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1、14-1 機(jī)械式除塵器機(jī)械式除塵器 n機(jī)械式除塵器通常指利用機(jī)械式除塵器通常指利用質(zhì)量力質(zhì)量力( (重力、重力、慣性力和離心力等慣性力和離心力等) )的作用使顆粒物與氣的作用使顆粒物與氣流分離的裝置，包括流分離的裝置，包括重力沉降室、慣性除重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器塵器和旋風(fēng)除塵器等。等。 第1頁/共147頁2一、重力沉降室一、重力沉降室圖圖4-1 4-1 簡(jiǎn)單的重力沉降室簡(jiǎn)單的重力沉降室 第2頁/共147頁3層流式重力沉降室層流式重力沉降室n假定：在沉陣室內(nèi)氣流為假定：在沉陣室內(nèi)氣流為柱塞流柱塞流，流速為，流速為v v0 0(m/s)(m/s)；流動(dòng)狀態(tài)保持在流動(dòng)狀態(tài)保持在層流范圍內(nèi)

2、層流范圍內(nèi)；顆粒；顆粒均勻均勻地分布在地分布在煙氣中。煙氣中。n粒子的運(yùn)動(dòng)由兩種速度組成。在粒子的運(yùn)動(dòng)由兩種速度組成。在垂直垂直方向，忽略方向，忽略氣體的浮力，僅在氣體的浮力，僅在重力和氣體阻力重力和氣體阻力的作用下，每的作用下，每個(gè)粒子以其沉降速度個(gè)粒子以其沉降速度u us s(m/s)(m/s)獨(dú)立沉降，在獨(dú)立沉降，在煙氣流煙氣流動(dòng)動(dòng)方向，粒子和氣流具有方向，粒子和氣流具有相同相同的速度。的速度。 第3頁/共147頁4圖圖4-2 4-2 層流式重力沉降室縱斷面圖層流式重力沉降室縱斷面圖usv0第4頁/共147頁5n設(shè)處理煙氣量為設(shè)處理煙氣量為Q(mQ(m3 3/s),/s),氣體在沉降室內(nèi)

3、停留時(shí)間氣體在沉降室內(nèi)停留時(shí)間: : QLWHvLto/沉降速度為沉降速度為u us s的塵粒的塵粒, ,從頂部降落到底部所需的時(shí)間為從頂部降落到底部所需的時(shí)間為: : ssuHt/為使粉塵能在沉降室內(nèi)沉降下來為使粉塵能在沉降室內(nèi)沉降下來, ,含塵氣流在沉降室內(nèi)的含塵氣流在沉降室內(nèi)的停留時(shí)間停留時(shí)間t t必須大于或等于粉塵的沉降時(shí)間必須大于或等于粉塵的沉降時(shí)間t ts s. .即即 00/vLuHuHvLss或第5頁/共147頁6n在時(shí)間在時(shí)間t t內(nèi)，粒徑為內(nèi)，粒徑為d dp p的粒子的沉降距離為的粒子的沉降距離為 QLWHuvLutuhsossc當(dāng)當(dāng)h hc cH H時(shí)，粒子的分級(jí)除塵效率

4、：時(shí)，粒子的分級(jí)除塵效率： QLWuHvLuHhsosci第6頁/共147頁7 因?yàn)橐驗(yàn)?18)(2gdupps(m/s) 所以所以 2218)(pppikdQgWLd其中其中 QgWLkp18)( 對(duì)于對(duì)于特定的沉降室特定的沉降室及含塵氣體的性質(zhì)和流量，及含塵氣體的性質(zhì)和流量，k k為常數(shù)為常數(shù)，此時(shí)此時(shí)i i與與d dp p2 2成正比成正比。但在沉降室結(jié)構(gòu)尺寸、處理含塵氣體。但在沉降室結(jié)構(gòu)尺寸、處理含塵氣體性質(zhì)和流量一定時(shí)，則該沉降室可完全沉降的最小粒徑是性質(zhì)和流量一定時(shí)，則該沉降室可完全沉降的最小粒徑是有一定限度的。有一定限度的。 第7頁/共147頁8n當(dāng)粒子的沉降運(yùn)動(dòng)當(dāng)粒子的沉降運(yùn)動(dòng)

5、處于處于stokesstokes區(qū)域時(shí)區(qū)域時(shí)，則重力沉降室能，則重力沉降室能100100捕集的最小粒子直徑為捕集的最小粒子直徑為 gWLQgLHvdppo1018min除特殊說明外，以后都采用除特殊說明外，以后都采用斯托克斯沉降公式斯托克斯沉降公式。實(shí)際上，。實(shí)際上，按斯托克斯公式的計(jì)算與試驗(yàn)值比較，在按斯托克斯公式的計(jì)算與試驗(yàn)值比較，在293K293K和和1atm1atm下，下，對(duì)于顆粒密度、粒徑對(duì)于顆粒密度、粒徑d dp p100m100m的粒子，二者是相當(dāng)一致的粒子，二者是相當(dāng)一致的。的。第8頁/共147頁9n從式從式 QLWuHvLuHhsosci可以看出可以看出提高沉降室除塵效率的主

6、要途徑為：提高沉降室除塵效率的主要途徑為：降低沉降室內(nèi)的氣降低沉降室內(nèi)的氣流速度，增加沉降室長(zhǎng)度或降低沉降室高度。流速度，增加沉降室長(zhǎng)度或降低沉降室高度。v氣流流速通常選定以不大于氣流流速通常選定以不大于3m3m為宜，一般為為宜，一般為0.3-2.0m/s0.3-2.0m/s。v降低沉降室高度降低沉降室高度是一種實(shí)用的方法。是一種實(shí)用的方法。 此時(shí)沉降室的分級(jí)效率變?yōu)椋捍藭r(shí)沉降室的分級(jí)效率變?yōu)椋?QnLWusi) 1( 第9頁/共147頁10Howord固定型固定型多層沉降室多層沉降室 1 錐形閥錐形閥 2清灰孔清灰孔 3隔板隔板 第10頁/共147頁11n沉降室也可捕集垂直上升氣流中的粉塵粒

7、子，沉降室也可捕集垂直上升氣流中的粉塵粒子，但在這種沉降室中垂直上升氣流的速度一定但在這種沉降室中垂直上升氣流的速度一定要要小于可除下最小粒徑粒子的末端沉降速度小于可除下最小粒徑粒子的末端沉降速度。如圖（垂直沉降室）如圖（垂直沉降室）第11頁/共147頁12 屋頂時(shí)沉降室屋頂時(shí)沉降室第12頁/共147頁13擴(kuò)大煙管式沉降室擴(kuò)大煙管式沉降室第13頁/共147頁14 (c)帶有錐形導(dǎo)流器的擴(kuò)大煙管式帶有錐形導(dǎo)流器的擴(kuò)大煙管式第14頁/共147頁15n2.2.湍流式重力沉降室（自學(xué)）湍流式重力沉降室（自學(xué)）n設(shè)計(jì)重力沉降室時(shí)設(shè)計(jì)重力沉降室時(shí)，先要算出欲，先要算出欲100%100%捕集捕集粒子的沉降速

