第六章+除尘装置zap1

1、第六章第六章 除尘装置除尘装置1.机械除尘器机械除尘器2.电除尘器电除尘器3.湿式除尘器湿式除尘器4.过滤式除尘器过滤式除尘器5.除尘器的选择与发展除尘器的选择与发展掌握各类除尘器的工作原理、结构及性能掌握各类除尘器的工作原理、结构及性能 能够进行简单除尘器的选择和设计能够进行简单除尘器的选择和设计 了解目前除尘器的研究和发展情况了解目前除尘器的研究和发展情况第六章第六章 除尘装置除尘装置 从气体中去除或捕集固态或液态粒子的设备称从气体中去除或捕集固态或液态粒子的设备称为除尘装置为除尘装置 湿式除尘装置湿式除尘装置 干式除尘装置干式除尘装置 第六章第六章 除尘装置除尘装置 按分离原理分类按分离

2、原理分类 重力除尘装置（机械式除尘装置）重力除尘装置（机械式除尘装置） 惯性力除尘装置（机械式除尘装置）惯性力除尘装置（机械式除尘装置） 离心力除尘装置（机械式除尘装置）离心力除尘装置（机械式除尘装置） 电除尘装置电除尘装置 声波除尘装置声波除尘装置 洗涤式除尘装置洗涤式除尘装置 过滤式除尘装置过滤式除尘装置第一节第一节 机械除尘器机械除尘器 机械除尘器通常指利用机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和质量力（重力、惯性力和离心力）的作用离心力）的作用使颗粒物与气体分离的装置。使颗粒物与气体分离的装置。 常用的有：常用的有： 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第

3、一节第一节 机械除尘器机械除尘器重力沉降室重力沉降室1、重力沉降原理、重力沉降原理 重力沉降室是通过重力作用使尘粒重力沉降室是通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置。从气流中沉降分离的除尘装置。第一节第一节 机械除尘器机械除尘器重力沉降室重力沉降室第一节第一节 机械除尘器机械除尘器重力沉降室重力沉降室 粒子的受力情况粒子的受力情况2 2、尘粒的沉降速度、尘粒的沉降速度由于由于p p，浮力可忽略，则，浮力可忽略，则第一节第一节 机械除尘器机械除尘器重力沉降室重力沉降室 气流进入重力沉降室后，处理烟气量气流进入重力沉降室后，处理烟气量Q一定时，流动截面积一定时，流动截面积扩大，流速降低，较重

4、颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。扩大，流速降低，较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。l沉降室的长宽高分别为沉降室的长宽高分别为L、W、H第一节第一节 机械除尘器机械除尘器重力沉降室重力沉降室3、重力沉降室的类型、重力沉降室的类型 层流式层流式重力沉降室重力沉降室 湍流式湍流式重力沉降室重力沉降室第一节第一节 机械除尘器机械除尘器重力沉降室重力沉降室 层流式重力沉降室层流式重力沉降室 假定沉降室内气流为柱塞流；颗粒均匀分布于烟气中假定沉降室内气流为柱塞流；颗粒均匀分布于烟气中 忽略气体浮力，粒子仅受重力和阻力的作用忽略气体浮力，粒子仅受重力和阻力的作用纵剖面示意图纵剖面示意图第一节第一节 机械除

5、尘器机械除尘器层流式层流式重力沉降室重力沉降室4 4、重力沉降室的设计计算、重力沉降室的设计计算（1 1）气体流速）气体流速v v气体流速为临界速度的气体流速为临界速度的0.50.75倍，一般在倍，一般在0.20.8 m/s范围内选取。范围内选取。第一节第一节 机械除尘器机械除尘器层流式层流式重力沉降室重力沉降室（2 2）有效分离粒径）有效分离粒径d dminmin 对于对于stokes粒子，重力沉降室能粒子，重力沉降室能100%捕集的最小捕集的最小粒子的粒子的dmin第一节第一节 机械除尘器机械除尘器层流式层流式重力沉降重力沉降室室 气流在沉降室内的停留时间气流在沉降室内的停留时间 在在t

6、t时间内粒子的沉降距离时间内粒子的沉降距离0/LWHtL vQ0vsu0sscsu Lu LWHhutvQ 218ppsdgu第一节第一节 机械除尘器机械除尘器层流式层流式重力沉降室重力沉降室chH2 18ppdgLWHHQ即min18pQdgWL在在t时间内粒子的沉降距离时间内粒子的沉降距离第一节第一节 机械除尘器机械除尘器层流式层流式重力沉降室重力沉降室（3）结构尺寸）结构尺寸 沉降室的外形尺寸可用近似式确定：沉降室的外形尺寸可用近似式确定：第一节第一节 机械除尘器机械除尘器层流式层流式重力沉降室重力沉降室0 ()cssichu Lu LWhHHv HQ1.0 ()ichH（4）除尘效率）

