第06章 机械式除尘器.ppt

第6章除尘装置 主要内容 机械除尘器电除尘器湿式除尘器过滤式除尘器除尘器的选择与发展 6 1机械除尘器 重力沉降室工作原理气流进入重力沉降室后 流动截面积扩大 流速降低 较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降设计模式 层流式 湍流式 6 1机械除尘器 重力沉降室层流式假定沉降室内气流为柱塞流 颗粒均匀分布于烟气中忽略气体浮力 粒子仅受重力和阻力的作用 6 1机械除尘器 重力沉降室层流式沉降室的长宽高分别为L W H 处理烟气量为Q气流在沉降室内的停留时间在t时间内粒子的沉降距离该粒子的除尘效率 6 1机械除尘器 重力沉降室层流式对于stokes粒子 重力沉降室能100 捕集的最小粒子的dmin 6 1机械除尘器 重力沉降室层流式除尘效率 求出对不同粒径的分级除尘效率 从而得到总除尘效率提高除尘效率的方法 降低室内气流速度增大沉降室长度L降低沉降室高度 多层沉降室 6 1机械除尘器 重力沉降室层流式多层沉降室 使沉降高度减少为原来的1 n 1 其中n为水平隔板层数 多层沉降室1 锥形阀 2 清灰孔 3 隔板 6 1机械除尘器 重力沉降室湍流式湍流模式 假定沉降室中气流处于湍流状态 垂直于气流方向的每个断面上粒子完全混合宽度为W 高度为H和长度为dx的捕集元 假定气体流过dx距离的时间内 边界层dy内粒径为dp的粒子都将沉降而除去 6 1机械除尘器 重力沉降室湍流式粒子在微元内的停留时间被去除的分数对上式积分得边界条件 得因此 其分级除尘效率 6 1机械除尘器 重力沉降室亦有人提出完全混合模式三种模式的分级效率均可用归一化 重力沉降室归一化的分级率曲线a层流 无混合b湍流 垂直混合c湍流 完全混合 6 1机械除尘器 重力沉降室设计步骤 确定需要100 捕集的粒经 并计算该粉尘的沉降速度vs选取室内气流速度u 沉降室内的气流速度一般为0 2 2 0m s根据现场情况确定宽度W 或高度H 按下式计算沉降室的长度L和宽度W 或高度H 6 1机械除尘器 重力沉降室例 设计锅炉烟气重力沉降室 已知烟气量Q 2800m3 h 烟气温度150 C 粉尘真密度 p 2100kg m3 要求能够100 去除dp 30 m的烟尘 150 C下 空气粘度 2 4 10 5Pa s 6 1机械除尘器 重力沉降室优点结构简单投资少压力损失小 一般为50 100Pa 维修管理容易缺点体积大效率低仅作为高效除尘器的预除尘装置 除去较大和较重的粒子 50 m以上 6 1机械除尘器 惯性除尘器工作原理 沉降室内设置各种形式的挡板 含尘气流冲击在挡板上 气流方向发生急剧转变 借助尘粒本身的惯性力作用 使其与气流分离结构形式 冲击式 反转式 6 1机械除尘器 惯性除尘器结构形式 冲击式 气流冲击挡板捕集较粗粒子回转式 改变气流方向捕集较细粒子 冲击式惯性除尘装置a单级型b多级型 反转式惯性除尘装置a弯管型b百叶窗型c多层隔板型 6 1机械除尘器 惯性除尘器应用 一般净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘净化效率不高 一般只用于多级除尘中的一级除尘 捕集10 20 m以上的粗颗粒压力损失100 1000Pa 6 1机械除尘器 旋风除尘器工作原理 利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置旋风除尘器内气流与尘粒的运动 普通旋风除尘器是由进气管 筒体 锥体和排气管等组成气流沿外壁由上向下旋转运动 外旋流少量气体沿径向运动到中心区域旋转气流在锥体底部转而向上沿轴心旋转 内旋流气流运动包括切向 轴向和径向 切向速度 轴向速度和径向速度 6 