第04章除尘技术3

1、第三节第三节 湿式除尘器湿式除尘器l使含尘气体与液体使含尘气体与液体 （一般为水）密切接触，利用水滴（一般为水）密切接触，利用水滴和尘粒的惯性碰撞及其它作用捕集尘粒或使粒径增大和尘粒的惯性碰撞及其它作用捕集尘粒或使粒径增大的装置的装置 l可以有效地除去直径为可以有效地除去直径为0.120m的液态或固态粒子，的液态或固态粒子，亦能脱除气态污染物亦能脱除气态污染物 l适用于净化不与水发生化学作用的各种粉尘，尤其是适用于净化不与水发生化学作用的各种粉尘，尤其是高温、易爆、易燃气体高温、易爆、易燃气体湿式除尘器的效率湿式除尘器的效率l高能和低能湿式除尘器高能和低能湿式除尘器低能湿式除尘器的压力损失为低

2、能湿式除尘器的压力损失为0.21.5kpa，对，对10m以上粉尘的净化效率可达以上粉尘的净化效率可达9095%高能湿式除尘器的压力损失为高能湿式除尘器的压力损失为2.59.0kpa，净化，净化效率可达效率可达99.5以上以上湿式除尘器湿式除尘器l根据湿式除尘器的净化机理，大致分为根据湿式除尘器的净化机理，大致分为重力喷雾洗涤器重力喷雾洗涤器旋风洗涤器旋风洗涤器自激喷雾洗涤器自激喷雾洗涤器板式洗涤器板式洗涤器填料洗涤器填料洗涤器文丘里洗涤器文丘里洗涤器机械诱导喷雾洗涤器机械诱导喷雾洗涤器 湿式除尘器湿式除尘器湿式除尘器湿式除尘器湿式除尘器湿式除尘器l主要湿式除尘装置的性能和操作范围主要湿式除尘装

3、置的性能和操作范围装置名称装置名称气体流速气体流速/ms-1液气比液气比 /l m-3压力损失压力损失/pa分割直径分割直径/m喷淋塔喷淋塔0.12231005003.0填料塔填料塔0.5123100025001.0旋风洗涤器旋风洗涤器15450.51.5120015001.0转筒洗涤器转筒洗涤器（300750r/min）0.7250015000.2冲击式洗涤器冲击式洗涤器1020105001500.2文丘里洗涤器文丘里洗涤器60900.31.5300080000.1湿式除尘器的优点湿式除尘器的优点 l在在耗用相同能耗时，耗用相同能耗时， 比干式机械除尘器高。高能耗湿式除尘器比干式机械除尘器高

4、。高能耗湿式除尘器清除清除0.1 m以下粉尘粒子，仍有很高效率以下粉尘粒子，仍有很高效率l 可与静电除尘器和布袋除尘器相比，而且还可适用于它们不能可与静电除尘器和布袋除尘器相比，而且还可适用于它们不能胜任的条件，如能够处理高温，高湿气流，高比电阻粉尘，及易胜任的条件，如能够处理高温，高湿气流，高比电阻粉尘，及易燃易爆的含尘气体燃易爆的含尘气体l在去除粉尘粒子的同时，还可去除气体中的水蒸气及某些气态污在去除粉尘粒子的同时，还可去除气体中的水蒸气及某些气态污染物。既起除尘作用，又起到冷却、净化的作用染物。既起除尘作用，又起到冷却、净化的作用湿式除尘器的缺点湿式除尘器的缺点 l排排出的污水污泥需要处

5、理，澄清的洗涤水应重复回用出的污水污泥需要处理，澄清的洗涤水应重复回用l 净化含有腐蚀性的气态污染物时，洗涤水具有一定程度的净化含有腐蚀性的气态污染物时，洗涤水具有一定程度的腐蚀性，因此要特别注意设备和管道腐蚀问题腐蚀性，因此要特别注意设备和管道腐蚀问题l不适用于净化含有憎水性和水硬性粉尘的气体不适用于净化含有憎水性和水硬性粉尘的气体l冬季烟囱易产生冷凝水冬季烟囱易产生冷凝水l寒冷地区使用湿式除尘器，容易结冻，应采取防冻措施寒冷地区使用湿式除尘器，容易结冻，应采取防冻措施 湿式除尘器的除尘机理湿式除尘器的除尘机理 l惯性碰撞参数与除尘效率惯性碰撞参数与除尘效率 简化模型简化模型 含尘气体与液滴