7、除尘效率第一节第一节 机械除尘器机械除尘器层流式层流式重力沉降室重力沉降室 提高沉降室效率的主要途径提高沉降室效率的主要途径 降低沉降室内气流速度降低沉降室内气流速度 增加沉降室长度增加沉降室长度 降低沉降室高度降低沉降室高度 沉降室内的气流速度一般为沉降室内的气流速度一般为0.32.0 m/s第一节第一节 机械除尘器机械除尘器层流式层流式重力沉降室重力沉降室不同粉尘的最高允许气流速度不同粉尘的最高允许气流速度多层沉降室多层沉降室1.锥形阀；锥形阀；2.清灰孔；清灰孔；3.隔板隔板第一节第一节 机械除尘器机械除尘器层流式层流式重力沉降室重力沉降室 多层沉降室：使沉降高度多层沉降室：使沉降高度减

8、少为原来的减少为原来的1/（n+1），），其中其中n为水平隔板层数为水平隔板层数 考虑清灰的问题，一般隔考虑清灰的问题，一般隔板数在板数在3以下以下(1)siu LW nQ第一节第一节 机械除尘器机械除尘器湍流式湍流式重力沉降室重力沉降室 湍流计算模式湍流计算模式1 1假定沉降室中气流处于湍流状态，假定沉降室中气流处于湍流状态，垂直于气流方向的每个断面上粒子完全混合。垂直于气流方向的每个断面上粒子完全混合。宽度为宽度为W、高度为、高度为H和长度为和长度为dx的捕集元，假定气体流过的捕集元，假定气体流过dx距离距离的时间内，边界层的时间内，边界层dy内粒径为内粒径为dp的粒子都将沉降而除去。的粒

9、子都将沉降而除去。第一节第一节 机械除尘器机械除尘器湍流式湍流式重力沉降室重力沉降室粒子在微元内的停留时间粒子在微元内的停留时间被去除的分数被去除的分数对上式积分得对上式积分得边界条件：边界条件： 得得因此，其分级除尘效率因此，其分级除尘效率0/sdtdx vdy u0pspdNu dxdyNHv H 0lnlnspu dxNCv H 00 ; ppppLxNNxLNN00exp()spLpu LNNv H)exp(1)exp(1100 ,QLWuHvLuNNsspLpi第一节第一节 机械除尘器机械除尘器湍流式湍流式重力沉降室重力沉降室 湍流计算模式湍流计算模式2 2完全混合模式，即沉降室内未

10、捕完全混合模式，即沉降室内未捕集颗粒完全混合集颗粒完全混合 单位时间排出：单位时间排出： （ 为除尘器内粒子浓度，为除尘器内粒子浓度，均一）均一） 单位时间捕集：单位时间捕集： 总分级效率总分级效率 0in v HWinisn u HW000/1/issiiissnu WLu L Hvn Hv Wnu WLu L Hv第一节第一节 机械除尘器机械除尘器重力沉降室重力沉降室 三种模式的分级效率均可用三种模式的分级效率均可用 归一化归一化 对对Stokes颗粒，分级效率与颗粒，分级效率与dp成正比成正比2/ 10)(HvLus第一节第一节 机械除尘器机械除尘器重力沉降室重力沉降室 重力沉降室的优点

11、重力沉降室的优点 结构简单结构简单 造价低造价低 施工容易（可以用砖砌或用钢板焊制）施工容易（可以用砖砌或用钢板焊制） 压力损失小（一般为压力损失小（一般为50100 Pa） 维修管理容易维修管理容易第一节第一节 机械除尘器机械除尘器重力沉降室重力沉降室 重力沉降室的缺点重力沉降室的缺点 体积大体积大 除尘效率低（一般只有除尘效率低（一般只有40% 50%） 仅作为高效除尘器的预除尘装置，去除较大和仅作为高效除尘器的预除尘装置，去除较大和较重的粒子（捕集较重的粒子（捕集50m以上的粒子）以上的粒子）第一节第一节 机械除尘器机械除尘器重力沉降室重力沉降室5 5、重力沉降室应用实例、重力沉降室应用

