蒋展鹏-环境工程学课件：第六章颗粒污染物控制

1、第六章 颗粒污染物控制,第二篇 大气质量与大气污染,第一节 除尘技术基础,（一）单一粒径,用显微镜 观察到的 颗粒粒径,与颗粒某一几 何量相同的球 形颗粒的直径,与颗粒某一物 理量相同的球 形颗粒的直径,表示单个 颗粒大小,一、粉尘粒径,（二）平均粒径,第六章 颗粒污染物控制,长度平均径,表示粒子群粒径的平均水平,二、粒径分布,粒径分布：某一粒子群中不同粒径的粒子所占的比例。 可以个数、表面积和质量等物理量的比例表示。,频数分布 R 粒径dp至（dpdp）间粒子的质量比例 频度分布 f dp1时粒子的质量比例 筛上累积分布 R 大于某一粒径dp的所有粒子的质量比例 筛下累积分布 D 小于某一粒

2、径dp的所有粒子的质量比例,第六章 颗粒污染物控制,粒径分布的表示方式：,频度分布与筛上分布,第六章 颗粒污染物控制,三、除尘装置除尘效率,（一）某净化设备总捕集效率,（二）多级净化设备总捕集效率,第六章 颗粒污染物控制,颗粒捕集的理论基础,对颗粒施加外力使颗粒相对气流产生一定位移并从气流中分离。 颗粒捕集过程中需要考虑的作用力： 外力、流体阻力、颗粒间相互作用力,第六章 颗粒污染物控制,第二节 重力沉降,一、重力沉降是利用含尘气体中的颗粒受重力作用而自由沉降的原理，将颗粒污染物与气体分离的过程。,优点：结构简单、造价低廉、耗能小、便于维护、压力损失小，适于净化密度大、粒径粗的粉尘。 对于30

3、50m的粉尘，去除效率达6080；但对于小于5m的粉尘净化效率几乎等于0。,缺点：除尘效率低(尤其对小颗粒)，占地面积大; 常为预除尘器。,第六章 颗粒污染物控制,二、重力沉降室,有关理想重力沉降室的假定： 1、沉降室入口断面上粉尘分布均匀； 2、通过沉降断面的水平气流速度分布均匀，并呈层流状态； 3、颗粒的水平速度与气流速度相同。,第六章 颗粒污染物控制,二、重力沉降室,？,1、理想重力沉降室中颗粒的沉降类型？ 2、理想重力沉降室中加入（n-1）块横隔板后会对效率有何影响？其他影响（ut、处理流量、沉降面积？,三、降尘室的主要结构形式,空心式降尘室,装有横隔板的降尘室,1、壳体 2、灰斗 3

4、、排灰管接口 4、隔板,第六章 颗粒污染物控制,三、降尘室的主要结构形式,1、壳体 2、灰斗 3、排灰管接口 5、挡板,第六章 颗粒污染物控制,第三节 旋风除尘,一、旋风除尘是利用旋转的含尘气体所产生的离心力将颗粒污染物从气流中分离出来的过程。,优点：结构简单、体积小、不需要特殊的附属设备、造价低廉、操作维护方便、除尘效率高，适应粉尘负荷变化性能好，能用于处理高温、高压及腐蚀性气体。,缺点：不能捕集小于5m的粉尘粒子，适于处理515m的粉尘；常为预除尘器。,第六章 颗粒污染物控制,二、旋风除尘器的结构,第六章 颗粒污染物控制,旋风除尘器,第六章 颗粒污染物控制,三、旋风除尘器集尘效率的影响因素

5、,（1）入口风速 1220m/s，不小于10m/s,（2）结构尺寸 筒体、排气管直径，锥体长度,（3）粒径与密度 粒径离心力 密度离心力、切割直径,（4）气体温度 气体温度影响气体粘度,（5）灰斗气密性 漏气量15，捕集效率几乎为0,第六章 颗粒污染物控制,第四节 静电除尘,一、静电除尘是利用静电力从气流中分离悬浮粒子（尘粒或液滴）的方法。,第六章 颗粒污染物控制,二、静电除尘器的特点优点,除尘效率高。设计合理，安装施工质量高时，可以达到任何除尘效率的要求。目前，工业上应用的电除尘器，除尘效率达到99以上已属多见。 净化烟气量大。在工业上净化105106m3h烟气的电防尘给已得到普遍应用。 能

6、去除的粒子粒径范围较宽。对于0.1m的粉尘粒子仍有较高的除尘效率。 可净化高温含尘烟气。用于净化350以下的烟气,用于净化更高温度烟气时，需要特殊设计。 能量消耗低。 可实现微机控制、远距离操作。,第六章 颗粒污染物控制,二、静电除尘器的特点缺点,除尘效率受粉尘物理性质影响很大，特别是粉尘的比电阻的影响更为突出。 不适宜直接净化高浓度含尘气体。需先预处理。 钢材消耗量多。据估算，平均每平方米收尘面积所用钢材大约为3.5-4t。 设备庞大。 需高压变电及整流控制设备。 一次性投资大。 制造和安装质量要求较高。,第六章 颗粒污染物控制,三静电除尘器的结构,第六章 颗粒污染物控制,四、静电除尘器除尘

