空气净化原理与设备PPT课件

1、 两种密度的关系： =（1-） 式中 -粉尘的密积密度，kgm3； -粉尘的真密度，kg m3 ； -粉尘的空隙率。 对于球形尘粒； =0.30.4，非球形尘粒的值则大于球形尘粒的值。粉尘越细、 越小、 比值越大，粉尘愈难捕集，当 10时，粉尘捕集困难。 工业粉尘的真密度和容积密度值。第1页/共253页粉尘名称真密度gcm3容积密度gcm3滑石粉2.750.590.71石灰粉2.701.10硅砂粉105m2.631.55炭黑1.850.04烟尘2.151.2锅炉炭末2.10.6氧化铜6.42.64硅酸盐水泥3.121.5部分工业粉尘的真密度和容积密度值第2页/共253页二、粒 径 分 布 粉尘

2、的粒径分布是指粉尘中各种粒径尘粒所占的百分数，亦称颗粒的分散度。 按质量计的质量粒径分布， 按粒数计的颗粒粒径分布， 用表面积表示的表面积粒径分布等多种表示方式。 除尘技术中一般使用质量粒径分布。第3页/共253页三、比表面积 粉尘的比表面积为单位质量(或体积)粉尘具有的表面积，一般用cm2g或 cm2 cm3表示，其大小表示颗粒群总体的细度，它和粉尘的润湿性和粘附性相关。第4页/共253页四、爆四、爆 炸炸 性性爆炸性爆炸性 固体物料破碎后，总表面积大大增加,粉尘的化学活泼性大为加强。某些在堆积状态下不易燃烧的可燃物如糖、面粉、煤粉等，当它以粉末状悬浮于空气中时，与空气中的氧有了充分的接触机

3、会，在一定的温度和浓度下，可能发生爆炸。设计除尘系统时，必须高度注意。 能够引起爆炸的可燃物浓度称为爆炸浓度 能起爆炸的最低浓度称为爆炸下限第5页/共253页五、含 水 率 粉尘的含水率为粉尘中所含水分的质量与粉尘总质量的比值 W=Mw/（Mw+Md） 式中 Mw粉尘中所含水分质量，g； Md干粉质量，g； W粉尘的含水率，。 测定含水率的最基本方法是将一定量(约lOOg)的尘样放在105的烘箱中烘干后的质量与烘前质量之差，即为粉尘中所含水分的质量，便可求得含水率。第6页/共253页六、润六、润 湿湿 性性 尘粒与液体相互附着的性质称为粉尘的润湿性。易于被水润湿的粉尘称为亲水性粉尘亲水性粉尘，

4、难于被润湿的粉尘称为疏水性粉尘疏水性粉尘；吸水后能形成不溶于水的硬垢的粉尘称为水硬性粉尘水硬性粉尘。 粒径dc5m的粉尘很难被水润湿；水泥、熟石灰与白云石砂等均属于水硬性粉尘。七、粘七、粘 附附 性性 尘粒粘附于固体表面或颗粒之间互相凝聚的现象称为粘附。前者易使除尘设备和管道堵塞，后者则有利于除尘效率的提高。 对于粒径dc 999986湿式电除尘器 999892振打袋式除尘器999999逆喷袋式除尘器1009999一些除尘器在不同粒径下的概略效率第16页/共253页全面地评价净化装置的性能包括技术指标和经济指标。技术指标: : 一般常以处理气体量、净化效率，压力损失及负荷适应性等特性参数来表示

5、；经济指标: : 主要包括设备费、运行费和占地面积等。 除上述基本性能外，还应考虑装置安装、操作、检修的难易程度等因素。第17页/共253页二、除尘机理 目前常用除尘器的除尘机理主要有以下几个方面：1重力 气流中的尘粒可以依靠重力自然沉降，从气流中进行分离。由于尘粒的沉降速度一般较小，这个机理只适用于粗大的尘粒。2离心力 含尘气流作圆周运动时，由于惯性离心力的作用，尘粒和气流会产生相对运动，使尘粒从气流中分离。它是旋风除尘器工作的主要机理。第18页/共253页3惯性碰撞 含尘气流在运动过程中遇到物体的阻挡(如挡板、纤维、水滴等)时，气流要改变方向进行绕流，细小的尘粒会随气流一起流动。粗大的尘粒

6、具有较大的惯性，它会脱离流线，保持自身的惯性运动，这样尘粒就和物体发生了碰撞，这种现象称为惯性碰撞。 惯性碰撞是过滤式除尘器、湿式除尘器和惯性除尘器的主要除尘机理。第19页/共253页4 4接触阻留 细小的尘粒随气流一起绕流时，如果流线紧靠物体(纤维或液滴)表面，有些尘粒因与物体发生接触而被阻留，这种现象称为接触阻留。 当尘粒尺寸大于纤维网眼而被阻留时，这种现象称为筛滤作用。 粗孔或中孔的泡沫塑料过滤器主要依靠筛滤作用进行除尘。第20页/共253页5扩散 小于1m的微小粒子在气体分子撞击下，像气体分子一样作布朗运动。如果尘粒在运动过程中和物体表面接触，就会从气流中分离，这个机理称为扩散。 dc

7、0.3 m的尘粒，这是一个很重要的机理。第21页/共253页6静电力 悬浮在气流中的尘粒，如带有一定的电荷，可以通过静电力使它从气流中分离。由于自然状态下，尘粒的荷电量很小，因此，要得到较好的除尘效果必须设置专门的高压电场，使所有的尘粒都充分荷电。第22页/共253页7 7凝聚 凝聚作用不是一种直接的除尘机理。通过超声波、蒸汽凝结、加湿等凝聚作用，可以使微小粒子凝聚增大，然后再用一般的除尘方法。第23页/共253页除尘机理第24页/共253页第25页/共253页三、除尘器分类根据主要除尘机理的不同，除尘器可分为以下几类：1重力除尘，如重力沉降室；2惯性除尘，如惯性除尘器；3离心力除尘，如旋风除