6、相遇，在液滴前含尘气体与液滴相遇，在液滴前xd处开始绕过液滴流动，惯性较大处开始绕过液滴流动，惯性较大的尘粒继续保持原来的直线运动。尘粒从脱离流线到惯性运动结的尘粒继续保持原来的直线运动。尘粒从脱离流线到惯性运动结束时所移动的直线距离为粒子的停止距离束时所移动的直线距离为粒子的停止距离xs，若，若xs大于大于xd；尘粒和尘粒和液滴就会发生碰撞液滴就会发生碰撞惯性碰撞参数与除尘效率惯性碰撞参数与除尘效率定义定义惯性碰撞参数惯性碰撞参数ni：停止距离停止距离xs与液滴直径与液滴直径dd的比的比值值对斯托克斯粒子对斯托克斯粒子up：粒子运动速度：粒子运动速度ud：液滴运动速度：液滴运动速度dd：液滴

7、直径：液滴直径 2pppdstidd()9duu cxsndd惯性碰撞参数与除尘效率惯性碰撞参数与除尘效率除尘效率：除尘效率：ni值越大，粒子惯性越大，则值越大，粒子惯性越大，则ii越高越高 喷雾塔洗涤器喷雾塔洗涤器 l假定假定所有液滴具有相同直径所有液滴具有相同直径液滴进入洗涤器后立刻液滴进入洗涤器后立刻以终末速度沉降以终末速度沉降液滴在断面上分布均匀、液滴在断面上分布均匀、无聚结现象无聚结现象含尘气体清洁气体循环水含尘水喷雾塔洗涤器喷雾塔洗涤器 l则立式逆流喷雾塔靠惯性碰撞捕集粉尘的效率则立式逆流喷雾塔靠惯性碰撞捕集粉尘的效率可以用下式预估可以用下式预估ut 一液滴的终末沉降速度，一液滴的

8、终末沉降速度，m/svg空塔断面气速，空塔断面气速，m/sz气液接触的总塔高度，气液接触的总塔高度，m d单个液滴的碰撞效率单个液滴的碰撞效率ltdgdtg31 exp2() q u zq duv喷雾塔洗涤器喷雾塔洗涤器l单液滴捕集效率单液滴捕集效率d d可用下式表示可用下式表示对于对于stokes 粒子，粒子， 紊流过渡区，紊流过渡区， 牛顿区，牛顿区， 2tdt()0.7sssdpdtiddd2()2xuuusnddd2tddddiudd()正比tddddiudd不随变化0 5tdddd1iudd./()反比喷雾塔洗涤器喷雾塔洗涤器l喷雾塔结构简单、压力损失小，操作稳定，经常与高喷雾塔结构

9、简单、压力损失小，操作稳定，经常与高效洗涤器联用捕集粒径较大效洗涤器联用捕集粒径较大( m 50）粉尘）粉尘l喷雾塔体积庞大，占地大，处理粒径喷雾塔体积庞大，占地大，处理粒径10 m的粉尘的粉尘效效率低，同时处理过程耗液多，液体需循环使用率低，同时处理过程耗液多，液体需循环使用l严格控制喷雾的过程，保证液滴大小均匀，对有效的严格控制喷雾的过程，保证液滴大小均匀，对有效的操作是很有必要操作是很有必要旋风洗涤器旋风洗涤器l干式旋风分离器内部以环形方式安干式旋风分离器内部以环形方式安装一排喷嘴，就构成一种最简单的装一排喷嘴，就构成一种最简单的旋风洗涤器旋风洗涤器l喷雾作用发生在外涡旋区，并捕集喷雾作

10、用发生在外涡旋区，并捕集尘粒，携带尘粒的液滴被甩向旋风尘粒，携带尘粒的液滴被甩向旋风洗涤器的湿壁上，然后沿壁面沉落洗涤器的湿壁上，然后沿壁面沉落到器底到器底l在出口处通常需要安装除雾器在出口处通常需要安装除雾器旋风水膜除尘器旋风水膜除尘器 l喷雾沿切向喷向筒壁，使壁面喷雾沿切向喷向筒壁，使壁面形成一层很薄的不断下流的水形成一层很薄的不断下流的水膜膜l含尘气流由筒体下部导入，旋含尘气流由筒体下部导入，旋转上升，靠离心力甩向壁面的转上升，靠离心力甩向壁面的粉尘为水膜所粘附，沿壁面流粉尘为水膜所粘附，沿壁面流下排走下排走 旋风洗涤器旋风洗涤器l旋风洗涤器的压力损失范围一般为旋风洗涤器的压力损失范围一

