第四章 机械除尘器

1、福州大学环境工程专业福州大学环境工程专业第四章 机械除尘器除尘装置简介除尘主导机理机械力电力是否有液体参与除尘或清灰干式湿式除尘装置简介工程应用过程中，习惯把除尘器按以下进行分类：工程应用过程中，习惯把除尘器按以下进行分类：1 1 机械除尘器2 过滤式除尘器3 静电除尘器4 湿式除尘器机械除尘器包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器特点是结构简单、造价低、维护方便，但除特点是结构简单、造价低、维护方便，但除尘效率不高尘效率不高往往作为多级除尘系统中的前级预处理往往作为多级除尘系统中的前级预处理过滤式除尘器包括袋式除尘器和颗粒层除尘器包括袋式除尘器和颗粒层除

2、尘器特点是以过滤机理作为除尘的主要机理特点是以过滤机理作为除尘的主要机理根据选用滤料和设计参数的不同，袋式除尘根据选用滤料和设计参数的不同，袋式除尘器的效率可高达器的效率可高达99.9%99.9%以上以上湿式除尘器包括低能湿式除尘器和高能文氏管除尘器包括低能湿式除尘器和高能文氏管除尘器特点是主要用水作为除尘的介质特点是主要用水作为除尘的介质一般来说，湿式除尘器的除尘效率较高一般来说，湿式除尘器的除尘效率较高当采用文氏管除尘器时，对微细粉尘效率仍可达当采用文氏管除尘器时，对微细粉尘效率仍可达95%以上，但所消耗能量较高以上，但所消耗能量较高湿式除尘器的主要缺点是会产生污水，需要进行处湿式除尘器的

3、主要缺点是会产生污水，需要进行处理，以消除二次污染理，以消除二次污染电除尘器用电力作为捕尘动力用电力作为捕尘动力有干式有干式ESPESP（干式清灰）和湿式（干式清灰）和湿式ESPESP（湿法清（湿法清灰）灰）效率高（特别是湿式效率高（特别是湿式ESPESP），消耗动力少），消耗动力少主要缺点是钢材消耗多，投资高主要缺点是钢材消耗多，投资高第四章 机械除尘器本质原理：利用质量力实现分离本质原理：利用质量力实现分离种类：种类：重力沉降室重力沉降室惯性除尘器惯性除尘器旋风除尘器旋风除尘器旋风除尘器4-1 结构结构4-2 工作原理工作原理4-3 性能性能4-4影响性能的主要因素影响性能的主要因素4-5

4、 选型设计选型设计4-1 旋风除尘器的结构4-2旋风除尘器的工作原理4-2旋风除尘器的工作原理根据阿根据阿特特林顿的试验：林顿的试验：核心气流的直径，底部为核心气流的直径，底部为0.6 d de e ，内圆筒下端为，内圆筒下端为0.8 0.8 d de e , ,平均为平均为0.65 d0.65 de ed de e排气筒直径排气筒直径4-2旋风除尘器的工作原理1、流场分布、流场分布2、速度分布、速度分布 内外涡旋的界面上气流切向速度最大内外涡旋的界面上气流切向速度最大 3、压力分布、压力分布4-3旋风除尘器的性能效率效率压损压损4.3.1旋风除尘器的除尘效率1、分割粒径、分割粒径在交界面上，

5、离心力在交界面上，离心力FC，向心运动气流作用于尘粒，向心运动气流作用于尘粒上的阻力上的阻力FD 若若 FC FD ，颗粒移向外壁，颗粒移向外壁若若 FC FD ，颗粒进入内涡旋，颗粒进入内涡旋当当 FC = FD时，有时，有50%的可能进入外涡旋，除尘的可能进入外涡旋，除尘效率为效率为50% 4.3.1旋风除尘器的除尘效率当介质为当介质为20的空气时，可简化为：的空气时，可简化为：其中：其中： de排气筒直径，排气筒直径，m 粉尘密度，粉尘密度，kg/m3 v切向气速，切向气速，m/s h假想高度，即旋风除尘器的特征长度，假想高度，即旋风除尘器的特征长度，m)(2132mhddpecp4.3

6、.1旋风除尘器的除尘效率旋风除尘器特征长度：从排气管下部至气流下降最旋风除尘器特征长度：从排气管下部至气流下降最低点间的距离低点间的距离其中：其中： D筒体直径，筒体直径，m A旋风除尘器进口断面积，旋风除尘器进口断面积，m2)()(3 . 23/12公式AlexanderADdhe4.3.1旋风除尘器的除尘效率2、旋风除尘器的分级效率、旋风除尘器的分级效率雷思雷思利希特模式利希特模式 其中其中n为涡流指数，为涡流指数，n1 T气体温度（气体温度（K），），D筒体直径（筒体直径（m）)(6931. 0exp111ncpidd3 . 014. 0)283)(67. 01 1TDn4.3.1旋风除