8、尘器；4过滤除尘，如袋式除尘器，颗粒层除尘器、纤维过滤 器、纸过滤器；5洗涤除尘，如自激式除尘器、卧式旋风水膜除尘器；6. 静电除尘，如电除尘器。 第26页/共253页根据气体净化程度的不同，可分为以下几类：1.粗净化 主要除掉粗大的尘粒，一般用作多级除尘的第一级。2. 中净化 通风除尘系统，要求净化后的空气含尘浓度不超过100200mgm3。3. 细净化 通风空调系统的进风系统和再循环系统，要求净化后的空气含尘浓度不超过12mg m3 。4. 超净化 主要除掉1m以下的细小尘粒，用于清洁度要求较高的洁净房间，净化后的空气含尘浓度视工艺要求而定。第27页/共253页第三节 重力沉降室及惯性除尘

9、器一、重力沉降室 利用重力作用使粉尘自然沉降的一种最简单的除尘装置。第28页/共253页第29页/共253页1.尘粒的沉降速度vs2.重力沉降室的计算 气流在沉降室内停留时间 t1=L / v尘粒从除尘器顶部降落到底部所需时间 t2=H/ vs 要把沉降速度为vs的尘粒在沉降室内全部除掉，必须满足t1 t2 (L / v) (H/ vs)第30页/共253页3.设计新的重力降尘室 先要算出捕集尘粒的沉降速度 假设沉降室内的气流速度和沉降室高度 再求得沉降室的长度和宽度重力沉降室仅适用于50 m以上的粉尘。由于它除尘效率低、占地面积大，通风工程中应用较少。 第31页/共253页第32页/共253

10、页二、惯性除尘器 惯性除尘器是使含尘气流方向急剧变化或与挡板、百叶等障碍物碰撞时，利用尘粒自身惯性力从含尘气流中分离尘粒的装置。第33页/共253页惯性除尘器第34页/共253页 性能主要取决于速度v、折转半径r，转折角度。 可用于收集大于20 m粒径的尘粒。 压力损失则因结构不同差异很大，一般为100400Pa。 进气管内气流速度取10ms为宜。 常用的惯性除尘器有气流折转式、重力挡板式、百叶板式与组合式等几种第35页/共253页第36页/共253页惯性除尘器第37页/共253页1重力沉降式气流折转惯性除尘 是将进气管插入到沉降室内，使折转向上，尘粒靠惯性沉降下来，气流则排出器外。 这种除尘

11、器的进气管也可作成渐扩形式。 降低进气管出口的气流速度，减少由于气流冲击而引起的二次扬尘。除尘器 入口气流速度一般大于12ms； 筒体速度小于5ms； 筒体的高度H为（1.52.0)D； 入口管道插入除尘器的深度H1 55 ，卸灰口直径d0=0.10.2m。第38页/共253页重力沉降式气流折转惯性除尘器第39页/共253页2带百叶的惯性除尘器 含尘气流进入除尘器后，按百叶的方向折转使粉尘分离，然后气流由排气管排出。 提高冲向百叶板的气流速度，可以提高除尘效率. 在百叶式惯性除尘器中，通常取1215ms。第40页/共253页百叶式惯性除尘器第41页/共253页 百叶式惯性除尘器 90的含尘气流

12、通过百叶之间的缝隙(一般不大于6mm)，急转折150角，净化后排除。其中的粉尘由于惯性作用撞击在百叶的斜面上，返回到中心气流中，这样在剩余的10的气流中，粉尘得到凝聚。这股气流被引入到二次除尘的旋风除尘器中，在这里除尘后的气流再返回到百叶式除尘器的入口再次净化。 除尘器的总效率为7394。对水泥尘(10m的尘粒占75)的总除尘效率为87。 缺点是压力损失较一般惯性除尘器大，约为500700Pa。 百叶式惯性除尘器不适用于纤维性粉尘，这种粉尘易将叶片间缝隙堵死，难以清灰。第42页/共253页第43页/共253页第四节 旋风除尘器 旋风除尘器是利用气流旋转过程中作用在尘粒上的惯性离心力，使尘粒从气

13、流中分离的。 旋风除尘器结构简单，体积小、维护方便，对于1020m的粉尘，效率为90左右。 旋风除尘器在通风工程中得到了广泛应用，它主要用于10 m以上的粉尘，可用作多级除尘中的第一级除尘器。它也是我国中小型燃煤锅炉烟气净化的主要除尘设备。 在其他行业也常用它回收有用物料，如催化剂、面粉、水泥等。第44页/共253页第45页/共253页第46页/共253页第47页/共253页第48页/共253页一、旋风除尘器的工作原理1旋风除尘器内气流与尘粒的运动 普通的旋风除尘器是由筒体、锥体、排出管三部分组成。 含尘气流由切线进口进入除尘器，沿外壁由上向下作螺旋形旋转运动，这股向下旋转的气流称为外涡旋。外

14、涡旋到达锥体底部后，转而向上，沿轴心向上旋转，最后经排出管排出。这股向上旋转的气流称为内涡旋。向下的外涡旋和向上的内涡旋，两者的旋转方向是相同的。气流作旋转运动时，尘粒在惯性离心力的推动下，要向外壁移动。到达外壁的尘粒在气流和重力的共同作用下，沿壁面落入灰斗。第49页/共253页含尘气流由切线进口进入除尘器，沿外壁由上向下作螺旋形旋转运动形成外涡旋。外涡旋到达锥体底部后，转而向上，沿轴心向上旋转，最后经排出管排出形成内涡旋。向下的外涡旋和向上的内涡旋两者的旋转方向是相同的。 气流作旋转运动时，尘粒在惯性离心力的推动下，要向外壁移动。到达外壁的尘粒在气流和重力的共同作用下，沿壁面落入灰斗。第50

15、页/共253页 气流从除尘器顶部向下高速旋转时，顶部的压力发生下降，一部分气流会带着细小的尘粒沿外壁旋转向上，到达顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，从排出管排出。这股旋转气流称为上涡旋。如果除尘器进口和顶盖之间保持一定距离，没有进口气流干扰，上涡旋表现比较明显。第51页/共253页2切向速度 切向速度是决定气流速度大小的主要速度分量，也是决定气流中质点离心力大小的主要因素。 除尘器某一断面上的速度分布和压力分布。 外涡旋的切向速度Vt是随半径r的减小而增加，在内、外涡旋交界面上，Vt达到最大。可以近似认为，内外涡旋交界面的半r0=(0.60.65)rp(rp为排出管半径)。 内涡旋的切向速度是随