12、实例（1 1）用作袋式除尘器的预除尘器）用作袋式除尘器的预除尘器（2 2）锅炉烟囱除尘）锅炉烟囱除尘（3 3）将贮料仓（槽、罐）等作为沉降室）将贮料仓（槽、罐）等作为沉降室第一节第一节 机械除尘器机械除尘器重力沉降室重力沉降室 设计时注意：不论是用沉降室作预除尘器还设计时注意：不论是用沉降室作预除尘器还是用贮料仓作沉降室，都不能像计算单纯的是用贮料仓作沉降室，都不能像计算单纯的沉降室那样有理想的尺寸和配置，而是要因沉降室那样有理想的尺寸和配置，而是要因地制宜综合考虑，有必要时可在沉降室内加地制宜综合考虑，有必要时可在沉降室内加导流板或气流分配装置，以提高沉降室的除导流板或气流分配装置，以提高沉

13、降室的除尘效率。尘效率。第一节第一节 机械除尘器机械除尘器惯性除尘器惯性除尘器 机理机理 沉降室内设置各种形式的挡板，含尘气流冲击在挡沉降室内设置各种形式的挡板，含尘气流冲击在挡板上，气流方向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯板上，气流方向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用，使其与气流分离。性力作用，使其与气流分离。第一节第一节 机械除尘器机械除尘器惯性除尘器惯性除尘器 结构形式结构形式 冲击式气流冲击挡板捕集较粗粒子冲击式气流冲击挡板捕集较粗粒子 反转式改变气流方向捕集较细粒子反转式改变气流方向捕集较细粒子冲击式惯性除尘装置冲击式惯性除尘装置a单级型单级型 b多级型多级型反转式惯性除尘装置反

14、转式惯性除尘装置a a 弯管型弯管型 b b 百叶窗型百叶窗型 c c 多层隔板型多层隔板型第一节第一节 机械除尘器机械除尘器惯性除尘器惯性除尘器 应应 用用 一般净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘一般净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘 净化效率不高，一般只用于多级除尘中的一级除尘，净化效率不高，一般只用于多级除尘中的一级除尘，捕集捕集1020m以上的粗颗粒以上的粗颗粒 压力损失压力损失1001000Pa第一节第一节 机械除尘器机械除尘器旋风除尘器旋风除尘器 利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置分离的装置 旋风除尘器内气流与尘粒的运动旋风除

15、尘器内气流与尘粒的运动第一节第一节 机械除尘器机械除尘器旋风除尘器旋风除尘器 普通旋风除尘器是由普通旋风除尘器是由进气管、筒进气管、筒体、锥体和排气管体、锥体和排气管等组成等组成 气流沿外壁由上向下旋转运动：气流沿外壁由上向下旋转运动：外涡旋外涡旋 少量气体沿径向运动到中心区域少量气体沿径向运动到中心区域 旋转气流在锥体底部转而向上沿旋转气流在锥体底部转而向上沿轴心旋转：内涡旋轴心旋转：内涡旋 气流运动包括切向、轴向和径向：气流运动包括切向、轴向和径向：切向速度、轴向速度和径向速度切向速度、轴向速度和径向速度第一节第一节 机械除尘器机械除尘器旋风除尘器旋风除尘器切向速度切向速度：切向速度是决定

16、气流速度大小的主要：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速度分量，也是决定气流中质点离心力大小的主要因素。要因素。径向速度径向速度：旋风除尘器内的气流除了作切向运动：旋风除尘器内的气流除了作切向运动外，还要作径向运动，外涡旋的径向速度是向心外，还要作径向运动，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。气流的切向的，而内涡旋的径向速度是向外的。气流的切向分速度分速度VT和径向分速度和径向分速度Vr对尘粒的分离起着相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

17、的径向运动，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。把它推入内涡旋。轴向速度轴向速度：外涡旋的轴向速度向下，内涡旋的轴：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，轴向向速度向上。在内涡旋，随气流逐渐上升，轴向速度不断增大，在排气管底部达到最大值。速度不断增大，在排气管底部达到最大值。 第一节第一节 机械除尘器机械除尘器旋风除尘器旋风除尘器 切向速度决定气流质点离心力大切向速度决定气流质点离心力大小，颗粒在离心力作用下逐渐移小，颗粒在离心力作用下逐渐移向外壁向外壁 到达外壁的尘粒在气流和重力共到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗同作用

18、下沿壁面落入灰斗 上涡旋气流从除尘器顶部向下上涡旋气流从除尘器顶部向下高速旋转时，一部分气流带着细高速旋转时，一部分气流带着细小的尘粒沿筒壁旋转向上，到达小的尘粒沿筒壁旋转向上，到达顶部后，再沿排出管外壁旋转向顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，最后从排出管排出下，最后从排出管排出第一节第一节 机械除尘器机械除尘器旋风除尘器旋风除尘器 旋风除尘器内气流的切向速度和压力分布旋风除尘器内气流的切向速度和压力分布 第一节第一节 机械除尘器机械除尘器旋风除尘器旋风除尘器 切向速度切向速度 外涡旋的切向速度分布：反比于旋转半径的外涡旋的切向速度分布：反比于旋转半径的n次方次方 此处此处n 1，称为涡流指数称

