[理学]大气污染控制工程PPT课件

.,1,第六章除尘装置,教学内容: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,.,2,第六章除尘装置,教学重点掌握机械除尘器作原理、结构与设计；掌握电除尘器的工作原理，了解其选型和设计；掌握过滤式除尘器的工作原理，了解其选型和设计教学难点电除尘器的工作原理过滤式除尘器的工作原理及设计。,建议学时数：1012学时,.,3,除尘装置概述,从气体中除去或收集固态或液态粒子的设备称为除尘装置湿式除尘装置干式除尘装置按分离原理分类：机械式除尘装置湿式除尘装置过滤式除尘装置电除尘装置声波除尘装置,袋式除尘,电除尘,重力除尘,惯性除尘,湿式除尘,.,4,1机械除尘器,机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力）的作用使颗粒物与气体分离的装置常用的有：重力沉降室惯性除尘器旋风除尘器,.,5,一、重力沉降室,重力沉降室是通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置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层流式和湍流式两种,.,6,.,7,.,8,1.层流式重力沉降室,几点假设：通过沉降室断面的水平气流速度分布是均匀的，且呈层流状态在沉降室入口断面上粉尘分布是均匀的在气流流动方向上，尘粒和气流具有同一速度,.,9,.,10,1.层流式重力沉降室,已知：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？粒径为dp的尘粒以沉降速度us下降，从顶部降落至底部所需的时间？怎样使粒径为dp的尘粒全部沉降下来？,.,11,气流速度u一般取值范围为0.22m/sus=?,.,12,us=?层流区：雷诺数Rep1，对球形粒子而言：当介质为空气时p则有：,.,13,气流速度u一般取值范围为0.22m/s知L，可求H、可求W知H，可求L、可求W,.,14,若已知L、H，对于粒径为dp捕集效率？在t时间内粒子的沉降距离？hcH，d达到100%hcH，d=?该粒子的捕集效率?,.,15,已知：密度为p、粒径为dp、沉降速度为us尘粒，在t秒内沉降的高度为h，当h=H时，d=100%粒径大于dp，分级效率=？粒径小于dp，分级效率=？,.,16,对于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin=?,由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分级效率公式的一半作为实际分级效率,.,17,提高沉降室效率的主要途径：降低沉降室内气流速度u增加沉降室长度L降低沉降室高度H沉降室内的气流速度一般为0.32.0m/s,.,18,不同粉尘的最高允许气流速度,.,19,提高沉降室效率的主要途径：降低沉降室内气流速度u增加沉降室长度L降低沉降室高度Hu过小或L过大，都会使沉降室体积庞大，怎样提高效率？,.,20,多层沉降室,多层沉降室：设置n层水平隔板，使沉降高度减少为原来的1/（n+1）考虑清灰的问题，一般隔板数在3以下,.,21,多层沉降室,多层沉降室1.锥形阀；2.清灰孔；3.隔板,.,22,沉降室类型：,.,23,.,24,.,25,.,26,4.重力沉降室的设计,.,27,设计要求沉降室内的气体流速一般取0.41m/s，应尽可能选低一些，一保持接近层流状态沉降室的高度应根据实际情况确定，H应尽量小一些，因为H越大，所需的沉降时间越长，势必加长沉降室长度为保证沉降室横截面上气流分布均匀，一般将进气管设计成渐宽形，若受场地限制，可装设导流板、扩散板等气流分布装置用于净化高温烟气时，由于热压作用，排气口以下的空间的气流有可能减弱，从而使除尘效率降低，应使沉降室的进出口位置设计得低一些,.,28,设计步骤：根据要求来确定该沉降室应能100%捕集的最小尘粒的粒径dmin根据粉尘的密度计算最小尘粒的沉降速度us选取沉降室内气体流速u根据现场的情况确定沉降室的高度H按照公式计算沉降室的长度L和宽度W,.,29,设计一锅炉烟气重力沉降室，已知烟气量Q=2800m3/h，烟气温度150，此温度下烟气动力黏度=2.410-5Pas，烟尘真密度p=2100kg/m3，要求能去除dp30m的烟尘。（v=0.25m/s，H=1.5m，H1.7m）,.,30,3.重力沉降室优缺点,优点结构简单投资少压力损失小（一般为50100Pa）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，一般粒径大于50m的粗粉尘,.,31,二、惯性除尘器,1.机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,.,32,2.惯性除尘器结构形式冲击式气流冲击挡板捕集较粗粒子,冲击式惯性除尘装置a单级型b多级型,.,33,反转式改变气流方向捕集较细粒子,反转式惯性除尘装置a弯管型b百叶窗型c多层隔板型,.,34,.,35,.,36,设备示意图,.,37,3.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1020m以上的粗颗粒压力损失1001000Pa,.,38,原理旋风除尘器内气流与尘粒的运动压力损失旋风除尘器效率影响效率的因素结构型式设计选型特点,三、旋风除尘器,.,39,三、旋风除尘器,普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体、排气管、集尘室组成,.,40,1.旋风除尘器内气流与尘粒的运动,气流沿外壁由上向下旋转运动外涡旋旋转气流在锥体底部转而向上沿轴心旋转内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，最后从排出管排出上涡旋,.,41,气流运动包括切向、轴向和径向：切向速度轴向速度径向速度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,.,42,A、切向速度根据“涡旋定律”，外涡旋的切向速度反比于旋转半径R的n次方R气流质点的旋转半径n涡流指数n1外旋流nFD，颗粒移向外壁若FCdc，i=？dp,即满足要求，否则按要求重新计算。确定型号规格计算压力损失。,.,71,经验法：计算所要求的除尘效率；选定除尘器的结构型式；根据选用的除尘器的Vi实验曲线，确定入口风速Vi；根据气量Q，入口风速Vi计算进口面积A；由旋风器的类型系数求除尘器筒体直径D，然后便从手册中查到所需的型号规格。,6.旋风除尘器的设计,.,72,6.旋风除尘器的设计,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1225m/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,.,73,6.旋风除尘器的设计（续）,旋风除尘器的比例尺寸,.,74,6.旋风除尘器的设计（续）,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，hs，其中s为排气管插人深度；为避免过高的压力损失，b（Dde）/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7o8o；为获得最大的除尘效率，de/D0.40.5，（H+L）/de810；s/de1；,.,75,特点：结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便压力损失较大，动力消耗也较大可用于各种材料制造，能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物。缺点：效率80%左右捕集5m颗粒的效率不高，一般作预除尘用。,三、旋风除尘器,.,76,【例6-2】：已知XZT一90型旋风除尘器在选取入口速度v1=13m/s时，处理气体量Q=1.37m3/s。试确定净化工业锅炉烟气（温度为423K，烟尘真密度为2.1g/cm3）时的分割直径和压力损失。已知该除尘器筒体直径0.9m，排气管直径为0.45m，排气管下缘至锥顶的高度为2.58m，423K时烟气的粘度（近似取空气的值）=2.4105pas。解:假设接近圆筒壁处的气流切向速度近似等于气流的入口速度，即v1=13m/s，取内、外涡旋交界圆柱的直径d0=0.7de，根据式（610）由式（6一9）得气流在交界面上的切向速度由式（612）计算,.,77,P171例6-2（续）根据式（616）此时旋风除尘器的分割直径为5.31m。根据式（513）计算旋风除尘器操作条件下的压力损失：423K时烟气密度可近似取为,.,78,6.旋风除尘器的设计（续）,P177【例6-2】已知烟气处理量Q=5000m3/h，烟气密度=1.2kg/m3，允许压力损失为900Pa。若选用XLP