16、r的减小而减小的。第52页/共253页第53页/共253页3.径向速度 旋风除尘器内的气流除了作切向运动外，还要作径向的运动。 外涡旋的径向速度是向心的，而内涡旋的径向速度是向外的。 气流的切向分速度Vt和径向分速度w对尘粒的分离起着相反的影响，前者产生惯性离心力，使尘粒有向外的径向运动，后者则造成尘粒作向心的径向运动，把它推入内涡旋。第54页/共253页 如果近似认为外涡旋气流均匀地经过内、外涡旋交界面进入内涡旋，交界面上气流的平均径向速度 0 =L/2r0H m/s L旋风除尘器处理风量，m3/s H假想圆柱面高度， m r0 交界面的半径， m。第55页/共253页第56页/共253页4

17、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，随气流逐渐上升，速度不断增大，在排气管底部达到最大值。第57页/共253页 5压力分布 试验研究表明，即使在正压下运行，旋风除尘器轴心处也保持负压，这种负压能一直延伸到灰斗。据测定，有的旋风除尘器当进口处静压为+900Pa时，除尘器下部静压为-300Pa。因此，除尘器下部不保持严密，会有空气渗入，把已分离的粉尘重新卷入内涡旋。第58页/共253页第59页/共253页三、影响旋风除尘器性能的因素1. 进口速度u 进口速度u对除尘效除尘效率和除尘器阻力都是随增大而增高的。由于阻力是与进口速度的平方成比例，因此u值不宜过大，一般控制在1

18、225ms之间。2. 筒体直径D和排出管直径Dp 筒体直径愈小，尘粒受到的惯性离心力愈大，除尘效率愈高。目前常用的旋风除尘器直径一般不超过800mm。 内、外涡旋交界面的直径D 0=0.6 Dp 。，内涡旋的范围是随Dp 的减小而减小的，减小内涡旋有利于提高除尘效率第60页/共253页3旋风除尘器的筒体和锥体高度 由于在外涡旋内有气流的向心运动，外涡旋在下降时不一定能达到除尘器底部，因此，筒体和锥体的总高度过大，对除尘效率影响不大，反而使阻力增加。 筒体和锥体的总高度以不大于5倍筒体直径为宜。4除尘器下部的严密性 锥体底部处于负压状态，如果除尘器下部不严密，渗入外部空气，会把正在落入灰斗的粉尘

19、重新带走，使除尘效率显著下降。 漏风5%，除尘效率降低50% 漏风1015%，除尘效率降低？第61页/共253页四、旋风除尘器的其它结构形式(一)多管除尘器 把许多小直径(100250mm)旋风管(称为旋风子)并联使用，这种除尘器称为多管除尘器。 含尘气流沿轴向通过螺旋形导流片进入旋风子，孔其中作旋转运动。多管除尘器内通常要并联几十个以上的旋风子。 试验研究表明，多个旋风子组合后的除尘效果要比单个旋风子差。保证各旋风子气流分布均匀是多管除尘器设计运行的关键。旋风子尺寸不宜过小，不宜处理粘性大的粉尘，以免堵塞。 多管除尘器主要用于高温烟气净化。第62页/共253页多管除尘器第63页/共253页多

20、管除尘器第64页/共253页旋风子第65页/共253页 由于在同一箱体内设有很多旋风子，因此气流分布均匀对其工作具有重要意义。 通常要求各旋风子的大小及压力损失相同，特别是在排灰口上的负压相同。一般在顺气流不多于10排，而垂直于气流方向可布置16排。为避免气流由一个旋风子串入另一个旋风子，每隔6列在灰斗中要设隔板或设单独灰斗。 立式多管旋风除尘器进口流速一般为1020ms，除尘器压力损失为500800Pa。 除尘效率为75一95，最高允许温度为300400C。第66页/共253页(二)旁路式旋风除尘器旁路式旋风除尘器的结构1.设有切向分离室(旁路分离室)，2.顶盖和进口之间保持一定距离；3.出

21、管插入深度较短。 在旁路式旋风除尘器上专门设有旁路分离室，让积聚在上部的细粉尘经旁路进入除尘器下部。 试验表明，关闭除尘器的旁路时，它的效率会显著下降。 使用时要特别注意旁路积灰，以免堵塞。第67页/共253页旁路式旋风除尘器旁路式旋风除尘器第68页/共253页五、旋风除尘器的进口形式1.直入式 直入式又分为平顶盖和螺旋形顶盖 平顶盖直人式进口结构简单，应用最为广泛。 螺旋形直入式进口避免了进口气流与旋转气流之间的干扰，可减小阻力，但效率会下降。2.蜗壳式 如果除尘器处理风量大，需需要大的进口，采用蜗壳式进口可以避免进口气流与排出管发生直接碰撞有利于除尘效率和阻力的改善。3.轴流式 轴流式进口

22、主要用于多管旋风除尘器的旋风子。第69页/共253页第70页/共253页第71页/共253页六、旋风除尘器的排灰装置收尘量较大，要求连续排灰时，可设双翻板式和回转式锁气器。第72页/共253页排灰装置第73页/共253页小结 旋风除尘器是利用气流旋转过程中作用在尘粒上的惯性离心力，使尘粒从气流中分离的。 旋风除尘器结构简单，体积小、维护方便，对于1020m的粉尘，效率为90左右。 旋风除尘器在通风工程中得到了广泛应用，它主要用于10 m以上的粉尘，可用作多级除尘中的第一级除尘器。它也是我国中小型燃煤锅炉烟气净化的主要除尘设备。 在其他行业也常用它回收有用物料，如催化剂、面粉、水泥等。第74页/