8、度粒子的沉降速度u us s，并假設(shè)沉降室內(nèi)的氣，并假設(shè)沉降室內(nèi)的氣流速度和沉降室高度（或?qū)挾龋?，然后求流速度和沉降室高度（或?qū)挾龋?，然后求出沉降室的長(zhǎng)度和寬度（或高度）。出沉降室的長(zhǎng)度和寬度（或高度）。第15頁/共147頁16n例例. .欲利用重力沉降室捕集粒徑為欲利用重力沉降室捕集粒徑為40m40m、密度為密度為2000kg/m2000kg/m3 3的粒子。假定氣流速度的粒子。假定氣流速度為為0.5m/s0.5m/s，氣體狀態(tài)為，氣體狀態(tài)為293K293K和和1atm1atm，沉，沉降室高度為降室高度為1.5m1.5m，試求當(dāng)捕集效率為，試求當(dāng)捕集效率為90%90%時(shí)的沉降室長(zhǎng)度。時(shí)的沉降

9、室長(zhǎng)度。第16頁/共147頁17n解解. .在溫度為在溫度為293K293K和壓力為和壓力為1atm1atm的狀態(tài)下，利的狀態(tài)下，利用用stokesstokes定律計(jì)算粒子的沉降速度定律計(jì)算粒子的沉降速度smgdupps/1063. 91081. 1188 . 9)1040(20001825262據(jù)據(jù)QLWuHvLuHhsosci得得muHvLsi140963. 0/5 . 05 . 190. 0220第17頁/共147頁18n重力沉降室的主要優(yōu)點(diǎn)是：重力沉降室的主要優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，壓力損失小投資少，壓力損失小( (一般為一般為50-130Pa)50-130Pa)，維修管理

10、容易維修管理容易。但它的體積大，效率低，。但它的體積大，效率低，因此只能作為高效除塵的因此只能作為高效除塵的預(yù)除塵裝置預(yù)除塵裝置，除去較大和較重的粒子。除去較大和較重的粒子。第18頁/共147頁19二、慣性除塵器二、慣性除塵器 1 1慣性除塵器除塵機(jī)理慣性除塵器除塵機(jī)理d2d1 d d2 2所受離心力與所受離心力與 2232/ Rudt成正比成正比 回旋氣流的曲率半徑愈小，回旋氣流的曲率半徑愈小，愈能分離捕集細(xì)小的粒子愈能分離捕集細(xì)小的粒子 此慣性除塵器，除借助此慣性除塵器，除借助慣慣性力性力作用外，還利用了作用外，還利用了離離心力和重力心力和重力的作用的作用圖圖4-5 4-5 慣性除塵器的分

11、離機(jī)理慣性除塵器的分離機(jī)理 第19頁/共147頁202 2慣性除塵器結(jié)構(gòu)型式慣性除塵器結(jié)構(gòu)型式 可分為可分為沖擊式和反轉(zhuǎn)式?jīng)_擊式和反轉(zhuǎn)式圖圖4-6 沖擊式慣性除塵裝置沖擊式慣性除塵裝置（a）單級(jí)型）單級(jí)型（b）多級(jí)型）多級(jí)型第20頁/共147頁21（c c）迷宮型）迷宮型第21頁/共147頁22n彎管型、百葉窗型反轉(zhuǎn)式除塵裝置和沖擊式慣性除塵裝彎管型、百葉窗型反轉(zhuǎn)式除塵裝置和沖擊式慣性除塵裝置都適于置都適于煙道除塵煙道除塵，多層隔板的塔式除塵裝置主要用于，多層隔板的塔式除塵裝置主要用于煙霧的分離煙霧的分離。 圖圖4-7 4-7 反轉(zhuǎn)式慣性除塵裝置反轉(zhuǎn)式慣性除塵裝置(a)(a)彎管型彎管型(b)

12、(b)百葉窗型百葉窗型(c)(c)多層隔板型多層隔板型第22頁/共147頁23 3 3慣性除塵器的應(yīng)用慣性除塵器的應(yīng)用n用于凈化密度和粒徑較大的用于凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物性金屬或礦物性粉塵粉塵。對(duì)粘結(jié)性和纖維性粉塵，則因易堵。對(duì)粘結(jié)性和纖維性粉塵，則因易堵塞。塞。n由于慣性除塵器的凈化效率不高，故一般由于慣性除塵器的凈化效率不高，故一般只用于多級(jí)除塵中的只用于多級(jí)除塵中的第一級(jí)除塵第一級(jí)除塵，捕集，捕集10-10-20m20m以上的粗塵粒。壓力損失依型式而定，以上的粗塵粒。壓力損失依型式而定，一般為一般為100-1000Pa100-1000Pa。第23頁/共147頁24上節(jié)課小結(jié)上節(jié)課

13、小結(jié)n重力沉降室重力沉降室 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，壓損小優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，壓損小( (一般為一般為50-50-130Pa)130Pa)，維修管理容易維修管理容易。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：體積大，效率低，捕集體積大，效率低，捕集40m40m粒子。粒子。n慣性除塵器：慣性除塵器：用于凈化金屬或礦物性粉塵，不用于凈化金屬或礦物性粉塵，不適用于粘結(jié)性和纖維性粉塵。適用于粘結(jié)性和纖維性粉塵。 效率低，捕集效率低，捕集10-20m10-20m以上粒子，壓損一般為以上粒子，壓損一般為100-1000Pa100-1000Pa。第24頁/共147頁25 三、旋風(fēng)除塵器（三、旋風(fēng)除塵器（Cyclone Separa

14、torCyclone Separator） 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： (1)(1)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低； (2)(2)沒有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)部件，維護(hù)、修理方便；沒有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)部件，維護(hù)、修理方便； (3)(3)可用于高溫含塵煙氣的凈化，用一般碳鋼制造的可用于高溫含塵煙氣的凈化，用一般碳鋼制造的除塵器可工作于除塵器可工作于350350。在內(nèi)壁襯以耐火材料的除塵。在內(nèi)壁襯以耐火材料的除塵器可工作在器可工作在500500； (4)(4)可承受內(nèi)、外壓力；可承受內(nèi)、外壓力； 第25頁/共147頁26(5)(5)可干法清灰，可用它回收有價(jià)值的粉塵；可干法清灰，可用它回收有價(jià)值的粉塵；(6)(

15、6)除塵器內(nèi)敷設(shè)耐磨、耐腐蝕內(nèi)襯后，可用以凈除塵器內(nèi)敷設(shè)耐磨、耐腐蝕內(nèi)襯后，可用以凈化含高腐蝕性粉塵的煙氣。化含高腐蝕性粉塵的煙氣。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：效率效率80%80%左右，捕集小于左右，捕集小于5m5m的顆粒效率的顆粒效率不高。不高。第26頁/共147頁27 第27頁/共147頁281 1旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)塵粒的運(yùn)動(dòng)n普通旋風(fēng)除塵器組成：普通旋風(fēng)除塵器組成： 進(jìn)氣管、筒體、錐體進(jìn)氣管、筒體、錐體和排氣管和排氣管等組成。等組成。普通旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)及內(nèi)部氣流普通旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)及內(nèi)部氣流第28頁/共147頁29n為研究方便，通常把內(nèi)外渦旋氣體的運(yùn)動(dòng)分為研究方便，通常把