7、尘器的除尘效率2、旋风除尘器的分级效率、旋风除尘器的分级效率经验公式经验公式22)/(1)/(cpicpiidddd4.3.2 旋风除尘器的压损依据：依据： 总阻力进口阻力总阻力进口阻力+ +旋涡流场阻力旋涡流场阻力+ +排气管阻力排气管阻力结果：结果：其中：其中： 气体密度，气体密度，kg/m3； v 入口气速，入口气速，m/s； 局部阻力系数，局部阻力系数，)(212PaPgg2/16edA4-4影响性能的主要因素旋风除尘器结构尺寸对除尘器性能的影响旋风除尘器结构尺寸对除尘器性能的影响气体性质对除尘器性能的影响气体性质对除尘器性能的影响粉尘性质对除尘器性能的影响粉尘性质对除尘器性能的影响操

8、作因素对除尘器性能的影响操作因素对除尘器性能的影响4.4.1装置结构尺寸对性能的影响1、进口型式及比例尺寸、进口型式及比例尺寸2、筒体直径、筒体直径3、筒体长度与锥体长度、筒体长度与锥体长度4、排气管型式及安装尺寸、排气管型式及安装尺寸5、阻气排尘装置和集灰斗、阻气排尘装置和集灰斗4.4.1.1进口型式及比例尺寸进气方式进气方式进口断面型式进口断面型式进口面积进口面积1、进气方式径向进气：进口外缘相切（螺旋面、蜗壳）、内缘径向进气：进口外缘相切（螺旋面、蜗壳）、内缘相切相切轴向进气：旋风子轴向进气：旋风子1、进气方式（1）切向：最普通、使用相对较多）切向：最普通、使用相对较多（2）螺旋面：与水

9、平呈近似）螺旋面：与水平呈近似10向下，有利于气体向下作倾斜向下，有利于气体向下作倾斜的运动，并避免相邻螺旋的干扰，应小于的运动，并避免相邻螺旋的干扰，应小于15 ，一般取，一般取11 （3）渐开线（蜗壳）：）渐开线（蜗壳）：进气径向减薄，减少对内部气流的干扰进气径向减薄，减少对内部气流的干扰和撞击，加大了进口与排气管的距离，同时减少阻力和撞击，加大了进口与排气管的距离，同时减少阻力20%30%，其中以，其中以180 为佳为佳（4 4）轴向：最大限度减少进气与旋转气流间的干扰，提高效率）轴向：最大限度减少进气与旋转气流间的干扰，提高效率2、进气管断面型式（1）圆形）圆形（2）矩形）矩形b/h越

10、小，入口气流径向越薄，尘粒移向器壁的路越小，入口气流径向越薄，尘粒移向器壁的路程越短，程越短， h/b2左右左右 h/b23，b=（0.20.25）D，h=（0.40.75）D3、进口面积相对断面比筒体断面积进口断面积相对断面比筒体断面积进口断面积高效旋风除尘器：高效旋风除尘器：K613.5普通旋风除尘器：普通旋风除尘器：K46大流量旋风除尘器：大流量旋风除尘器：K34.4.1.2 筒体直径D越小，旋流越小，旋流r越小，越小，F离心离心越大，越大， 越大越大D过小，器壁与排气管越近，可能造成颗粒反过小，器壁与排气管越近，可能造成颗粒反弹至中心区弹至中心区高效旋风除尘器：高效旋风除尘器：D 0.

11、8进气口高度进气口高度4.4.1.4排气管的型式及安装尺寸气体在排气管内剧烈旋转，将排气管末端设气体在排气管内剧烈旋转，将排气管末端设计成蜗壳状可减小能量损失计成蜗壳状可减小能量损失排气速率尽可能小排气速率尽可能小4.4.1.5阻气排尘装置和集灰斗集灰斗是完成气固两相介质分离的最终环节集灰斗是完成气固两相介质分离的最终环节在除尘器锥体处，气流非常接近高湍流在除尘器锥体处，气流非常接近高湍流阻气排尘装置的基本功能是将除尘器内、外旋流气阻气排尘装置的基本功能是将除尘器内、外旋流气流加以隔离和分界，消除内外旋流临界处的干扰，流加以隔离和分界，消除内外旋流临界处的干扰，防止二次夹带防止二次夹带4.4.

