沈阳农业大学土地与环境学院大气污染控制工程学习教案

1、会计学1沈阳农业大学土地沈阳农业大学土地(td)与环境学院大气与环境学院大气污染控制工程污染控制工程 第一页，共203页。第1页/共203页第二页，共203页。粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。第2页/共203页第三页，共203页。u由于加速运动(ji s yn dn)阶段非常短，往往可以忽略，认为整个沉降过程可看作在恒定的速度下进行。u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。 第3页/共203页第四页，共203页。纵剖面示意图第4页/共203页第五页，共203页。n在t时间内粒子的沉降(chnjing)距离0/LWHtL vQ0vsu0sscsu Lu

2、 LWHhutvQ 第5页/共203页第六页，共203页。0 ()cssichu Lu LWhHHv HQ1.0 ()ichH第6页/共203页第七页，共203页。 静止流体中的单个球形颗粒，在重力(zhngl)作用下沉降时，所受作用力有重力(zhngl)FG、流体浮力FB和流体阻力FD，三力平衡关系式为：gdFFFppBGD)(63 讨论(toln)：对于斯托斯区域的颗粒， Stokes颗粒的重力沉降末端速度：smgdupps/)(182第7页/共203页第八页，共203页。chH218ppsdgu2 18ppdgLWHHQ即min18pQdgWLmin36pQdgWLn 由于沉降室内的气流

3、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 第8页/共203页第九页，共203页。不同粉尘的最高允许气流速度0 ()cssichu Lu LWhHHv HQ0.32.0m/s第9页/共203页第十页，共203页。(1)siu LW nQ多层沉降室1.锥形阀；2.清灰孔；3.隔板第10页/共203页第十一页，共203页。第11页/共203页第十二页，共203页。QLWusiexp1第12页/共203页第十三页，共203页。(chchn)第13页/共203页第十四页，共203页。第14页/共203页第十五页，共203页。第15页/共203页第十六页，共203页。第16页/共

4、203页第十七页，共203页。第17页/共203页第十八页，共203页。碰撞式惯性(gunxng)除尘装置a单级型 b多级型第18页/共203页第十九页，共203页。回转式惯性除尘装置a 弯管(wn un)型 b 百叶窗型 c 多层隔板型 弯管型和百叶窗型反转式除尘(chchn)装置和碰撞式惯性除尘(chchn)装置一样都适于烟道除尘(chchn)，多层隔板型的塔式除尘(chchn)装置主要用于烟雾的分离。第19页/共203页第二十页，共203页。第20页/共203页第二十一页，共203页。第21页/共203页第二十二页，共203页。外涡旋：旋转向下的外圈气流；内涡旋：旋转向上的中心气流。内、

5、外涡流旋转方向相同气流作涡旋运动时，尘粒在离心力作用下逐步移向外壁，达到外壁的尘粒在气流和重力(zhngl)共同作用下沿壁面落入灰斗。第22页/共203页第二十三页，共203页。第23页/共203页第二十四页，共203页。第24页/共203页第二十五页，共203页。n D旋风除尘器圆筒直径，m n T气体的温度，Kn第25页/共203页第二十六页，共203页。流而定，外旋流轴向向下，内旋流向上，在内旋涡，随着气流逐渐上升，轴向速度不断增大，在排出管底部达到最大值。第26页/共203页第二十七页，共203页。（三）旋风除尘器的优缺点1. 优点： 结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，压力损

6、失中等，动力消耗不大，可用于各种材料(cilio)制造，能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物。2. 缺点： 除尘效率在80%左右，捕集5m颗粒的效率不高，粉尘浓度较高时一般作多级除尘预除尘用。第27页/共203页第二十八页，共203页。含尘浓度增高，压力降明显下降操作运行中可以接受的压力损失一般低于2kPa 第28页/共203页第二十九页，共203页。 ur交界面上的径向速度可由：ur Q / 2r0 h0 估算02036rudFctpprpDudF3第29页/共203页第三十页，共203页。第30页/共203页第三十一页，共203页。n旋风除尘器的除尘效率n对于球形Stokes粒子

7、n（粒子运动处于层流状态）n分割粒径ndc 确定后，雷思一利希特模式(msh)计算其它粒子的分级效率n n 旋流指数与前相同rptppudrud3602032/12002/1200)9()18(tptprcuhQurud)(6931. 0exp111ncpidd3 . 014. 0)283()(67. 01 1TDn第31页/共203页第三十二页，共203页。n例题(lt)2：已知XZT-90型旋风除尘器选取入口速度u=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