16、內(nèi)外渦旋氣體的運(yùn)動(dòng)分解成為三個(gè)速度分量：解成為三個(gè)速度分量：切向速度，徑向速度切向速度，徑向速度和軸向速度。和軸向速度。n切向速度切向速度是決定氣流速度大小的主要速度分是決定氣流速度大小的主要速度分量，也是決定氣流質(zhì)點(diǎn)離心力大小的主要因量，也是決定氣流質(zhì)點(diǎn)離心力大小的主要因素。素。第29頁/共147頁30旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流的切向速度和壓力分布旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流的切向速度和壓力分布第30頁/共147頁31n根據(jù)根據(jù)“渦流渦流”定律，定律，外渦旋外渦旋的切向速度的切向速度反比于反比于旋旋轉(zhuǎn)半徑轉(zhuǎn)半徑R R的的n n次方，即次方，即 常數(shù)nTRv此處此處nlnl，常稱為，常稱為渦流指數(shù)渦流指數(shù)。實(shí)驗(yàn)表明

17、。實(shí)驗(yàn)表明n n值可由下式進(jìn)行估算值可由下式進(jìn)行估算 3 . 014. 0)283()(67. 01 1TDn式中式中 D D旋風(fēng)除塵器直徑，旋風(fēng)除塵器直徑，m m； T T氣體的絕對(duì)溫度，氣體的絕對(duì)溫度，K K。 第31頁/共147頁32n內(nèi)渦旋的切向速度內(nèi)渦旋的切向速度正比于正比于旋轉(zhuǎn)半徑旋轉(zhuǎn)半徑R R，比例常數(shù)，比例常數(shù)等于氣流的旋轉(zhuǎn)角速度等于氣流的旋轉(zhuǎn)角速度，即，即 RvT/在內(nèi)、外渦旋交界圓柱面在內(nèi)、外渦旋交界圓柱面上，氣流的上，氣流的切向速度切向速度最大。最大。實(shí)驗(yàn)測(cè)量表明，交界圓柱面直徑實(shí)驗(yàn)測(cè)量表明，交界圓柱面直徑d di i=(0.6-1.0)de=(0.6-1.0)de(de

18、(de是排氣管直徑是排氣管直徑) )。第32頁/共147頁33n徑向速度：近似地認(rèn)為徑向速度：近似地認(rèn)為氣流通過這個(gè)圓柱氣流通過這個(gè)圓柱面時(shí)的面時(shí)的平均速度平均速度就是外渦旋氣流的平均就是外渦旋氣流的平均徑徑向速度向速度v vr r，即，即 oorhrQv2 式中：式中：Q Q旋風(fēng)除塵器處理氣量。旋風(fēng)除塵器處理氣量。m m3 3/s/s； r r0 0和和h h0 0分別為交界圓柱面的半徑和高度，分別為交界圓柱面的半徑和高度，m m。 第33頁/共147頁34n關(guān)于軸向速度，與徑向速度類似，視內(nèi)、外渦關(guān)于軸向速度，與徑向速度類似，視內(nèi)、外渦旋而定。旋而定。 n圖圖4-94-9給出旋風(fēng)除塵器內(nèi)的

19、壓力分布，全壓和靜給出旋風(fēng)除塵器內(nèi)的壓力分布，全壓和靜壓的壓的徑向徑向變化非常顯著，由外壁向軸心逐漸降變化非常顯著，由外壁向軸心逐漸降低，軸心處靜壓為負(fù)壓，直至錐體底部均處于低，軸心處靜壓為負(fù)壓，直至錐體底部均處于負(fù)壓負(fù)壓狀態(tài)。狀態(tài)。 第34頁/共147頁352 2旋風(fēng)除塵器的壓力損失旋風(fēng)除塵器的壓力損失 n旋風(fēng)除塵器的壓力損失旋風(fēng)除塵器的壓力損失PP一般與氣體一般與氣體入口速度入口速度的平的平方成正比，即方成正比，即2121vp 氣體的密度，氣體的密度，kg/mkg/m3 3；v v1 1氣體入口速度，氣體入口速度，m/sm/s； 局部阻力系數(shù)。局部阻力系數(shù)。第35頁/共147頁36n在缺少

20、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可用下式估算在缺少實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可用下式估算2/16deA A-A-旋風(fēng)除塵器進(jìn)口面積，旋風(fēng)除塵器進(jìn)口面積，m m2 2。 上式表明，除塵器上式表明，除塵器相對(duì)尺寸相對(duì)尺寸對(duì)壓力損失影響較大，當(dāng)除塵器對(duì)壓力損失影響較大，當(dāng)除塵器結(jié)構(gòu)型式相同時(shí)，結(jié)構(gòu)型式相同時(shí)，幾何相似放大或縮小，壓力損失基本不變。幾何相似放大或縮小，壓力損失基本不變。旋風(fēng)除塵器操作運(yùn)行中可以接受的壓力損失，一般低于旋風(fēng)除塵器操作運(yùn)行中可以接受的壓力損失，一般低于2kPa2kPa。 第36頁/共147頁37 3 3旋風(fēng)除塵器的除塵效率旋風(fēng)除塵器的除塵效率 除塵效率與除塵效率與分割直徑分割直徑有直接的關(guān)系有直接的關(guān)系n

21、在旋風(fēng)除塵器內(nèi)，粒子的沉降主要取決于在旋風(fēng)除塵器內(nèi)，粒子的沉降主要取決于離心力離心力FcFc和向心運(yùn)動(dòng)氣流作用于塵粒上的阻力和向心運(yùn)動(dòng)氣流作用于塵粒上的阻力F FD D。n在內(nèi)、外渦旋界面上：在內(nèi)、外渦旋界面上：n如果如果FcFcF FD D，移向外壁；，移向外壁；n如果如果FcFcF FD D，進(jìn)入內(nèi)渦旋；，進(jìn)入內(nèi)渦旋；n如果如果FcFcF FD D，進(jìn)去，進(jìn)去50%50%，出來，出來50%50%。即除塵效率為。即除塵效率為5050，此時(shí)的粒徑即為除塵器的此時(shí)的粒徑即為除塵器的分割直徑分割直徑，用，用dcdc表示。表示。 第37頁/共147頁38n因?yàn)橐驗(yàn)镕cFcF FD D，對(duì)于球形粒子，

22、由斯托克斯定律得到，對(duì)于球形粒子，由斯托克斯定律得到 rcoTPcvdrvd36203式中式中 v vT0T0交界面處氣流的切向速度，交界面處氣流的切向速度，m/sm/s。 v vT0T0可根據(jù)式可根據(jù)式 計(jì)算；計(jì)算； v vr r可由式可由式 估算，則估算，則 常數(shù)nTRvoorhrQv22/120018TPrcvrvddcdc愈小，說明除塵效率越高，性能愈好。愈小，說明除塵效率越高，性能愈好。 第38頁/共147頁39n當(dāng)當(dāng)dcdc確定后，可以根據(jù)雷思一利希特模式計(jì)算確定后，可以根據(jù)雷思一利希特模式計(jì)算其它粒子的分級(jí)效率其它粒子的分級(jí)效率 )(6931. 0exp111ncPidd其中渦流

