运动速度大于阳离子，且易附着于尘粒上； b、负电晕火花击穿电压高，不易发生短路。 3、使用电流 直流电，不能直接使用交流电！（为什么？） 交流电 整流设备 直流电 升压使用,二、组成、类型 1、组成 变压整流部分 气体均分装置：导向片，孔板 电晕极：负极丝 收尘极：正极管、板 振打装置 灰斗及运灰装置,除尘,2、类型 湿式、半湿式：无需振打，效率高，复杂，价高 干式：需振打 管式：小型、立式 板式：大型、卧式 立式：占地小，高度大，操作难，收尘效率低， 正压操作，风机磨损大。 卧式：多室，多电场，操作方便，收尘效率高， 负压操作，风机磨损小。,立式电收尘器结构,卧式电收尘器结构,三、主要参数及选型 1、主要参数 (1)除尘效率 S: 收尘极面积； K1:修正系数(决定于电极几何形状,粉尘凝聚及 二次飞扬； Q：气体流量； u0：电场中粉尘沉降速度。 可得： S，u0 ， K1 Q,（2）截面尺寸 A0= Q/V A0 ：电收尘器截面尺寸 m2; Q：气体流量 m3/s； V：气流速度 m/s 。 可得： S，u0 ， K1 Q 2、规格与选型 电除尘器以“平方米”为规格，按截面尺寸 选型。 如：WB20型“20”表示除尘器垂直于气流流动方向的有效截面为“20 m2”,四、使用及操作,主要影响因素 1、粉尘电阻率 指每平方厘米，高1cm粉料柱测得的电阻值， (1)电阻率104 粉尘导电性好 与收尘极接触 放出负电荷，获得正电荷 与极板排斥 二次飞扬 被气流带出除尘器 解决措施：采用湿式和半湿式电除尘器。,(2)电阻率1011 粉尘导电性差 与收尘极接触难以振落 负电荷增大 粉尘与正极电位差增大 产生“反电晕” 形成大量阳离子并被收尘极排斥 中和移向收尘极阴离子 电耗增大，效率降低 解决措施：采用增湿塔增湿，降低温度，使电阻率下降。,荷电尘粒的电性中和情况,2、含尘浓度 C C 电晕电流 尘粒无法获得足够电荷 效率 3、湿度 湿度 电场中水汽分子吸附电子 气体 电离减弱 电晕电流 效率 湿度量控制在 710%,4、净化气体量Q Q 气流速度 效率 原因：气流速度 ，影响沉降速度，并易吹起沉积于电极的粉尘，使效率 措施：设计气流导向板或节流孔板 5、颗粒组成 当 dp0.01m 受布朗力影响不易收集； dp20m 耗电量大，不经济。 dp的范围： 0.01m 20m,6、电极的清洁程度 附着层厚 电阻率 电耗 效率 措施：振打除尘 五、性能特点及应用 （1）除尘效率高，尤其对细粉尘效率可达99%； （2）能耗低； （3）可以处理高温气体； （4）操作过程自动化； （5）投资大，技术要求相对较高； （6）不适合高浓度粉尘。 应用：烘干机、水泥磨、回转窑等尾气的除尘。,