23、共253页第五节过滤式除尘器第75页/共253页第76页/共253页第77页/共253页第78页/共253页一、袋式除尘器(一)袋式除尘器的工作原理 袋式除尘器是利用多孔的袋状过滤元件从含尘气体中捕集粉尘的一种除尘设备。 主要由过滤装置和清灰装置两部分组成。前者的作用是捕集粉尘、后者则用以不断清除滤袋上的积尘，保持除尘器的处理能力。通常还设有控制装置，使除尘器按一定程序清灰；存输灰装置等。 利用纤维织物的过滤作用将含尘气体中的粉尘阻留在滤袋上的，这种过滤作用通常是通过筛滤效应、惯性碰撞效应、钩住效应、扩散效应、静电效应除尘机理的综合作用而实现的。 第79页/共253页袋式除尘器第80页/共25

24、3页 当含尘气体通过滤料时，主要依靠纤维的筛滤、拦截、碰撞、扩散和静电吸引五种效应，将粉尘阻留在滤料上。形成“一次粉尘层”见图。 在此之前、滤料的除尘效率不高，通常只有5080。同滤料相比，多孔的一次粉尘层具有更高的除尘效率，因而对尘粒的捕集起着更为主要的作用。 自1886年出现袋式除尘器至今的大部分时期内、一直依据这种原理而捕集粉尘。这是建立在采用机织布滤料的基础上的。 第81页/共253页 针刺毡滤料的出现、使袋式除尘器的工作原理出现了变化，被称为“三维滤料”的针刺毡，具有更细小、分布均匀而且有一定纵深的孔隙结构，能使尘粒深入滤料内部、有着深层过滤的作用。因而在不主要依赖粉尘层的情况下，同

25、样能获得很好的捕集效果。 最新出现的表面过滤技术，是在滤料表面造成具有微细孔隙的薄层，其孔径小到足以使所有的粉尘都被阻留在滤料表面，即直接靠滤料的作用捕集粉尘。既不依靠粉尘层的作用，又不让尘粒进入滤料深层、在获得更高除尘效率的同时，也使清灰变得容易，从而保持低的压力损失。 当滤袋表面积附的粉尘层厚到一定程度时，便须以某种装置对滤袋进行清灰，以保证工作所需的透气性。袋式除尘器正是在这种不断滤尘而又不断清灰的交替过程中进行工作的。第82页/共253页 (二)袋式除尘器的阻力 袋式除尘器阻力与除尘器结构、滤袋布置、粉尘层特性、清灰方法、过滤风速、粉尘浓度等因素有关。 袋式除尘器阻力 P= Pg+ P

26、o+ Pc 式中 Pg除尘器结构阻力，Pa； Po滤料本身的阻力，Pa； Pc粉尘层阻力，Pa。 除尘器结构阻力 Pg 是指设备进、出口及内部流道内挡板等造成的流动阻力。通常 Pg =200500Pa。第83页/共253页滤料阻力 Po=0 v 式中 0 滤料的阻力系数，1m； 气体的动力粘性系数，Pas； v过滤速度，ms。滤料上粉尘层阻力 Pc= d v=a m v 式中 d 粉尘层的阻力系数，1m； a 粉尘层的比阻力，mkg， m一滤料上堆积粉尘负荷，kgm2。 一般情况下， Po=50200 Pa， Pc=5002500 Pa。粉尘层的压力损失占除尘器压力损失的绝大部分。因而滤料上堆

27、积粉尘负荷对除尘器压力损失有决定性的影响。第84页/共253页(三)袋式除尘器的滤料 滤袋是袋式除尘器最重要的部件之一。近年来出现了以塑料、金属、陶瓷制成的微孔过滤元件，或以硅酸盐纤维制作的袋状过滤元件。但目前绝大多数袋式除尘器仍以纤维织物滤料制作滤袋。 滤料应具备以下性能： 除尘效率高，对微细粉尘也有很高的效率； 清灰容易，以保持低的压力损失； 机械强度高，抗拉、耐磨、抗皱折； 耐温性好，抗化学腐蚀，抗水解； 尺寸稳定性好，使用过程中变形小； 成本低，使用寿命长。 这些性能主要取决于所用材质的理化性质，也取决于滤料结构。第85页/共253页 1.滤料的材质及特点(1)棉纤维 不耐高温，耐酸性

28、差，耐碱性好。尺寸稳定。现仅用于对回收物料的纯度有严格要求的场合。(2)羊毛 长期以来是滤料的主要材质。不耐高温，价格较贵。羊毛表面呈鳞片状结构，因此既可制成纺织物，也可制成毡。(3)聚酯纤维(涤纶)是目前用作滤料的最主要材质，应用最为广泛。各方面的性能都很优良，且价格低廉。但不耐高温。(4)聚丙烯腈纤维(德拉纶)耐温性能与涤纶相同，但耐水解性更优，价格稍贵，各方面性能都很优良。在电站锅炉除尘有广泛应用。(5)芳香族聚腕胺纤维(诺梅克斯、芳纶1313)耐温2000C，尺寸稳定性好，难以燃烧，有阻燃性。抗水解性能差。在同类材质中价格较便宜。是用作高温滤料的主要材质。第86页/共253页(6)聚(

29、苯)砜胺纤维(芳砜纶、苏砜一T) 系与诺梅克斯属同一族的高分子聚合物，耐温性能也相同，耐水解，尺寸稳定性差。(7)聚四氟乙烯纤维(特氟纶) 耐热性能好，长期工作温度260几乎能经受所有的化学腐蚀，是性能最佳的合成纤维。但价格昂贵，因而应用较少。 (8)Rytocs(莱通)纤维 是以聚苯硫(PPS)为基础而形成的，长期工作温度190，瞬时最高温度232。抗酸、碱和有机溶剂腐蚀的能力很强，对强氧化剂的腐蚀也有一定的抗御能力，不水解，有阻燃性。已在燃煤锅炉电站、垃圾焚烧炉等烟气净化中取得良好应用效果。(9)聚腕亚胺纤维(P一84) 耐热性能好，长期工作温度2600C，抗酸碱腐蚀能力强。其纤维很细，且