23、指數(shù)其中渦流指數(shù)n n可由式可由式 計(jì)算。計(jì)算。 3 . 014. 0)283()(67. 01 1TDn第39頁/共147頁40n例例4-2 4-2 已知已知XZT-90XZT-90型旋風(fēng)除塵器在選取入口速型旋風(fēng)除塵器在選取入口速度度v v1 113m/s13m/s時(shí)，處理氣體量時(shí)，處理氣體量Q Q1.37m1.37m3 3/S/S。試確。試確定凈化工業(yè)鍋爐煙氣定凈化工業(yè)鍋爐煙氣( (溫度為溫度為423K423K，煙塵真密度，煙塵真密度為為2.1g/cm2.1g/cm3 3) )時(shí)的時(shí)的分割直徑和壓力損失分割直徑和壓力損失。已知該除。已知該除塵器筒體直徑塵器筒體直徑0.9m0.9m，排氣管直

24、徑為，排氣管直徑為0.45m0.45m，排氣，排氣管下緣至錐頂?shù)母叨葹楣芟戮壷铃F頂?shù)母叨葹?.58m2.58m，423K423K時(shí)煙氣的粘時(shí)煙氣的粘度度( (近似取空氣的值近似取空氣的值)2.42.41010-5-5PaPas s。 第40頁/共147頁41解：假設(shè)接近圓筒壁處的氣流解：假設(shè)接近圓筒壁處的氣流切向速度切向速度近似等于氣流的入口近似等于氣流的入口速度，即速度，即v vl l=13m/s=13m/s， 取內(nèi)、外渦旋交界圓柱的直徑取內(nèi)、外渦旋交界圓柱的直徑d d0 00.7de0.7de3 . 014. 0)283()(67. 01 1TDn62. 0283423)9 . 0(67.

25、 01 13 . 014. 0由式由式 得氣流在交界面上的切向速度得氣流在交界面上的切向速度常數(shù)nTRv62. 00)45. 07 . 09 . 0(13Tvsm/92.24第41頁/共147頁42n所以分割直徑為：所以分割直徑為：smhrQvoor/54. 058. 22/ )45. 07 . 0(237. 122/12018TPorcvrvdmm31. 51031. 592.2421002/ )45. 07 . 0(54. 0104 . 21862/125徑向速度為：徑向速度為：第42頁/共147頁43n旋風(fēng)除塵器操作條件下的壓力損失：旋風(fēng)除塵器操作條件下的壓力損失：423K423K時(shí)煙氣

26、密度時(shí)煙氣密度可近似取為可近似取為3/834. 0423273293. 1mkg33. 8)45. 0(1337. 116/1622edA22113834. 033. 82121TvP=547Pa=547Pa 第43頁/共147頁44 4 4影響旋風(fēng)除塵器效率的因素影響旋風(fēng)除塵器效率的因素 (1)(1)二次效應(yīng)二次效應(yīng) n通過通過環(huán)狀霧化器環(huán)狀霧化器將水噴淋在旋風(fēng)除塵器內(nèi)壁上，能有效地將水噴淋在旋風(fēng)除塵器內(nèi)壁上，能有效地控制二次效應(yīng)?？刂贫涡?yīng)。(2)(2)比例尺寸比例尺寸 n在在相同的切向速度相同的切向速度下下筒體直徑筒體直徑D D愈小，愈小，除塵效率愈高，但若除塵效率愈高，但若筒體直徑過

27、小，粒子容易逃逸，使效率下降。筒體直徑過小，粒子容易逃逸，使效率下降。n錐體適當(dāng)加長(zhǎng)，對(duì)提高除塵效率有利。錐體適當(dāng)加長(zhǎng)，對(duì)提高除塵效率有利。n排出管直徑愈小排出管直徑愈小分割直徑愈小分割直徑愈小，即除塵效率愈高。但排出，即除塵效率愈高。但排出管直徑太小，會(huì)導(dǎo)致管直徑太小，會(huì)導(dǎo)致壓力降的增加壓力降的增加，一般取排出管直徑，一般取排出管直徑dede(0.4-0.65)D(0.4-0.65)D。 第44頁/共147頁45n從排出管下部至氣流下降的最低點(diǎn)之間的距離稱為旋風(fēng)從排出管下部至氣流下降的最低點(diǎn)之間的距離稱為旋風(fēng)除塵器的除塵器的特征長(zhǎng)度特征長(zhǎng)度，根據(jù)亞歷山大，根據(jù)亞歷山大(A1exander)(

28、A1exander)公式公式3/12)(3 . 2ADdle注意：特征常度注意：特征常度l l與與氣體的流量氣體的流量無無關(guān)關(guān)實(shí)踐表明，筒體和錐體的總高度以實(shí)踐表明，筒體和錐體的總高度以不不大于大于五倍五倍的筒體直徑為宜。的筒體直徑為宜。v 除塵器下部的除塵器下部的嚴(yán)密性嚴(yán)密性也是影響除塵效率的一個(gè)重要因素。也是影響除塵效率的一個(gè)重要因素。 第45頁/共147頁46第46頁/共147頁47 (3)(3)煙塵的物理性質(zhì)煙塵的物理性質(zhì) n被處理氣體的被處理氣體的含塵濃度含塵濃度，塵粒粒徑，塵粒粒徑和密度和密度，塵粒越接近于，塵粒越接近于球球形，凈化效形，凈化效率率 。 第47頁/共147頁48 n

29、在流量不變的情況下，下述各式可以用來估算它們的在流量不變的情況下，下述各式可以用來估算它們的影響。影響。5 . 0)(100100baba5 . 0)(100100gaPgbPba182. 011)(100100abbaCC第48頁/共147頁49n壓力損失與含塵量之間的關(guān)系可表示為壓力損失與含塵量之間的關(guān)系可表示為 2/11) 129. 2(013. 0CPPcd 隨含塵濃度而變化的壓力損失；隨含塵濃度而變化的壓力損失； 干凈空氣時(shí)的壓力損失；干凈空氣時(shí)的壓力損失； C C1 1入口含塵濃度，入口含塵濃度，g/mg/m3 3。dPcP第49頁/共147頁50(4) (4) 旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵

30、器入口管氣速入口管氣速的影響的影響n提高煙氣入口流速，旋風(fēng)除塵器分割直徑變小，使除塵提高煙氣入口流速，旋風(fēng)除塵器分割直徑變小，使除塵器性能改善。器性能改善。n粗略估算，除塵效率和處理氣體量之間的關(guān)系粗略估算，除塵效率和處理氣體量之間的關(guān)系5 . 0)(100100abbaQQv旋風(fēng)除塵器入口管含塵氣體的流速，通常取用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，旋風(fēng)除塵器入口管含塵氣體的流速，通常取用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)， u=10-25m/su=10-25m/s。v在實(shí)際應(yīng)用中，小型旋風(fēng)除塵器多取用在實(shí)際應(yīng)用中，小型旋風(fēng)除塵器多取用偏低的氣速偏低的氣速，而大型，而大型旋風(fēng)除塵器取用旋風(fēng)除塵器取用偏高偏高的氣速。的氣速。 第50頁/共147