7、过程,（1）气体电离 （2）粒子荷电 （3）荷电离子迁移和沉积 （4）颗粒清除,（以负电晕为例：）,第六章 颗粒污染物控制,五、静电除尘器的除尘效率,1、颗粒的驱进速度,2、除尘效率方程 多依奇方程,第六章 颗粒污染物控制,第五节 袋式除尘,过滤除尘器是用多孔过滤介质分离捕集气体中固体或液体粒子的净化装置。,一、袋式除尘是利用棉、毛或人造纤维等加工的滤布捕集尘粒的过程。,第六章 颗粒污染物控制,二、袋式除尘器的特点优点,除尘效率高。对微米或亚微米级的粉尘粒子也有较高效率，一般可达99，甚至可达9999以上。 适应性强。可捕集多种干性粉尘，特别是高比电阻粉尘。 操作弹性大。含尘气体浓度和烟气量在

8、相当大的范围内变化对袋式除尘器的除尘效率影响不大。 结构简单，使用灵活。可作成小型的安装在散尘设备上或散尘设备附近，也可作成移动式的安装在车上，特别适用于分散尘源的除尘。 运行稳定可靠，没有污泥处理和腐蚀等问题，操作、维护简单。,第六章 颗粒污染物控制,二、袋式除尘器的特点缺点,应用主要受滤布的耐温和耐腐蚀等性能影响。目前，通常应用的滤布可耐约250，如采用特别滤布处理高温含尘烟气，将会增大投资费用。 不适于净化含粘结和吸湿性强的含尘气体。 一般滤布的使用温度应小于300。 烟气温度不能低于露点温度。否则会产生结露，堵塞滤布孔隙。,据粗略统计：1、袋式除尘器净化大于17000m3h含 尘烟气量

9、所需投资要比电除尘器高； 2、而用其净化小于17000m3h含尘烟 气量时，投资费用比电除尘器省。,第六章 颗粒污染物控制,三、袋式除尘器的除尘原理,1、除尘过程 粉尘初层 粉尘层,2、除尘机理 直接拦截 （粉尘粒径、滤布孔隙） 惯性碰撞 （粉尘粒径、气流速度） 扩散和静电作用 （粉尘粒径、滤布孔隙、 气流速度） 重力沉降 （粉尘粒径、粉尘密度）,四、袋式除尘器的结构形式,第六章 颗粒污染物控制,四、袋式除尘器的结构形式,内滤式袋式除尘器,外滤式袋式除尘器,第六章 颗粒污染物控制,四、袋式除尘器的结构形式,机械清灰袋式除尘器,脉冲清灰袋式除尘器,第六章 颗粒污染物控制,第六章 颗粒污染物控制,

10、袋式除尘器,第六节 湿式除尘,一、湿式除尘是利用洗涤液与含尘气体充分接触，将尘粒洗涤下来而使气体净化的方法。,除尘效率高。在相同能耗下，湿式除尘器比干式机械除尘器的除尘效率高。 结构简单，造价低，占地面积小，操作维修方便。 湿式除尘器对净化高温、高温、高比阻、易燃、易爆的含尘气体具有较高的除尘效率。 既除尘又冷却、净化。湿式除尘器在去除粉粒的同时，还去除水蒸气及某些有毒有害的气态污染物。,二、湿式除尘器的特点 优点,第六章 颗粒污染物控制,二、湿式除尘器的特点缺点,比一般干式除尘器操作费用高。 需要对洗涤后的含尘污水、污泥进行处理。 除尘系统应采取防腐措施。净化腐蚀性气态污染物 时，洗涤水(液)具有一定程度的腐蚀性。 不适用于净化含有憎水性和水硬性粉尘的气体； 采用防冻措施。寒冷地区应用湿式除尘器易结冻。,第六章 颗粒污染物控制,第六章 颗粒污染物控制,三、湿式除尘器的类型,1、气泡表面 泡沫式除尘器,第六章 颗粒污染物控制,三、湿式除尘器的类型,2、液膜 湿式填料塔,三、湿式除尘器的类型,3、液滴 利用机械力、惯性力、摩擦力的湿式洗涤器,第六章 颗粒污染物控制,文丘里洗涤器,第六章 颗粒污染物控制,文丘里洗涤器,第六章 颗粒污染物控制,第六章 颗粒污染物控制要 点,1、粒径分布、频数分布、频度分布、筛上（下）累积分布、粒径分布函数、总捕集效率、串联捕集效率