30、纤维断面是不规则形状，因而制成的滤料能形成表面过滤，从而获得高于一般滤料的除尘效率和低的压力损失。第87页/共253页(10)玻璃纤维 可在280以下长期工作，抗拉强度高，不抗折、不耐磨，不耐水解，不能用于含氟烟气。有无碱、中碱和高碱三种，制作滤料多用前两种。可制成机织布，也可制成针刺毡。应用广泛。(11)金属纤维 主要是不锈钢纤维。有非常好的耐热电，使用寿命长。可制成机织布，也可制成针刺毡。面积面积 A压差压差 Px存污能力存污能力 Y面积面积 A压差压差 Px/4存污能力存污能力 4Y面积面积 A压差压差 Px/16存污能力存污能力 16Y滤布的编织结构第88页/共253页几种常用滤料的性

31、能见表43名称耐温性能吸湿率%耐酸性 耐碱性 强度长期最高棉7585958不行稍好1羊毛80901001015稍好不行0.4尼龙7585954.04.5 稍好好2.5奥纶1301506好不好1.6涤纶1401606.5好不好1.6玻璃纤维 2500好不好1第89页/共253页( (二二) )袋式除尘器的主要类型袋式除尘器的主要类型袋式除尘器有许多结构型式，通常可以根据以下特点进行分类。（1 1）按清灰方式可分为1 1）机械清灰2 2）脉冲喷吹清灰3 3）逆气流清灰（2 2）按滤袋形状可分为1 1）圆袋2 2）扁袋按过滤方式可分为1 1）内滤式2 2）外滤式1 1）上进风2 2）下进风第90页/

32、共253页(二)袋式除尘器的主要类型1. 按清灰方式分类 清灰方式在很大程度上影响着袋式除尘器的性 (1)机械振动类是袋式除尘器分类的主要依据。 利用手动、电动或气动的机械装置使滤袋产生振动而清灰。振动可以是垂直、水平、扭转或组合等方式，振动频率有高、中、低之分。清灰时必须停止过滤，有的还辅以反向气流，因而箱体多做成分室结构，顺次逐室清灰。 机械振动方式的清灰作用不强，只能允许较低的过滤风速。目前使用越来越少。第91页/共253页1-电机2-偏心块3-振动架4-橡胶垫5-支架6-滤料7-花板8-灰斗9-支柱10-密封插板第92页/共253页(2)气流反吹类 利用与过滤气流相反的气流，使滤袋形状

33、变化，粉尘层受挠曲力和屈曲力的作用而脱落. 气流反吹清灰多采用分室工作制度。也有使部分滤袋逐次清灰而不取分室结构的形式。反向气流可由除尘器前后的压差产生，或由专设的反吹风机供给。 某些反吹清灰装置设有产生脉动作用的机构，造成反向气流的脉冲作用，以增加清灰能力。反吹气流在整个滤袋上的分为均匀，振动也不剧烈，对滤袋的损伤较小。其清灰能力属各种方式中最弱者。因而允许的过滤风速较低，设备压力损失较大。第93页/共253页第94页/共253页 回转式逆气流反吹除尘器 反吹空气由风机供给。反吹空气经中心管送到设在滤袋上部的旋臂内，电动机带动旋臂旋转，使所有滤袋都得到均匀反吹。每只滤袋的反吹时间约05s，反

34、吹的时间间隔约为15min左右，反吹风机的风压约为5kPa左右。在高温工况下(80120)，推荐的过滤风速u=0.81.2mmin.m2，在低温工况下(xd，尘粒和滴液就会发生碰撞。 在除尘技术中，把xs与液滴直径dy的比值称为惯性碰撞数Ni。 Ni=xs/dy=vyd2/18dyCF第117页/共253页式中 vy 尘粒与液滴的相对运动速度， dy液滴的直径，m； d尘粒直径，m。 惯性碰撞数是和Re数一样的一个准则数，反映惯性碰撞的特征。Ni数愈大，说明尘粒和申体(如液滴、挡板、纤维)的碰撞机会愈多，碰撞愈强烈，因而惯性碰撞所造成的除尘效率也愈高。 从公式(451)可以看出，尘粒直径和密度

35、确定以后，Ni数的大小取决于尘粒与液滴间的相对速度和液滴直径。因此，对于一个已定的湿式除尘系统，要提高Ni值，必须提高气液相对运动速度和减小液滴直径。 目前工程上常用的各种湿式除尘器基本上是围绕 这两个因素发展起来的。 第118页/共253页 注意：并不是液滴直径d，愈小愈好，d过小，液滴容易随气流一起运动，气液的相对运动速度。试验表明，液滴直径约为捕集粒径的150倍时，效果最好，过小都会使除尘效率下降。气流的速度也不宜过高，以免阻力增加。第119页/共253页 (二)扩散 从公式(451)可以看出，当粒径小于1m时，Ni0。但是实际的除尘效率并不一定为零，这是因为尘粒向液体表面的扩散在起作用

36、。粒径在0.14 m左右扩散是尘粒运动的主要因素。扩散引起的尘粒转移与气体分子的扩散是相同的。扩散转移量与尘液接触面积、扩散系数、粉尘浓度成正比，与液体表面的液膜厚度成反比。 扩散系数D=kTkc/3dc 式小 k波尔兹曼常数，k=1.3805410-23JK； kc库宁汉滑动修正系数。 从公式可以看出，粒径愈大，扩散系数D愈小。例如在25空气中，0.1 m的尘粒扩散系数为6.5 10-6 cm2s，0.01 m的尘粒扩故系数为4.4 10-4 cm2s。第120页/共253页 粒径对除尘效率的影响，扩散和惯性碰撞是相反的。 散除尘效率是随液滴直径，气体粘度、气液相对运动速度的减小而增加的。在

37、工业上单纯利用扩散机理的除尘装置是没有的，但是某些难以捕集的细小尘粒能在湿式除尘器或过滤式除尘器中捕集是与扩散、凝聚等机理有关的。当处理粉尘的粒径比较小，在设计和选用湿式除尘器或过滤式 除尘器时，应有意识地利用扩散机理。第121页/共253页第九节 除尘器的选择 选择除尘器时必须全面考虑各种因素的影响，如处理风量、除尘效率、阻力，一次投资、维护管理等。各种常用除尘器的综合性能第122页/共253页除尘器适用粒径 m效率 %阻力Pa设备 运行费重力5010 为使管段l、2达到阻力平衡，改变管段2的管径，增大其阻力。 根据公式(6-16) D2=D2(P2 P2 )0.225=124.8mm 取D