31、頁515 5旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)型式旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)型式(1)(1)按進(jìn)氣方式：按進(jìn)氣方式： 分為分為切向進(jìn)入式切向進(jìn)入式和和軸向進(jìn)軸向進(jìn)入式入式兩類兩類 n切向進(jìn)入式又分為切向進(jìn)入式又分為直入直入式和蝸殼式式和蝸殼式n直入式：直入式：進(jìn)氣管進(jìn)氣管外壁外壁與與筒體相切，進(jìn)口管設(shè)計(jì)筒體相切，進(jìn)口管設(shè)計(jì)與制造方便，且性能穩(wěn)與制造方便，且性能穩(wěn)定。定。直入切向進(jìn)入式直入切向進(jìn)入式第51頁/共147頁52n蝸殼式：蝸殼式： 進(jìn)氣管進(jìn)氣管內(nèi)壁內(nèi)壁與筒體與筒體相切相切。進(jìn)氣管外壁采用漸開線進(jìn)氣管外壁采用漸開線形式，漸開角有形式，漸開角有180180、270270和和360360三種。三種。 蝸殼切向進(jìn)入式蝸殼

32、切向進(jìn)入式優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：易于增大：易于增大進(jìn)口進(jìn)口面積，面積，減小塵粒向器壁的沉降距減小塵粒向器壁的沉降距離；減少了離；減少了進(jìn)氣流與內(nèi)渦進(jìn)氣流與內(nèi)渦旋氣流的相互干擾旋氣流的相互干擾，使進(jìn)，使進(jìn)口壓力降減小。口壓力降減小。第52頁/共147頁53n軸向軸向進(jìn)入式：進(jìn)入式： 在相同的壓力在相同的壓力損失下，能夠處理損失下，能夠處理的的氣體量氣體量大，且氣大，且氣流流分布較均勻，分布較均勻，主主要用于要用于多管旋風(fēng)除多管旋風(fēng)除塵器和處理氣體量塵器和處理氣體量大大的場(chǎng)合。的場(chǎng)合。軸向進(jìn)入式軸向進(jìn)入式第53頁/共147頁54 (2) (2)按氣流組織分類：按氣流組織分類：回流式、直流式回流式、直流式、平旋

33、式和、平旋式和旋流式等旋流式等 回流式回流式筒式筒式：阻力較小，除塵效率低，對(duì)于阻力較小，除塵效率低，對(duì)于10m10m左右的粒子的分離效率一般低于左右的粒子的分離效率一般低于60-7060-70 旁路式：旁路式：進(jìn)氣管上緣距頂蓋有一段距離，進(jìn)氣管上緣距頂蓋有一段距離，180180蝸殼式入口，排出管的插入深度可以較淺，筒蝸殼式入口，排出管的插入深度可以較淺，筒體上具有螺旋線形的灰塵隔離室。體上具有螺旋線形的灰塵隔離室。 擴(kuò)散式：擴(kuò)散式：反射屏中心孔徑在反射屏中心孔徑在(0.05-0.1)D(D(0.05-0.1)D(D為筒為筒體直徑體直徑) )時(shí)效率較高。時(shí)效率較高。第54頁/共147頁55圖圖

34、4-13 4-13 旁路式旋風(fēng)除塵器旁路式旋風(fēng)除塵器圖圖4-14 4-14 擴(kuò)散式旋風(fēng)除塵器擴(kuò)散式旋風(fēng)除塵器第55頁/共147頁56直流式旋風(fēng)除塵器直流式旋風(fēng)除塵器n除塵器內(nèi)除塵器內(nèi)沒有上升的內(nèi)旋沒有上升的內(nèi)旋氣流，減少返混和二次飛氣流，減少返混和二次飛揚(yáng)，壓力損失較小，但效率有所下降。揚(yáng)，壓力損失較小，但效率有所下降。 (3)(3)多管旋風(fēng)除塵器多管旋風(fēng)除塵器 n由多個(gè)由多個(gè)相同構(gòu)造形狀和尺寸相同構(gòu)造形狀和尺寸的小型旋風(fēng)除塵器的小型旋風(fēng)除塵器( (又又叫旋風(fēng)子叫旋風(fēng)子) )組合在一個(gè)殼體內(nèi)組合在一個(gè)殼體內(nèi)并聯(lián)并聯(lián)使用的除塵器組。使用的除塵器組。n處理煙氣量大。處理煙氣量大。 n能夠有效地捕集

35、能夠有效地捕集5-10m5-10m的粉塵，用耐磨鑄鐵鑄成，的粉塵，用耐磨鑄鐵鑄成，可處理含塵濃度較高的可處理含塵濃度較高的(100g/m(100g/m3 3) )氣體。氣體。第56頁/共147頁57第57頁/共147頁58圖圖4-15 4-15 回流式多管旋風(fēng)除塵器回流式多管旋風(fēng)除塵器第58頁/共147頁59n多管旋風(fēng)除塵器具有多管旋風(fēng)除塵器具有效率高，處理氣量效率高，處理氣量大，大，有利于布置和煙道連接方便等特點(diǎn)。有利于布置和煙道連接方便等特點(diǎn)。n對(duì)旋風(fēng)子制造、安裝和裝配的質(zhì)量要求較高。對(duì)旋風(fēng)子制造、安裝和裝配的質(zhì)量要求較高。目前國(guó)內(nèi)定型生產(chǎn)的多管除塵器的旋風(fēng)子筒目前國(guó)內(nèi)定型生產(chǎn)的多管除塵器

36、的旋風(fēng)子筒體直徑有體直徑有150150和和250mm250mm兩種，管數(shù)有兩種，管數(shù)有9 9、1212和和1616三種。三種。 第59頁/共147頁60 6 6旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)選型。旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)選型。 n多用多用經(jīng)驗(yàn)法經(jīng)驗(yàn)法來選擇除塵器的型號(hào)規(guī)格，其基本來選擇除塵器的型號(hào)規(guī)格，其基本步驟如下：步驟如下： (1)(1)根據(jù)根據(jù)含塵濃度、粒度分布、密度含塵濃度、粒度分布、密度等煙氣特征及等煙氣特征及除塵要求、允許的阻力和制造條件除塵要求、允許的阻力和制造條件等因素全面等因素全面分析，分析，合理地選擇合理地選擇旋風(fēng)除塵器的型式旋風(fēng)除塵器的型式。 第60頁/共147頁61n常用除塵器型式：常用除塵

37、器型式： XLP/A(XLP/A(或或B):B):入口速度入口速度10m/s10m/sv v20m/s;20m/s;=85%=85%左右；對(duì)左右；對(duì)5m5m的粒子的粒子,i i為為20-30%,10m20-30%,10m的粒子的粒子, , i i為為88%88%P=500-900Pa.P=500-900Pa. XLT:XLT:入口速度入口速度10m/s10m/sv v18m/s18m/s；P=500-700PaP=500-700Pa；=80-85%=80-85%第61頁/共147頁62(2)(2)根據(jù)使用時(shí)根據(jù)使用時(shí)允許的壓力降允許的壓力降確定進(jìn)口氣速確定進(jìn)口氣速v v1 1，若，若沒有氣速與