1机械除尘器 旋风除尘器工作原理 旋风除尘器内气流与尘粒的运动 切向速度决定气流质点离心力大小 颗粒在离心力作用下逐渐移向外壁到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗上涡旋 气流从除尘器顶部向下高速旋转时 一部分气流带着细小的尘粒沿筒壁旋转向上 到达顶部后 再沿排出管外壁旋转向下 最后从排出管排出 6 1机械除尘器 旋风除尘器 旋风除尘器内气流的切向速度和压力分布 6 1机械除尘器 旋风除尘器 切向速度 外涡旋的切向速度分布 反比于旋转半径的n次方内涡旋的切向速度正比于半径 类似于刚体旋转内外涡旋的界面上气流切向速度最大交界圆柱面直径d0 0 6 1 0 de de为排出管直径 6 1机械除尘器 旋风除尘器 径向速度假定外涡旋气流均匀地经过交界圆柱面进入内涡旋平均径向速度r0和h0分别为交界圆柱面的半径和高度 m轴向速度外涡旋的轴向速度向下内涡旋的轴向速度向上在内涡旋 轴向速度向上逐渐增大 在排出管底部达到最大值 6 1机械除尘器 压力损失计算 旋风除尘器的压力损失 阻力系数局部阻力系数 6 1机械除尘器 压力损失的影响因素 相对尺寸对压力损失影响较大 除尘器结构型式相同时 几何相似放大或缩小 压力损失基本不变含尘浓度增高 压力降明显下降操作运行中可以接受的压力损失一般低于2kPa 6 1机械除尘器 旋风除尘器除尘效率 计算分割直径是确定除尘效率的基础在交界面上尘粒的受力状况 惯性离心力fc 向心运动气流作用于尘粒上的阻力fd若fc fd 颗粒移向外壁若fc fd 颗粒进入内涡旋当fc fd时 有50 的可能进入外涡旋 既除尘效率为50 此时的尘粒粒径即为分割粒径或临界粒径dcp 6 1机械除尘器 旋风除尘器除尘效率 令fc fd时 得临界粒径 临界粒径确定后 根据如下方法计算其他粒子的分级效率 雷思 利希特模式 经验公式 6 1机械除尘器 旋风除尘器分级效率曲线 二次效应 6 1机械除尘器 旋风除尘器影响除尘效率的主要因素 二次效应及其控制入口流速vi的影响 Vi越大 除尘效率越高 但vi过大 导致除尘器的阻力急剧上升 一般控制在12 25m s之间除尘器结构尺寸的影响 细而长的旋风除尘器除尘效率高 6 1机械除尘器 旋风除尘器影响除尘效率的主要因素 除尘器下部的严密性 在不漏风的情况下进行正常排灰 锁气器 a 双翻板式 b 回转式 6 1机械除尘器 旋风除尘器影响除尘效率的主要因素 操作变量提高烟气入口流速 旋风除尘器分割直径变小 除尘器性能改善入口流速过大 已沉积的粒子有可能再次被吹起 重新卷入气流中 除尘效率下降效率最高时的入口速度 6 1机械除尘器 旋风除尘器旋风除尘器的结构形式 按进气方式分切向进入式轴向进入式 a 直入切向进入式b 蜗壳切向进入式c 轴向进入式 6 1机械除尘器 旋风除尘器旋风除尘器的结构形式 多管旋风除尘器 回流式多管旋风除尘器 6 1机械除尘器 旋风除尘器结构形式 型号代号的意义 C或X 除尘器P 旁路式L 离心式T 筒式K 扩散式AB 产品代号常用旋风除尘器CLTCLT ACLP扩散式旋风除尘器组合式多管旋风除尘器旋风除尘器的并联和串联使用 6 1机械除尘器 旋风除尘器设计选型 选择除尘器的型式根据含尘浓度 粒度分布 密度等烟气特征 及除尘要求 允许的阻力和制造条件等因素根据允许的压力降确定进口气速 或取为12 25m s确定入口截面A 入口宽度b和高度h确定各部分几何尺寸 6 1机械除尘器 旋风除尘器设计选型 也可选择其它的结构 但应遵循以下原则 为防止粒子短路漏到出口管 h s 其中s为排气管插人深度 为避免过高的压力损失 b D de 2 为保持涡流的终端在锥体内部 H L 3D 为利于粉尘易于滑动 锥角 7o 8o 为获得最