8、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）=2.410-5pas。n 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ut=u=13m/s，取内、外涡旋交界圆柱的直径d0= 0.7 de= 2 r0，高度近似取排气管下缘至锥顶的高度为2.58m。n 气流在交界面上的切向速度： n 常数n 62. 0)283423()9 . 0(67. 01 1)283()(67. 01 13 . 014. 03 . 014. 0TDnntntduDu00smdDuuntt/92.24)45. 07 . 09 . 0(13)(62. 000?第32

9、页/共203页第三十三页，共203页。smhrQur/54. 058. 2245. 07 . 014. 3237. 1200径向速度分割(fng)粒径PauPdAmkge54713834.033.8212133.845.01337.116/16/834.0423273293.122223?murudtprc31. 5)92.24101 . 2245. 07 . 054. 0104 . 218()18(2/1352/1200压力(yl)损失另求对dp10um粒子的分级(fn j)除尘效率%5 .85)31. 510(6931. 0exp1)(6931. 0exp1162. 0111ncpidd第

10、33页/共203页第三十四页，共203页。n旋风除尘器分级(fn j)效率曲线 第34页/共203页第三十五页，共203页。n普通旋风(xunfng)除尘器是由以下等部分组成n 排气管n 进气管n 筒体n 锥体n 第35页/共203页第三十六页，共203页。第36页/共203页第三十七页，共203页。1. 工作(gngzu)条件2. 结构(jigu)尺寸3. 分离器的气密性粒径 筒体直径D 适当增加椎体高度H 第37页/共203页第三十八页，共203页。比例变化性能趋向投资趋向压力损失效率增大旋风除尘器直径降低降低提高加长筒体稍有降低提高提高增大入口面积（流量不变）降低降低增大入口面积（速度不

11、变）提高降低降低加长锥体稍有降低提高提高增大锥体的排出孔稍有降低提高或降低减小锥体的排出孔稍有提高提高或降低加长排出管伸入器内的长度提高提高或降低提高增大排气管管径降低降低提高比例尺寸对性能(xngnng)的影响第38页/共203页第三十九页，共203页。 4. 二次效应被捕集粒子的重新进入气流在较小粒径区间内，理应逸出的粒子由于聚集或被较大(jio d)尘粒撞向壁面而脱离气流获得捕集，实际效率高于理论效率在较大(jio d)粒径区间，粒子被反弹回气流或沉积的尘粒被重新吹起，实际效率低于理论效率通过环状雾化器将水喷淋在旋风除尘器内壁上，能有效地控制二次效应 临界入口速度第39页/共203页第四

12、十页，共203页。n1. 旋风除尘器的分类n（1）按气体流动状况分：n切流返转式旋风除尘器：常用的型式为直入式和螺壳式。含尘气体由筒体沿侧面沿切线方向导入。n轴向式旋风除尘器：轴向直流式和轴向反旋式。n（2）按结构形式(xngsh)分：n圆筒体、长锥体、旁通式、扩散式。第40页/共203页第四十一页，共203页。a. 直入切向进入式 b. 蜗壳切向进入式 c. 轴向进入式第41页/共203页第四十二页，共203页。高效(o xio)旋风除尘器高流量旋风除尘器通用旋风除尘器筒体直径(zhjng)较小（95%。K=613.5直径较大（1.23.6m），处理 流 量 大 。 除 尘 效 率 ：508

13、0%。K44带挡板的沉降室带挡板的沉降室58.67.522438090普通的旋风除尘器普通的旋风除尘器65.31233578291长锥体旋风除尘器长锥体旋风除尘器84.240799299.5100喷淋塔喷淋塔94.5729698100100电除尘器电除尘器97.09094.59799.5100文丘里除尘器文丘里除尘器（ P=7.5kPa )99.59999.5100100100袋式除尘器袋式除尘器99.799.5100100100100第188页/共203页第一百八十九页，共203页。 （三）气体的含尘浓度 含尘浓度较高时，在静电除尘器或袋式除尘器前应设置低阻力的预净化设备，去除较大的尘粒，以