38、壓降的數(shù)據(jù)，則根據(jù)允許的壓降計(jì)沒有氣速與壓降的數(shù)據(jù)，則根據(jù)允許的壓降計(jì)算進(jìn)口氣速算進(jìn)口氣速Pv21 若沒有提供允許的壓力損失數(shù)據(jù)，一般取若沒有提供允許的壓力損失數(shù)據(jù)，一般取進(jìn)口氣速為進(jìn)口氣速為12-25m/s12-25m/s。 第62頁/共147頁63(3)(3)確定旋風(fēng)除塵器的確定旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口截面進(jìn)口截面A A，入口寬度，入口寬度b b和高和高度度h h。根據(jù)處理氣量由下式?jīng)Q定進(jìn)口截面積。根據(jù)處理氣量由下式?jīng)Q定進(jìn)口截面積A A1vQbhA (4)(4)確定確定各部分幾何尺寸各部分幾何尺寸：由進(jìn)口截面積：由進(jìn)口截面積A A和入口寬和入口寬度度b b及高度及高度h h定出各部分的幾何尺寸。定

39、出各部分的幾何尺寸。 第63頁/共147頁64X-X-除塵器，除塵器，L-L-離心，離心，T-T-筒式，筒式，P-P-旁路式，旁路式，A A、B B為產(chǎn)品代號(hào)。為產(chǎn)品代號(hào)。 第64頁/共147頁65設(shè)計(jì)者可按要求選擇其他的結(jié)構(gòu)，但應(yīng)遵循以下的原則：設(shè)計(jì)者可按要求選擇其他的結(jié)構(gòu)，但應(yīng)遵循以下的原則： 為防止粒子短路漏到出口管，為防止粒子短路漏到出口管，hshs，其中，其中s s為排氣管為排氣管插入深度；插入深度； 為避免過高的壓力損失，為避免過高的壓力損失，bb（D-deD-de）/2/2; ; 為保持渦流的終端在錐體內(nèi)部為保持渦流的終端在錐體內(nèi)部，（，（H+LH+L）3D3D； 為利于粉塵易于

40、滑動(dòng)，為利于粉塵易于滑動(dòng)，錐角錐角=7=7-8-8; ; 為獲得最大的除塵效率，為獲得最大的除塵效率， de/D0.4-0.5,(H+L)/de8-10;s/de1de/D0.4-0.5,(H+L)/de8-10;s/de1。第65頁/共147頁66n例例4-3 4-3 已知煙氣處理量已知煙氣處理量Q=5000mQ=5000m3 3/h/h，煙氣密度，煙氣密度=1.2kg/m=1.2kg/m3 3，允許壓力損失為，允許壓力損失為900Pa900Pa，若選用，若選用XLP/BXLP/B型旋風(fēng)除塵器，試求其主要尺寸。型旋風(fēng)除塵器，試求其主要尺寸。 第66頁/共147頁67解：解： 先求入口氣速先求

41、入口氣速：Pv21根據(jù)表根據(jù)表4-14-1，=5.8=5.8 ，所以所以smv/1 .16102 . 18 . 5900231210863. 01 .16360050003600mvQAmAh42. 00863. 022mAb208. 02/0863. 02/第67頁/共147頁68D=3.33b=3.33D=3.33b=3.330.208=0.624m=624mm0.208=0.624m=624mm參考參考XLP/BXLP/B產(chǎn)品系列，取產(chǎn)品系列，取D=700mmD=700mm mmDde4207006 . 06 . 0L=1.7D=1.7700=1190mm mmDH16107003 .

42、23 . 2mmDd30170043. 043. 01第68頁/共147頁69n當(dāng)已提供有關(guān)除塵器性能時(shí)，則可根據(jù)處理當(dāng)已提供有關(guān)除塵器性能時(shí)，則可根據(jù)處理氣體量和允許的壓力損失，氣體量和允許的壓力損失，選擇適宜的進(jìn)口選擇適宜的進(jìn)口氣速氣速，即可查得設(shè)備型號(hào)，從而決定各部分，即可查得設(shè)備型號(hào)，從而決定各部分尺寸。上述例題查表取型號(hào)為尺寸。上述例題查表取型號(hào)為XLP/B-7.0XLP/B-7.0，其，其中中7.07.0表示除塵器筒體直徑表示除塵器筒體直徑D D的的分米數(shù)分米數(shù)。 第69頁/共147頁70n上節(jié)課小結(jié)：上節(jié)課小結(jié)：1、重力沉降室、重力沉降室2、慣性除塵器、慣性除塵器3、旋風(fēng)除塵器、

43、旋風(fēng)除塵器切向速度、徑向速度的計(jì)算切向速度、徑向速度的計(jì)算壓力損失的計(jì)算壓力損失的計(jì)算除塵效率的計(jì)算除塵效率的計(jì)算結(jié)構(gòu)型式及簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)型式及簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)第70頁/共147頁714-2 4-2 電除塵器電除塵器(ESP)(ESP)（Electrostatic PrecipitatorsElectrostatic Precipitators） 電除塵器具有如下的優(yōu)點(diǎn)：電除塵器具有如下的優(yōu)點(diǎn)： 1.1.電除塵器的除塵效率高（對(duì)細(xì)粉塵有很高的捕電除塵器的除塵效率高（對(duì)細(xì)粉塵有很高的捕集效率），可高于集效率），可高于99%99%； 2.2.處理煙氣量大，可達(dá)處理煙氣量大，可達(dá)10105 510106 6m

44、 m3 3/h /h ； 3.3.能耗低能耗低, , 約約0.20.20.4kwh/1000m0.4kwh/1000m3 3 ； 4.4.壓力損失小，一般為壓力損失小，一般為200200500Pa500Pa； 5.5.可凈化溫度較高的或強(qiáng)腐蝕性含塵煙氣?？蓛艋瘻囟容^高的或強(qiáng)腐蝕性含塵煙氣。 第71頁/共147頁72n 電除塵器具有如下缺點(diǎn)電除塵器具有如下缺點(diǎn)： 1. 1. 一次投資費(fèi)用高，鋼材消耗量較大。平均每一次投資費(fèi)用高，鋼材消耗量較大。平均每平方米收塵面積所需鋼材大約為平方米收塵面積所需鋼材大約為3.5-4t3.5-4t； 2 2除塵效率受除塵效率受粉塵比電阻粉塵比電阻影響很大。最適宜捕

45、影響很大。最適宜捕集比電阻為集比電阻為10104 45 510101111cmcm的粉塵粒子。的粉塵粒子。 3 3不適宜直接凈化不適宜直接凈化高濃度高濃度含塵氣體；含塵氣體； 4 4占地面積較大。占地面積較大。第72頁/共147頁73電除塵器的工作原理涉及三個(gè)方面：電除塵器的工作原理涉及三個(gè)方面：n粒子荷電粒子荷電荷電粒子捕集荷電粒子捕集清灰清灰三個(gè)三個(gè)基本過程?；具^程。 第73頁/共147頁74第74頁/共147頁75一、電暈放電一、電暈放電 1 1氣體的導(dǎo)電過程和電暈放電氣體的導(dǎo)電過程和電暈放電第75頁/共147頁76n陰陰( (陽陽) )電暈電暈：當(dāng)放電極和高壓直流電源的陰：當(dāng)放電極和