11、般为0.51.5kpa，可以可以下式进行估算下式进行估算 2l0ldg qppuq旋风洗涤器的压力损失，旋风洗涤器的压力损失，pa喷雾系统关闭时的压力损失，喷雾系统关闭时的压力损失，pa液滴密度，液滴密度，kg/m3液滴初始平均速度，液滴初始平均速度，m/s0pldup旋风洗涤器旋风洗涤器l离心洗涤器净化离心洗涤器净化dp5m的尘粒仍然有效，中心喷雾的的尘粒仍然有效，中心喷雾的旋风洗涤器对于旋风洗涤器对于dp0.5m的尘粒，效率可达的尘粒，效率可达95以上以上l耗水量耗水量l/g=0.51.5l/m3l适用于处理烟气量大，含尘浓度高的场合适用于处理烟气量大，含尘浓度高的场合l可单独使用，也可安

12、装在文丘里洗涤器之后作脱水器可单独使用，也可安装在文丘里洗涤器之后作脱水器l由于气流的旋转运动，使其带水现象减弱由于气流的旋转运动，使其带水现象减弱l可采用比喷雾塔更细的喷嘴可采用比喷雾塔更细的喷嘴文丘里洗涤器文丘里洗涤器l除尘器系统的构成除尘器系统的构成文丘里洗涤器文丘里洗涤器除雾器除雾器沉淀池沉淀池加压循环水泵加压循环水泵高效湿式洗涤器，常用于高温烟气降温和除尘高效湿式洗涤器，常用于高温烟气降温和除尘文丘里洗涤器文丘里洗涤器l除尘过程除尘过程文丘里除尘器：文丘里除尘器： 收缩管，收缩管， 喉管，喉管， 扩散管扩散管就其断面形状就其断面形状l圆形文丘里除尘器圆形文丘里除尘器l矩形文丘里除尘器

13、矩形文丘里除尘器文丘里洗涤器文丘里洗涤器 l除尘过程除尘过程 含尘气体由进气管进入收缩管后，流速逐渐增大，气流含尘气体由进气管进入收缩管后，流速逐渐增大，气流的压力能逐渐转变为动能的压力能逐渐转变为动能在喉管入口处，气速达到最大，一般为在喉管入口处，气速达到最大，一般为50180m/s洗涤液洗涤液 （一般为水）通过沿喉管周边均匀分布的喷嘴（一般为水）通过沿喉管周边均匀分布的喷嘴进入，液滴被高速气流雾化和加速进入，液滴被高速气流雾化和加速充分的雾化是实现高效除尘的基本条件充分的雾化是实现高效除尘的基本条件 除尘过程除尘过程雾化雾化水通过喉管周边水通过喉管周边均匀分布的若干均匀分布的若干小孔进入，

14、被高小孔进入，被高速的含尘气流撞速的含尘气流撞击成雾状液滴击成雾状液滴文丘里洗涤器文丘里洗涤器 凝聚凝聚 气体中尘粒气体中尘粒与与液滴液滴凝聚凝聚成较大颗粒成较大颗粒分离除尘分离除尘脱水或除雾脱水或除雾文丘里洗涤器文丘里洗涤器l通常假定通常假定微细尘粒以气流相同的速度进人喉管微细尘粒以气流相同的速度进人喉管洗涤液滴的轴向初速度为零，由于气流曳力在喉管洗涤液滴的轴向初速度为零，由于气流曳力在喉管部分被逐渐加速。在液滴加速过程中，由于液滴与部分被逐渐加速。在液滴加速过程中，由于液滴与粒子之间惯性碰撞，实现微细尘粒的捕集粒子之间惯性碰撞，实现微细尘粒的捕集l碰撞捕集效率随相对速度增加而增加，因此气流

