第四章 除尘技术基础2.ppt

第五章除尘技术基础,第一节概述第二节粉尘的粒径和粒径分布第三节粉尘的物理性质第四节粉尘颗粒的捕集第五节除尘装置及其性能,重点：第二节粉尘的粒径和粒径分布众径、中位径、stokes径、频率分布、筛上频度分布、筛下累计分布。第三节粉尘的物理性质粉尘的真密度、堆积密度。第四节除尘装置的性能除尘效率（总效率、分级效率）,4-1概述,空气污染物的性质和存在状态不同，其净化机理、方法及所选用的装置也各不相同。空气污染物分为气溶胶（颗粒物）污染物和气态污染物。以后各章将介绍颗粒物的处理方法。气溶胶（AEROPAL）是非均相污染物，主要污染物是分散于气体介质中的颗粒物（固体、液体），可用除尘技术把粒状物从气体介质中分离出来，分离方法一般采用物理法。依据：气、固、液体粒子在物理性质上的差异将其分离。机械法：利用重力、惯性力、离心力分离。过滤介质分离：利用粒子的尺寸、重量较气体分子大分离。湿式洗涤分离法：利用粒子易被水润湿，凝拼增大而被捕获的特性。电除尘：利用荷电性、静电力分离。等等。,4-2粉尘粒径和粒径分布,一、粉尘粒径1定义：在实际中，因颗粒大小、形状各异，故表示方法有所不同。一般分为两类：单一粒径：单个粒子的直径；平均粒径：粒子群的直径。（一）单一粒径球形颗粒：d=直径单一粒径分成投影径非球形颗粒几何当量径物理当量径,（1）投影径：指颗粒在显微镜下观察到的粒径。a面积等分径（martine），指颗粒的投影面积二等分的直线长度，其与所取的方向有关，常采用与底边平行的线作为粒径。b定向径（feret），指颗粒投影面上两平行切线间的距离。c长径，不考虑方向的最长径。d短径，不考虑方向的最短径。,（2）几何当量径：指颗粒的某一几何量（面积、体积等）相同时的球形颗粒的直径。a等投影面积径dA：与颗粒投影面积相同的某一圆面积的直径。b等体积径dV：c等表面积径dS：d体积表面积平均径de：颗粒体积与外表面积相同的圆球的直径。,（3）物理当量径：取颗粒某一物理量相同时的球形颗粒粒径。a自由沉降dt：特定气体中，在重力作用下，密度相同的颗粒因自由沉降而达到的末速度与球形颗粒所达到的末速度相同时的球形颗粒的直径。b空气动力径da：在静止的空气中颗粒的沉降速度与密度为1g/cm3的圆球的沉降速度相同时的圆球的直径。单位c斯托克斯径(Stokes)dst。在层流区内（对颗粒的雷诺数Re2.0）的空气动力径。Vt颗粒在流体中的终端沉降速度（m/s）d分割粒径（半分离粒径）d50：即分级效率为50%的颗粒直径。,（二）平均粒径对于一个由大小和形状不相同的粒子组成的实际粒子群与一个由均一的球形粒子组成的假想粒子群相比，若两者的粒径全长相同，则称此球形粒子的直径为实际粒子群的平均粒径。各种方法计算的平均粒径，数值相差很大。一般顺序：d1dsdvd2则有：（5-3）由上式可见Vt,若dp小，则Vt就小，故小颗粒就难分离。若将雷诺数Rep=1代入，可求出尘粒沉降时的临界粒径dc。得代入（5-2）得：（5-4）,工业粉尘粒径大致为1100m，粒径小于5m的尘粒实际沉降速度要比Stocks定律预示的大，需修正。故dp5m的尘粒：us=cusStocksc为修正系数，在空气中温度为20，压强为1atm时，dp为m。在其它温度下，Kc值就变化，,二、重力沉降室的设计,假设通过重力沉降室断面的水平气流的速度V分布式均匀的，呈层流状态；入口断面上粉尘分布均匀（即每个颗粒以自己的沉降末端速度沉降，互不影响）；在气流流动方向上尘粒和气流速度相等，就可得到除尘设计的简单模式。（一）沉降时间和（最小粒径时的）沉降速度尘粒的沉降速度为Vt，沉降室的长、宽、高分别为L、W、H，要使沉降速度为Vt的尘粒在沉降室内全部去除，气流在沉降室内的停留时间t（）应大于或等于尘粒从顶部沉降到灰斗的时间（），即：,将代入，可求出沉降室能100%捕集的最小粒径dmin上式是在理想状况下得到的，实际中常出现反混现象，工程上常用36代替式中的18，这样理论和实践更接近。室内的气流速度u应根据尘粒的密度和粒径确定。一般取0.22m/s。沉降室的设计:1).沉降时间;2).沉降速度(按要求沉降的最小颗粒)3).沉降室尺寸,（二）沉降室尺寸,先按算出捕集尘粒的沉降速度us，假设沉降室内的气流速度V和沉降室高度H（或宽度W），而后求沉降室的长度和宽度（或高度）。Q=WHV=WLVt沉降室长度：沉降室宽度：Q为处理气流量，m3/s,（一）设计要求1保证粉尘能沉降，L足够长；2气流在沉降室的停留时间要大于尘粒沉降所需的时间。3能100%沉降的最小粒径（二）设计的主要内容根据粒径dp算出1）Vt；2）初步确定了V、H，根据求长度L。3）根据进气量Q求宽度B，Q=VBH.,三、沉降室的结构重力除尘一般是让气流慢慢地通过结构简单而体积较大的除尘室，这样可为颗粒提供落入底部灰斗的机会。可通过在除尘室中放置一些水平隔板来缩短颗粒的降落距离。类型：重力沉降室可放置导流板，以改变气流的方向，也可利用鱼鳞板、百叶窗以产生惯性作用。有单层沉降室，有多层沉降式（平行的放置一些隔板）。折流板式沉降室（垂直的折流板安装在沉降室的顶部），惯性作用力会增强颗粒的重力作用。当气流被绕过折流板底部的时候，由于气流路径上这段弯曲部分的惯性作用，颗粒被分离下来。,四、重力沉降室的实际性能,沉降室的实际性能几乎从不进行实验测量或测试，在最好的情况下，这种装置也只能作为