46、高壓直流電源的陰( (陽陽) )極相連時(shí)，就產(chǎn)生陰（陽）電暈；極相連時(shí)，就產(chǎn)生陰（陽）電暈；n產(chǎn)生電暈的電極稱為產(chǎn)生電暈的電極稱為電暈極電暈極；n吸收塵粒使其沉積的電極稱為吸收塵粒使其沉積的電極稱為集塵極集塵極；n自由電子能引起氣體分子離子化的區(qū)域，常稱為自由電子能引起氣體分子離子化的區(qū)域，常稱為電暈區(qū)電暈區(qū)；從電暈區(qū)至金屬管表面的空間內(nèi)，負(fù)離；從電暈區(qū)至金屬管表面的空間內(nèi)，負(fù)離子濃度一般為子濃度一般為10101414-10-101515個(gè)個(gè)/m/m3 3。第76頁/共147頁77 第77頁/共147頁78n對(duì)于工業(yè)氣體凈化，傾向于采用穩(wěn)定對(duì)于工業(yè)氣體凈化，傾向于采用穩(wěn)定性強(qiáng)，可以得到較高操作

47、電壓和電流性強(qiáng)，可以得到較高操作電壓和電流的負(fù)電暈極的負(fù)電暈極. . n所以對(duì)于空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的微粒凈化所以對(duì)于空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的微粒凈化裝置均采用產(chǎn)生較少臭氧和氮氧化物裝置均采用產(chǎn)生較少臭氧和氮氧化物的正電暈極的正電暈極. . 第78頁/共147頁79 2 2起暈電壓起暈電壓 n開始產(chǎn)生電暈的電壓常稱為開始產(chǎn)生電暈的電壓常稱為起暈電壓起暈電壓，相應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度稱，相應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度稱為為起暈場(chǎng)強(qiáng)起暈場(chǎng)強(qiáng)。n管式電除塵器內(nèi)任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度可以由下式計(jì)算管式電除塵器內(nèi)任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度可以由下式計(jì)算 )/ln()(abrVrE（V/m） r r距電暈線中心的距離（距電暈線中心的距離（m m）；）； a a

48、電暈線半徑（電暈線半徑（m m）；）； b b集塵園管的半徑（集塵園管的半徑（m m）；）； V V施加于電暈線和集式電極之間的電壓（極間電壓施加于電暈線和集式電極之間的電壓（極間電壓V V）。）。 第79頁/共147頁80皮克皮克(Peek) (Peek) 提出如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算起始電暈所需電場(chǎng)強(qiáng)度提出如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算起始電暈所需電場(chǎng)強(qiáng)度)/03. 0(1036amEc空氣的相對(duì)密度，定義為空氣的相對(duì)密度，定義為 ，其中，其中T T0 0=298K=298K，P P0 0=1.0atm=1.0atm，T T和和P P分別為操作溫度和壓力；分別為操作溫度和壓力；m m電暈線表面的粗糙度系數(shù)，電暈

49、線表面的粗糙度系數(shù)，0.5m1.00.5m0.5m0.5m的微粒，以的微粒，以電場(chǎng)荷電電場(chǎng)荷電為主；為主； 對(duì)對(duì)d dp p0.15m0.15m的微粒，則以的微粒，則以擴(kuò)散荷電擴(kuò)散荷電為主；為主； 對(duì)于粒徑介于對(duì)于粒徑介于0.150.150.5m0.5m的粒子，則需要的粒子，則需要同時(shí)考慮這兩種過程。同時(shí)考慮這兩種過程。第85頁/共147頁861 1電場(chǎng)荷電電場(chǎng)荷電 (1)(1)荷電量的計(jì)算荷電量的計(jì)算n假定條件為假定條件為: :a.a. 粉塵粒子為球形，塵粒的大小和性質(zhì)是均一的，粉塵粒子為球形，塵粒的大小和性質(zhì)是均一的，并在電場(chǎng)內(nèi)呈懸浮狀；并在電場(chǎng)內(nèi)呈懸浮狀；b.b.粉塵粒子的電場(chǎng)不影響其它

50、粉塵粒子周圍的電場(chǎng)；粉塵粒子的電場(chǎng)不影響其它粉塵粒子周圍的電場(chǎng)；c.c.所有粉塵粒子均可獲得相同的電量；所有粉塵粒子均可獲得相同的電量；d.d.粉塵粒子附近的電場(chǎng)和粒子濃度都是均一的。粉塵粒子附近的電場(chǎng)和粒子濃度都是均一的。第86頁/共147頁87n根據(jù)推導(dǎo)，電場(chǎng)荷電的飽和荷電量為根據(jù)推導(dǎo)，電場(chǎng)荷電的飽和荷電量為)2(32poosdEq 粒子相對(duì)介電常數(shù)粒子相對(duì)介電常數(shù)( (與真空條件下的介電常數(shù)相比較與真空條件下的介電常數(shù)相比較) )； 0 0真空介電常數(shù)，等于真空介電常數(shù)，等于8.858.851010-12-12F/mF/m； E E0 0電場(chǎng)強(qiáng)度，電場(chǎng)強(qiáng)度，V Vm m。 第87頁/共1

51、47頁88 (2)(2)影響電場(chǎng)荷電的因素影響電場(chǎng)荷電的因素 n對(duì)于粒子特性是對(duì)于粒子特性是粒徑粒徑d dp p和介電常數(shù)和介電常數(shù)；對(duì)；對(duì)于電暈電場(chǎng)則是于電暈電場(chǎng)則是電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度E E0 0和離子密度和離子密度N N0 0。n大多數(shù)工業(yè)電除塵器荷電電場(chǎng)強(qiáng)度為大多數(shù)工業(yè)電除塵器荷電電場(chǎng)強(qiáng)度為3-3-6kV/cm6kV/cm；離子密度為；離子密度為10101313-10-101414離子離子/m/m3 3；對(duì)；對(duì)于大多數(shù)材料，于大多數(shù)材料，1 1100100，導(dǎo)電粒子，導(dǎo)電粒子為為。第88頁/共147頁89n對(duì)于中等離子密度對(duì)于中等離子密度(10(101414個(gè)個(gè)/m/m3 3) )，荷電時(shí)

52、，荷電時(shí)間僅為間僅為0.1s0.1s。這個(gè)時(shí)間相當(dāng)于氣流在除。這個(gè)時(shí)間相當(dāng)于氣流在除塵器內(nèi)流動(dòng)塵器內(nèi)流動(dòng)10-20cm10-20cm所需要的時(shí)間，所所需要的時(shí)間，所以對(duì)于一般的電除塵器，可以認(rèn)為粒子以對(duì)于一般的電除塵器，可以認(rèn)為粒子進(jìn)入除塵器后立刻達(dá)到了進(jìn)入除塵器后立刻達(dá)到了飽和電荷飽和電荷。 第89頁/共147頁90 2 2擴(kuò)散荷電擴(kuò)散荷電 n擴(kuò)散荷電擴(kuò)散荷電不存在最大極限值不存在最大極限值。n粒子荷電量取決于粒子荷電量取決于離子熱運(yùn)動(dòng)離子熱運(yùn)動(dòng)的的動(dòng)能、粒動(dòng)能、粒子大小和荷電時(shí)間子大小和荷電時(shí)間。對(duì)于粒徑很?。ㄐ∮?。對(duì)于粒徑很?。ㄐ∮?.1m0.1m）的粉塵粒子的擴(kuò)散荷電幾乎與）的粉塵粒子