38、2 =130mm。其对应的阻力 P2 =179.7（140/130） 1/0.225=249.7Pa （Pl -P2 ） / Pl=（298.5- 249.7）/ 298.5 =16.8 10第175页/共253页(2)汇合点B Pl +P3=298.5+54=352Pa P4= 362Pa P4- （ Pl + P3 ） / P4= 3 6 2 -352.5/362=2.6 10 符合要求 8计算系统的总阻力 P= (Rml+Z)=298.5+54+99.2+58.6+87.8+1200 =1798Pa第176页/共253页 9选择风机 风机风量 Lf=1.15L=1.156615=7607

39、m3h 风机风压 Pf=1.15P=1.151798=2067Pa，第177页/共253页 四、通风除尘系统风管压力损失的估算 在进行系统的方案比较或申报通风除尘系统的技术改造计划时，对系统的总损失作粗略通风除尘系统风管压力损失的估算 。系统性质管道风速m/s风管长度m排风点个数压力损失pa通风系统14302以上30050014504以上350400除尘系统161850612001400第178页/共253页第五节 通风管道设计中的有关问题一、系统划分 当车间内不同地点有不同的送、排风要求，或车间面积较大，送、排点较多时，常分设多个送、排风系统。 系统划分的原则是：1空气处理要求相同、室内参数

40、要求相同的，可划为一系统。2同一生产流程、运行班次和运行时间相同的，可划为同一系统。第179页/共253页 3对下列情况应单独设置排风系统(1)两种或两种以上的有害物质混合后能引起燃烧或爆炸；(2)两种有害物质混合后能形成毒害更大或腐蚀性的混合 物或化合物；(3)两种有害物质混合后易使蒸汽凝结并积聚粉尘；(4)放散剧毒物质的房间和设备。 第180页/共253页4除尘系统的划分应符合下列要求： 1）同一生产流程、同时工作的扬尘点相距不大时， 宜合为一个系统；2）同时工作但粉尘种类不同的扬尘点，当工艺允许不同粉尘混合回收或粉尘无回收价值时，也可合设一个系统；3）温、湿度不同的含尘气体，当混合后可能

41、导致风管内结露时，应分设系统。4）如排风量大的排风点位于风机附近，不宜和远处排风量小的排风点合为同一系统。 第181页/共253页二、风管布置 风管布置直接关系到通风、空调系统的总体布置，它与工艺、土建、电气、给排水等专业关系密切，应相互配合、协调一致。 1.除尘系统的排风点不宜过多，以利各支管间阻力平衡。如排风点多，可用大断面集合管连接各支管。集合管内流速不宜超过3ms，集合管下部设卸灰装置。2.除尘风管应尽可能垂直或倾斜敷设时与水平面夹角最好大于450第182页/共253页第183页/共253页3.含有蒸汽、雾滴的气体时，如表面处理车间的排风管道，应有不小于0.005的坡度，并应在风管的最

42、低点和风机底部装设水封泄液管。4. 为防止风管堵塞，除尘风管直径不宜小于下列数值： 排送小粉尘(矿物粉尘）80mm 排较粗粉尘(如木屑) l00mm 排粗粉尘(有小块物体) 130mm5.排除含剧毒、易燃、易爆物质的排风管，其正压段不应穿过其它房问。7.风管布置应力求顺直，避免复杂的局部管件。弯头、三通等管件要安排得当，与风管的连接要合理，以减少阻力和噪声。第184页/共253页 三、风管断面形状的选择和管道定型化 （一）风管断面形状的选择 （二）管道定型化 第185页/共253页 四、风管材料的选择 用作风管的材料有薄钢板、硬聚氯乙烯塑料板、胶合板、纤维板、矿渣石膏板、砖及混凝土等。需要经常

43、移动的风管，则大多用柔性材料制成各种软管，如塑料软管、橡胶管及金属软管等。 风管材料应根据使用要求和就地取材的原则选用。 镀锌钢板具有一定的防腐性能，适用于空气湿度较高或室内潮湿的通风、空调系统，有净化要求的空调系统。 除 尘 系 统 因 管 壁 摩 损 大 ， 通 常 用 厚 度 为 1 . 5 3.0mm的普通钢板。 一般通风系统采用厚度为0.51.5mm的钢板。 硬聚氯乙烯塑料板适用于有腐蚀作用的通风、空调系统。 以砖、混凝土等材料制作风管。第186页/共253页 五、风管的保温 当风管在输送空气过程中冷、热量损耗大，又要求空气温度保持恒定，或者要防止风管穿越房间时对室内空气参数产生影响

44、及低温风管表面结露，都需要对风管进行保温。 保温材料主要有软木、聚苯乙烯泡沫塑料、超细玻璃棉、玻璃纤维保温板、聚氨酯泡沫塑料等。它们的导热系数大都在0.12Wm以内。 保温层厚度要根据保温目的计算出经济厚度，再按其它要求来校核。 保温层结构可参阅有关的国家标准图。第187页/共253页六、进、排风口 (一)进风口 进风口是通风、空调系统采集室外新鲜空气的入口，其位置应满足下列要求：1应设在室外空气较清洁的地点。进风口处室外空气中有害物质浓度不应大于室内作业地点最高允许浓度的30；2应尽量设在排风口的上风侧，并且应低于排风口；3进风口的底部距室外地坪不宜低于2 m，当布置在绿化地带时不宜低于1

45、m；4降温用的进风口宜设在建筑物的背阴处。第188页/共253页第189页/共253页第190页/共253页(二)排风口 1在一般情况下通风排气立管出口至少应高出屋面0.5m。2通风排气中的有害物质必需经大气扩散稀释时，排风口应位于建筑物空气动力阴影区和正压区以上。3要求在大气中扩散稀释的通风排气，其排风口上不应设风帽.第191页/共253页 七、防爆及防火 空气中含有可燃物时，如果可燃物与空气中的氧在一定条件下进行剧烈的氧化反应，就可能发生爆炸。 空气中可燃物浓度过小或过大时都不会造成爆炸。 炸浓度极限。第192页/共253页 通风系统发生爆炸是空气中的可燃物含量达到了爆炸浓度极限，同时遇到