19、为涡流指数 内涡旋的切向速度正比于半径内涡旋的切向速度正比于半径 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 交界圆柱面直径交界圆柱面直径 d0 = ( 0.6-1.0 ) de , de 为排气管直径为排气管直径 .nTV Rconst0.30.14110.67283TnD/ TVRw角速度第一节第一节 机械除尘器机械除尘器旋风除尘器旋风除尘器 径向速度径向速度 假定外涡旋气流均匀地经过交界圆柱面进入内涡旋假定外涡旋气流均匀地经过交界圆柱面进入内涡旋 平均径向速度平均径向速度 r r0 0和和h h0 0分别为交界圆柱面的半径和高度，分别为交界圆柱面的半径和高度，m m

20、 002rQVr h第一节第一节 机械除尘器机械除尘器旋风除尘器旋风除尘器 轴轴向向速度速度 外涡旋的轴向速度向下外涡旋的轴向速度向下 内涡旋的轴向速度向上内涡旋的轴向速度向上 在内涡旋，轴向速度向上逐渐增大，在排出管底部在内涡旋，轴向速度向上逐渐增大，在排出管底部达到最大值达到最大值第一节第一节 机械除尘器机械除尘器旋风除尘器旋风除尘器 旋风除尘器的压力损失旋风除尘器的压力损失 ：局部阻力系数：局部阻力系数 AA：旋风除尘器进口面积：旋风除尘器进口面积 212inPV216eAd旋风除尘器型式旋风除尘器型式XLT XLTA XLPA XLPB 5.3 6.5 8.0 5.8第一节第一节 机械

21、除尘器机械除尘器旋风除尘器旋风除尘器 XLT型旋风除尘器 是普通的旋风除尘器，应用是普通的旋风除尘器，应用最早；最早； 适用于捕集密度和颗粒较大适用于捕集密度和颗粒较大的、干燥的非纤维性粉尘。的、干燥的非纤维性粉尘。第一节第一节 机械除尘器机械除尘器旋风除尘器旋风除尘器 XLPXLP型旋风除尘器型旋风除尘器 是在一般旋风除尘器基是在一般旋风除尘器基础上增设旁路分离室的础上增设旁路分离室的一种除尘器；一种除尘器； 阻力损失较小，特别对阻力损失较小，特别对5 5mm以上的粉尘有较以上的粉尘有较高的除尘效率。高的除尘效率。第一节第一节 机械除尘器机械除尘器旋风除尘器旋风除尘器 旋风除尘器的压力损失旋

22、风除尘器的压力损失 相对尺寸对压力损失影响较大，除尘器结构型式相同相对尺寸对压力损失影响较大，除尘器结构型式相同时，几何相似放大或缩小，压力损失基本不变时，几何相似放大或缩小，压力损失基本不变 含尘浓度增高，压力降明显下降含尘浓度增高，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操作运行中可以接受的压力损失一般低于2kPa第一节第一节 机械除尘器机械除尘器旋风除尘器旋风除尘器 旋风除尘器的除尘效率旋风除尘器的除尘效率 计算分割直径是确定除尘效率的基础计算分割直径是确定除尘效率的基础 在交界面上，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

23、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，既除尘效的可能进入外涡旋，既除尘效率为率为50%第一节第一节 机械除尘器机械除尘器旋风除尘器旋风除尘器 对于球形对于球形StokesStokes粒子粒子 分割粒径分割粒径 d dc c确定后，雷思一利希特模式计算其它粒子的分级确定后，雷思一利希特模式计算其它粒子的分级效率效率 另一种经验公式另一种经验公式230036TcpcrVdd Vr1/202018rcpTV rdV )(6931. 0exp11nVcpidd22(/)1(/)picipicdddd第一节第一节 机械除尘器机械除尘器旋风除尘器旋风除尘器 旋风除尘器分级效率曲线旋风除尘器分级效率曲线 第一节第一节 机械除尘器机械除尘器旋风除尘器旋风除尘器 教材教材例例6-2第一节第一节 机械除尘器机械除尘器旋风除尘器旋风除尘器 影响旋风除尘器效率的因素影响旋风除尘器效率的因素 二次效应被捕集粒子的重新进入气流二次效应被捕集粒子的重新进入气流 比例尺寸（表比例尺寸（表6-2），除尘器下部的严密性）