12、1.5阻气排尘装置和集灰斗4.4.2 气体性质气体湿度：粘壁、堵塞，如磷肥工业粉尘气体湿度：粘壁、堵塞，如磷肥工业粉尘气体温度和黏度气体温度和黏度气体密度（可忽略）气体密度（可忽略）4.4.3粉尘性质1、粉尘的密度及粒度、粉尘的密度及粒度对压损影响可忽略对压损影响可忽略2、气体的含尘浓度、气体的含尘浓度 浓度增大，效率略增，压损略降，工程上一般可浓度增大，效率略增，压损略降，工程上一般可忽略其影响忽略其影响4.4.4操作因素1、二次效应、二次效应2、入口风速、入口风速3、漏风、漏风4、磨损、磨损4.4.4.1 二次效应4.4.4.2 操作风速进口气速越大，粒子所获得离心力越大进口气速越大，粒子

13、所获得离心力越大除尘器分割粒径越小，除尘效果越好，压损越大除尘器分割粒径越小，除尘效果越好，压损越大入口风速过大，可能引起二次扬尘入口风速过大，可能引起二次扬尘入口风速一般在入口风速一般在1525m/s)/()/1 ()/(3030201. 02 . 12smDDbDbgp4.4.4.3 漏风如排灰口漏风：如排灰口漏风：漏风漏风1%，除尘效率降低，除尘效率降低5%10%漏风漏风5%，除尘效率降低，除尘效率降低50%漏风漏风15%，除尘效率趋近于零，除尘效率趋近于零措施：措施：设副排气系统设副排气系统选用高可靠密闭性能的排尘装置选用高可靠密闭性能的排尘装置4.4.4.3 漏风锥底是旋风除尘器压力

14、最低的地方，杜绝锥底漏风锥底是旋风除尘器压力最低的地方，杜绝锥底漏风是保证旋风除尘器分离效率的重要措施是保证旋风除尘器分离效率的重要措施要求：顺利卸灰、高度的气密性要求：顺利卸灰、高度的气密性卸灰方式：干式、湿式卸灰方式：干式、湿式锁气器锁气器 (a)(a)双翻板式双翻板式 (b)(b)回转式回转式4.4.4.4 磨损直接影响：形成漏风直接影响：形成漏风磨损原因：磨损原因：气流高速冲刷的圆筒壁、蜗壳进口的外壳及锥体气流高速冲刷的圆筒壁、蜗壳进口的外壳及锥体的下部区域的下部区域气温升高导致钢材强度降低气温升高导致钢材强度降低粉尘浓度高、尘粒磨琢性强粉尘浓度高、尘粒磨琢性强如如6mm钢板旋风除尘器

15、处理高磨性烧结粉尘，钢板旋风除尘器处理高磨性烧结粉尘，6个月，个月，处理水泥粉尘处理水泥粉尘13年年4.5旋风除尘器的选型设计选型原则选型原则设计步骤设计步骤4.5.1旋风除尘器的选型原则气量一致：筒径尽量小，也可考虑若干并联或多管气量一致：筒径尽量小，也可考虑若干并联或多管旋风；旋风；入口风速保持在入口风速保持在151525m/s25m/s；压损小、结构简单；压损小、结构简单；能捕集的最小粒径要能捕集的最小粒径要粉尘粒径；粉尘粒径；4.5.1旋风除尘器的选型原则高温气体考虑保温：高温气体考虑保温：粉尘不吸收水份、露点为粉尘不吸收水份、露点为30305050时，保温至少至时，保温至少至露点以上

16、露点以上30 30 左右；左右；粉尘吸水性强（如水泥、石膏和含碱粉尘等）、露粉尘吸水性强（如水泥、石膏和含碱粉尘等）、露点为点为20205050时，保温至露点以上时，保温至露点以上404050 50 4.5.1旋风除尘器的选型原则气密性要好：尤其对于负压操作气密性要好：尤其对于负压操作易燃易爆粉（如煤粉）尘应设防爆装置：入口管道易燃易爆粉（如煤粉）尘应设防爆装置：入口管道设安全防爆阀门设安全防爆阀门粉尘黏性较小时，最大允许含尘浓度与筒径有关：粉尘黏性较小时，最大允许含尘浓度与筒径有关：4.5.2设计步骤主要包括类型、筒体直径及个数等参数确定。主要包括类型、筒体直径及个数等参数确定。1、确定处理量：、确定处理量：2、选择除尘器类型：、选择除尘器类型：3、确定除尘器直径：、确定除尘器直径：4、效率与压