46、电火花、金属碰撞引起的火龙或其它火源而造成的。因此，设计有爆炸危险的通风系统时， 应注意以下几点：1系统的风量除了满足一般的要求外，还应校核其中可燃物的浓度。如果可燃物浓度在爆炸浓度的范围内，则应按下式加大风量： Lx/0.5y m3s (629) 式中 x-在局部排风罩内每秒排出的可燃物量或每秒产生的可燃物量，gs； y-可燃物爆炸浓度下限，gm。2防止可燃物在通风系统的局部地点(死角)积聚。第193页/共253页3选用防爆风机，并采用直联或联轴器传动方式。如果采用三角皮带传动，为防止静电产生火花，可用接地电刷把静电引入地下。4有爆炸危险的通风系统，应设防爆门。当系统内压力急剧升高时，靠防爆

47、门自动开启泄压。第194页/共253页通风系统的设备与构件一、风机一、风机1. 风机在管路中的作用：风机在管路中的作用：输送空气输送空气2. 风机的基本结构：风机的基本结构：叶轮、电机、外壳叶轮、电机、外壳3. 风机的种类风机的种类1) 离心风机离心风机2) 轴流风机轴流风机3) 混流风机混流风机第195页/共253页1) 离心风机离心风机 用于低压或高压送风系统，特别是低噪音和高用于低压或高压送风系统，特别是低噪音和高风压的系统。叶轮的叶片型式有流线型、后弯叶型、风压的系统。叶轮的叶片型式有流线型、后弯叶型、前弯叶型和径向型四种前弯叶型和径向型四种 离心风机构造示意图离心风机构造示意图第19

48、6页/共253页舒适性空调中的风机舒适性空调中的风机一般都使用离心风机。一般都使用离心风机。四种叶轮设计构成了风机的四种基本形式：四种叶轮设计构成了风机的四种基本形式：(1) 后向型风机的叶片：直线型后倾叶片、曲线型叶片或后向型风机的叶片：直线型后倾叶片、曲线型叶片或 翼型叶片。翼型叶片。 直线后倾型：直的单层金属叶片。直线后倾型：直的单层金属叶片。 曲线后向型：弯曲的金属叶片。曲线后向型：弯曲的金属叶片。 翼型设计：双层的金属叶片，提高空气流经叶轮的效翼型设计：双层的金属叶片，提高空气流经叶轮的效 率。它主要用于运行投资的节省可高于初率。它主要用于运行投资的节省可高于初 投资的情况。投资的情

49、况。(2) 第四种类型是前向曲线型，它的叶片是弯曲的单层第四种类型是前向曲线型，它的叶片是弯曲的单层 金属叶片。金属叶片。第197页/共253页四种形式叶轮四种形式叶轮第198页/共253页前向曲线型叶轮与后向曲线型叶轮前向曲线型叶轮与后向曲线型叶轮(1) 前向曲线型叶轮前向曲线型叶轮 大量小型、轻质叶片构成，风机的其他部分也是大量小型、轻质叶片构成，风机的其他部分也是轻材料。这些都比翼型叶轮要轻。特点：根据设计情轻材料。这些都比翼型叶轮要轻。特点：根据设计情况，前向型风机可以以比相同直径的后向型风机低的况，前向型风机可以以比相同直径的后向型风机低的转速输送更多的空气。任何类型的后向型风机输送

50、相转速输送更多的空气。任何类型的后向型风机输送相同风量时，前向型可以以后向型一半的速度运行。因同风量时，前向型可以以后向型一半的速度运行。因此前向曲线型风机噪声更低，再考虑到它低价的特点，此前向曲线型风机噪声更低，再考虑到它低价的特点，使它成为低中压运行中的最佳选择。使它成为低中压运行中的最佳选择。(2) 后向曲线型叶轮后向曲线型叶轮风机在大容量、大压差情况下，比前向曲线型风机风机在大容量、大压差情况下，比前向曲线型风机效率更高，所以在许多中压运行的情况下，多使用效率更高，所以在许多中压运行的情况下，多使用后向曲线型风机。后向曲线型风机。第199页/共253页前向曲线叶型：前向曲线叶型：v 轻

51、型构造轻型构造v 低速低速, 大容积大容积v 低压低压翼型：翼型：v 高压高压v 高效率高效率v 重型构造重型构造两种典型的风机叶轮两种典型的风机叶轮第200页/共253页2) 轴流风机轴流风机v 轴流风机的构造如图所示。叶轮由轮毅和铆在其轴流风机的构造如图所示。叶轮由轮毅和铆在其上的叶片组成，叶片与轮毅平面安上的叶片组成，叶片与轮毅平面安 装成装成定的角度。定的角度。叶片的型式有机翼型扭曲叶片或直叶片；等叶片的型式有机翼型扭曲叶片或直叶片；等 厚板型厚板型扭曲叶片或直叶片等。扭曲叶片或直叶片等。v 占地面积小、便于维修、风压较低、风量较大，占地面积小、便于维修、风压较低、风量较大，多用于阻力

52、较小的大风量系统。多用于阻力较小的大风量系统。轴流风机构造示意图轴流风机构造示意图第201页/共253页3) 混流风机混流风机v 集中了离心风机的高压和轴流的大风量的特点。集中了离心风机的高压和轴流的大风量的特点。4) 常见的建筑用风机常见的建筑用风机v 高温消防排烟风机：高高温消防排烟风机：高温消防排烟风机在正常情况温消防排烟风机在正常情况下可用于日常的通风换气。下可用于日常的通风换气。遭遇火险时，抽排室内高温遭遇火险时，抽排室内高温烟气，增强室内空气流通。烟气，增强室内空气流通。具有耐高温的特点。适用于具有耐高温的特点。适用于高层建筑、烘箱、车库、隧高层建筑、烘箱、车库、隧道、地铁、地下商