15、入口碰撞捕集效率随相对速度增加而增加，因此气流入口速度必须较高速度必须较高 文丘里洗涤器文丘里洗涤器l几何尺寸几何尺寸进气管直径进气管直径d d1 1按与之相联管道直径确定按与之相联管道直径确定收缩管的收缩角收缩管的收缩角1常取常取23o25o喉管直径喉管直径d dt按喉管气速按喉管气速vt确定，其截面积与进口管确定，其截面积与进口管截面积之比的典型值为截面积之比的典型值为1：4v vt的选择要考虑到粉尘、气体和洗涤液的物理化学的选择要考虑到粉尘、气体和洗涤液的物理化学性质、对洗涤器效率和阻力的要求等因素性质、对洗涤器效率和阻力的要求等因素文丘里洗涤器文丘里洗涤器l几何尺寸（续）几何尺寸（续）

16、扩散管的扩散角扩散管的扩散角2一般为一般为5o7o出口管的直径出口管的直径dz按与其相联的除雾器要求的气速确定按与其相联的除雾器要求的气速确定 1t1122ddlctg2t2222ddlctg文丘里洗涤器文丘里洗涤器l压力损失压力损失高速气流的动能要用于雾化和加速液滴，因而压力高速气流的动能要用于雾化和加速液滴，因而压力损失大于其它湿式和干式除尘器损失大于其它湿式和干式除尘器卡尔弗特等人基于气流损失的能量全部用于在喉管卡尔弗特等人基于气流损失的能量全部用于在喉管内加速液滴的假定，发展了计算文丘里洗涤器压力内加速液滴的假定，发展了计算文丘里洗涤器压力损失的数学模式损失的数学模式文丘里洗涤器文丘里

17、洗涤器l压力损失（续）压力损失（续）l假定：假定：1.1.在喉管内气流速度为常数；在喉管内气流速度为常数；2.2.气体流动为不可压缩的绝热过程；气体流动为不可压缩的绝热过程；3.3.在任何断面上液气比不变；在任何断面上液气比不变；4.4.液滴直径为常数；液滴直径为常数；5.5.液滴周围压力是对称的，因而可以忽略液滴周围压力是对称的，因而可以忽略l根据作用在液滴上的惯性力与阻力的平衡根据作用在液滴上的惯性力与阻力的平衡2ddlgdddd1()d2umvua ctmd液滴质量ad液滴在垂直于流动方向上的截面积cd阻力系数2ddlgdddd1()d2umvua ctmd液滴质量ad液滴在垂直于流动方

18、向上的截面积cd阻力系数文丘里洗涤器文丘里洗涤器l压力损失（续）压力损失（续）l对于球形液滴对于球形液滴l根据由多种型式文丘里洗涤器得到的实验数据间的关系，根据由多种型式文丘里洗涤器得到的实验数据间的关系，海斯凯茨（海斯凯茨（heskethhesketh）提出了如下方程式）提出了如下方程式32ltg1.03 10() qpvq0.13320.78lgtg0.863( )()qpavq文丘里洗涤器文丘里洗涤器l除尘效率除尘效率 卡尔弗特等人作了一系列简化后提出下式以计算文卡尔弗特等人作了一系列简化后提出下式以计算文丘里洗涤器的通过率丘里洗涤器的通过率 922lpcp2g6.1 10exp()c

19、d fpp 和和分别为洗涤液和粉尘的密度，分别为洗涤液和粉尘的密度，g/cm3；气体粘度，气体粘度，101pa.s；文丘里洗涤器压力损失，文丘里洗涤器压力损失，cmh2o。粉尘粒径，粉尘粒径，m；一经验常数，在该表达式中为一经验常数，在该表达式中为0.10.4。lpgppdf和和分别为洗涤液和粉尘的密度，分别为洗涤液和粉尘的密度，g/cm3；气体粘度，气体粘度，101pa.s；文丘里洗涤器压力损失，文丘里洗涤器压力损失，cmh2o。粉尘粒径，粉尘粒径，m；一经验常数，在该表达式中为一经验常数，在该表达式中为0.10.4。lpgppdf文丘里洗涤器文丘里洗涤器l文丘里洗涤器性能气流速度、液气比之间的关系文丘里洗涤器性能气流速度、液气比之间的关系文丘里洗涤器文丘里洗涤器l喉部气速增大，除尘效率提高。一般喉部气速为喉部气速增大，除尘效率提高。一般喉部气速为50-80m/s，管道进出口流速，管道进出口流速10-20m/sl水的喷射速度控制水的喷射速度控制6m/s，过低，会被气流带走；过高，过低，会被气流带走；过高，雾化效果差，除尘效率降低雾化效