14、使设备更好地发挥作用。 （四）烟气温度和其他性质是选择除尘设备时必须考虑的因素 对于高温、高湿气体不宜采用袋式除尘器。如果烟气中同时含有SO2、NO等气态污染物，可以考虑采用湿式除尘器，但必须注意腐蚀(fsh)问题。第189页/共203页第一百九十页，共203页。 （五）选择除尘器时，需考虑收集粉尘的处理问题 有些工厂工艺(gngy)本身设有泥浆废水处理系统，或采用水力输灰方式，在这种情况下可以考虑采用湿法除尘，把除尘系统的泥浆和废水纳入工艺(gngy)系统。 （六）选择除尘器需要考虑的其他因素 必须考虑设备的位置、可以利用的空间、环境条件等因素，设备的一次投资（设备、安装和工程等）以及操作和

15、维修费用等经济因素。但任何系统的一次投资只是费用的一部分，仅以一次性投资作为选择系统的准则是不全面的，还必须考虑其他费用，包括安装费、动力消耗、装置杂项开支以及维修费。第190页/共203页第一百九十一页，共203页。二、除尘器选型要点二、除尘器选型要点(yodin)器及文丘里除尘器水膜旋风除尘器旋风除尘器惯性除尘器重力除尘器。第191页/共203页第一百九十二页，共203页。n（三）根据粉尘(fnchn)性质n 粉尘(fnchn)性质包括比电阻、粒度、真密度、粘性、憎水性和水硬性、可燃、爆炸性等。第192页/共203页第一百九十三页，共203页。（四）根据(gnj)压力损失与能耗第193页/

16、共203页第一百九十四页，共203页。（五）根据设备投资(tu z)和运行费用 第194页/共203页第一百九十五页，共203页。（六）节水与防冻的要求 水资源缺乏的地区不适合(shh)采用湿式除尘器；北方地区存在冬季冻结的问题，尽可能不使用湿式除尘器。（七）粉尘和气体回收利用的要求 粉尘具有回收价值时，宜采用干法除尘；当粉尘具有很高的回收价值时，宜采用袋式除尘器；当净化后的气体需要回收利用或净化后的空气需要再循环利用时，宜采用高效袋式除尘器。第195页/共203页第一百九十六页，共203页。三、除尘器选型方法三、除尘器选型方法(fngf)和程序和程序第196页/共203页第一百九十七页，共2

17、03页。四、常见除尘器的适用场合（一）机械式除尘器造价比较低，维护管理较简便，结构装置简单可耐高温，但是对5m以下的微粒(wil)去除率不高。其中，旋风除尘器对5m以上的尘粒除尘效率最高可达95%左右，因此常作为二级除尘系统中的预除尘、气力输送系统中的卸料分离器和小型工业锅炉除尘用。第197页/共203页第一百九十八页，共203页。会形成白烟，不利于扩散。湿式除尘还适用于净化易燃易爆的气体，如煤气净化。第198页/共203页第一百九十九页，共203页。（三）袋式除尘器除尘效率可达99%以上，能满足环保要求；也能较好地适应排风量的波动；回收有价值的细粒物料时更具有经济价值，但初投资较高。袋式除尘

18、器常用于炉窑含尘烟(chn yn)气或粉料运输含尘空气的净化。多用于冶金、水泥、化工、轻工等行业的气体净化，不受风量的限制。（四）静电除尘器已被广泛作为各种工业炉窑和火力发电站大型锅炉的除尘设备，能处理高温、高湿烟气。它的除尘效率高，可达98%以上；处理风量大；运行阻力低。但其结构复杂，初投资高，占地面积大，对操作、运行、维护管理要求高，且对粉尘比电阻较敏感。第199页/共203页第二百页，共203页。 （一）除尘(chchn)设备趋向高效率 在工业大气污染控制中，电除尘(chchn)器与袋式除尘(chchn)器占了压倒优势。我国目前电除尘(chchn)器几乎一统火电天下，设计除尘(chchn)效率也由98%-99%提高到99.2%-99.7%。第200页/共203页第二百零一页，共203页。 （二）发展处理大烟气量的除尘设备-工艺设备朝大型发展 国外电除尘器已经发展到500-600m3，大型袋式除尘器的处理烟气量每小时可达几十万到数百余万立方米，上万条滤袋集中在一起形成“袋房”，扁袋占用空间少，这种除尘装置正得到迅速发展。 （三）着重研究提高现有高效除尘器的性能 国内外对电除尘器的供电(n din)方式、各部件的结构、振打清灰、解决高比电阻粉尘的捕集等方面做了大