53、场等场合道、地铁、地下商场等场合的通风换气和消防排烟。的通风换气和消防排烟。第202页/共253页v 斜流风机：该系列风机分为单速和双速两种。具有结斜流风机：该系列风机分为单速和双速两种。具有结构紧凑、体积小、维修方便等优点。可以根据不同的使构紧凑、体积小、维修方便等优点。可以根据不同的使用场合，采用改变安装角度、改变叶片数、改变转速、用场合，采用改变安装角度、改变叶片数、改变转速、改变机号等方法达到多方面的使用要求。改变机号等方法达到多方面的使用要求。第203页/共253页v 轴流风机轴流风机第204页/共253页v 屋顶、侧壁排风机：有普通离心式屋顶风机和低屋顶、侧壁排风机：有普通离心式屋

54、顶风机和低噪声离心式屋顶风机，适用于厂房、仓库、高层建筑、噪声离心式屋顶风机，适用于厂房、仓库、高层建筑、实验室、影剧院、宾馆、医院等场合的局部换气。实验室、影剧院、宾馆、医院等场合的局部换气。第205页/共253页v 空调通风风机：离心空调风机具有性能适用范围大、空调通风风机：离心空调风机具有性能适用范围大、噪声低、重量轻、安装方便、运行可靠的优点。可以噪声低、重量轻、安装方便、运行可靠的优点。可以与各空调厂的组合空调机组配套。与各空调厂的组合空调机组配套。第206页/共253页v 排烟柜式风机排烟柜式风机第207页/共253页4. 风机的性能参数与特性曲线风机的性能参数与特性曲线1) 风机

55、的性能参数风机的性能参数风量风量 ：单位时间内风机所输送的气体的体积，：单位时间内风机所输送的气体的体积，有效功率有效功率 ：风机在单位时间内传给空气的能量：风机在单位时间内传给空气的能量风压风压 ：风机产生的总压头（全压），：风机产生的总压头（全压）， ，包括静，包括静 压和动压压和动压L3msPaPNYkWNYLP 第208页/共253页轴功率轴功率 ：风机的输入功率：风机的输入功率N全压效率全压效率 ：风机有效功率与轴功率之比：风机有效功率与轴功率之比 机械传输功率机械传输功率 ：电机与风机机械传动的能量损失：电机与风机机械传动的能量损失i 比转数比转数 ：表征风机在标准状态下：表征风机

56、在标准状态下 的流量的流量 、风压、风压 和转和转 速速 之间的关系。之间的关系。ns 101325,50%,20aBPt 3L ms aP P minn r0.50.76sNnLP 同一类型的风机，比转数必然相同。同一类型的风机，比转数必然相同。第209页/共253页2) 风机的性能曲线风机的性能曲线v 为了全面评定风机的性能，就必须了解在各种为了全面评定风机的性能，就必须了解在各种公况下风机的全压、功率、效率和风量的关系。公况下风机的全压、功率、效率和风量的关系。v 不同转速下的这些关系不同转速下的这些关系 就形成了风机的特性曲线。就形成了风机的特性曲线。 ,PL NLL 第210页/共2

57、53页风机性能曲线图风机性能曲线图第211页/共253页5. 风机工作状态点的确风机工作状态点的确定定1) 管路特性曲线管路特性曲线已知风道的总阻力为已知风道的总阻力为22Hld 22242HlLdd 改用风量表示，以圆风管为例，则有改用风量表示，以圆风管为例，则有第212页/共253页2HKL 即管路系统的阻力与风量平方成正比，比例常数即管路系统的阻力与风量平方成正比，比例常数反映了管路的特性，它主要取决于管道的几何尺寸和反映了管路的特性，它主要取决于管道的几何尺寸和局部阻力，管道越小越长，局部阻力越多，则局部阻力，管道越小越长，局部阻力越多，则 越大。越大。 式中称为管道特性方程，虽然可以

58、通过计算得到，式中称为管道特性方程，虽然可以通过计算得到，但是也可以通过实测风量和阻力来得到此方程的曲线，但是也可以通过实测风量和阻力来得到此方程的曲线，在在 坐标中，这是一条通过原点的抛物线。坐标中，这是一条通过原点的抛物线。KKLH 第213页/共253页2) 风机工作状态点的确风机工作状态点的确定定LH 现在把管道特性曲线按现在把管道特性曲线按 坐标划到风机的特性坐标划到风机的特性曲线图上，与风机的曲线图上，与风机的 曲线相交于曲线相交于 点，该点即为点，该点即为风机的工作点。也就是把该风机的工作点。也就是把该台风机连接到具有该管道特台风机连接到具有该管道特性的管路上运行时，风机所性的管

59、路上运行时，风机所产生的风量正好是管内的流产生的风量正好是管内的流量，此时，风机所产生的风量，此时，风机所产生的风压正好克服该流量下管道所压正好克服该流量下管道所产生的阴力。产生的阴力。LH O第214页/共253页3) 风机的串联和并风机的串联和并联联两台串联风机：两台串联风机：v 风机流量相同风机流量相同v 压头是同一流量下的两倍压头是同一流量下的两倍v 绘制性能曲线绘制性能曲线第215页/共253页两台并联风机：两台并联风机：v 压头相同压头相同v 流量是同一压头下的两倍流量是同一压头下的两倍v 绘制性能曲线绘制性能曲线第216页/共253页二、风管二、风管1. 形式：圆形和矩形式：圆形

60、和矩形形2. 材料：材料：v 砖和混凝土砖和混凝土v 薄钢板薄钢板v 玻璃纤维板玻璃纤维板v 铝板铝板v 聚氯乙烯板聚氯乙烯板v 软管材料软管材料第217页/共253页三、局部构件三、局部构件1. 风管支架风管支架1) 作用：防震、承重作用：防震、承重2) 形式：形式：风管与支架的连接：固定与不固定。风管与支架的连接：固定与不固定。支架的支撑方式：支架、吊架和托架。支架的支撑方式：支架、吊架和托架。第218页/共253页活动支吊架活动支吊架第219页/共253页固定支架固定支架第220页/共253页固定吊架固定吊架第221页/共253页2. 弯头弯头直角弯头和弧弯头：改变气流走向直角弯头和弧弯