53、的擴(kuò)散荷電幾乎與外外加電場(chǎng)加電場(chǎng)的作用無關(guān)。的作用無關(guān)。第90頁/共147頁91n利用分子熱運(yùn)動(dòng)理論導(dǎo)出擴(kuò)散荷電的理論方程利用分子熱運(yùn)動(dòng)理論導(dǎo)出擴(kuò)散荷電的理論方程)81ln(222kTtNdueekTdnooppo k k波爾茲曼常數(shù)，波爾茲曼常數(shù)，1.381.381010-23-23J/KJ/K； T T氣體溫度，氣體溫度，K K； 氣體離子的平均熱運(yùn)動(dòng)速度，氣體離子的平均熱運(yùn)動(dòng)速度，m/sm/s。 e e電子電量，電子電量，1.61.6 1010-19-19C.C.u第91頁/共147頁92n 例如，令例如，令N N0 05 510101414個(gè)個(gè)/m/m3 3，T T298K298K，對(duì)

54、常壓下，對(duì)常壓下的空氣的空氣 467m/s467m/s將這些值代入式上式得：將這些值代入式上式得： )1005. 21ln(109 . 0107tddnppu進(jìn)一步假定進(jìn)一步假定d dp p2 21010-6-6m m和和t t1.0s1.0s，那么，那么 （電子電量）191) 11021005. 21ln(102109 . 061067n第92頁/共147頁93n3 3電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電的綜合作用電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電的綜合作用 第93頁/共147頁94n例例5-55-5 利用下列數(shù)據(jù)，決定電場(chǎng)和擴(kuò)散荷利用下列數(shù)據(jù)，決定電場(chǎng)和擴(kuò)散荷電綜合作用下粒子荷電量隨時(shí)間的變化。電綜合作用下粒子荷電量隨時(shí)間

55、的變化。n已知已知=5=5，EoEo3 310106 6V/mV/m，T T300K300K，N N2 210101515離子離子/m/m3 3； =467m/s=467m/s，d dp p0.10.1，0.50.5和和1.0m1.0m。u第94頁/共147頁95解：由電場(chǎng)荷電的計(jì)算公式得電場(chǎng)荷電飽和電荷量為：解：由電場(chǎng)荷電的計(jì)算公式得電場(chǎng)荷電飽和電荷量為：26122551031085. 83psdq241079. 1pd擴(kuò)散荷電過程的核電量隨時(shí)間的變化：擴(kuò)散荷電過程的核電量隨時(shí)間的變化： 3001038. 11085. 88102467)106 . 1 (1ln)106 . 1 (1038.

56、 13001085. 822312152192192312tddnpp3001038. 11085. 88102467)106 . 1 (1ln)106 . 1 (1038. 13001085. 822312152192192312tddnpp1016. 81ln1099. 8106pptdd1016. 81ln1044. 11079. 1101224pppstdddenqq則則第95頁/共147頁96n這三種粒子的飽和荷電量分別是：這三種粒子的飽和荷電量分別是：1.791.791010- -1818、4.484.481010-17-17和和1.791.791010-16-16庫侖。庫侖。 第

57、96頁/共147頁97上節(jié)課小結(jié)上節(jié)課小結(jié)旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器:壓力損失、除塵效率計(jì)算；壓力損失、除塵效率計(jì)算； 影響因素、結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計(jì)選型影響因素、結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計(jì)選型電除塵器電除塵器：優(yōu)缺點(diǎn)、粒子荷電：優(yōu)缺點(diǎn)、粒子荷電第97頁/共147頁984 4異常荷電現(xiàn)象異常荷電現(xiàn)象 n反電暈現(xiàn)象反電暈現(xiàn)象：通常當(dāng)比電阻高于通常當(dāng)比電阻高于2 210101010cmcm時(shí)，時(shí)，較易發(fā)生火花放電或反電暈較易發(fā)生火花放電或反電暈 n空間電荷大空間電荷大：微小粒子濃度高，空間電荷大，微小粒子濃度高，空間電荷大，除塵效率降低，尤其是粒徑在除塵效率降低，尤其是粒徑在1m1m左右的數(shù)量越左右的數(shù)量越多，這種現(xiàn)象越

58、嚴(yán)重。多，這種現(xiàn)象越嚴(yán)重。n電暈閉塞：電暈閉塞： 第98頁/共147頁99三、荷電粒子的捕集三、荷電粒子的捕集 n 1 1驅(qū)進(jìn)速度驅(qū)進(jìn)速度 )3/(ppdqE球形粒子在層流情況下，僅受電場(chǎng)力和氣體阻力的作用，球形粒子在層流情況下，僅受電場(chǎng)力和氣體阻力的作用，得：得： 第99頁/共147頁100第100頁/共147頁101 2 2粒子的捕集效率粒子的捕集效率 德意希在推導(dǎo)時(shí)做了如下假定：德意希在推導(dǎo)時(shí)做了如下假定： 除塵器中氣流為除塵器中氣流為紊流狀態(tài)紊流狀態(tài)；在垂直于集塵表面的在垂直于集塵表面的任一橫斷面上粒子濃度和任一橫斷面上粒子濃度和氣流分布是均勻的氣流分布是均勻的。粒子進(jìn)入除塵器后粒子進(jìn)

59、入除塵器后立即立即完成了荷電過程；完成了荷電過程； 忽略電風(fēng)、氣流分布不均勻、被捕集粒子重新忽略電風(fēng)、氣流分布不均勻、被捕集粒子重新進(jìn)入氣流等影響。進(jìn)入氣流等影響。第101頁/共147頁102由此假設(shè)推出理論分級(jí)捕集效率為：由此假設(shè)推出理論分級(jí)捕集效率為：ni i直徑為直徑為d dpipi的塵粒其驅(qū)進(jìn)速度的塵粒其驅(qū)進(jìn)速度(m/s)(m/s)。只有當(dāng)粒子的粒徑相同且驅(qū)進(jìn)速度不超過氣流速只有當(dāng)粒子的粒徑相同且驅(qū)進(jìn)速度不超過氣流速度的度的10%-20%10%-20%時(shí)這個(gè)方程在理論上才是成立的。時(shí)這個(gè)方程在理論上才是成立的。 )exp(1112iiiiQACC德意希分級(jí)效率方程德意希分級(jí)效率方程kQ

60、A)exp(1修正的德意希方程修正的德意希方程K K：指數(shù)，一般?。褐笖?shù)，一般取0.50.5第102頁/共147頁103 3 3有效驅(qū)進(jìn)速度（有效驅(qū)進(jìn)速度（e e ） 對(duì)于工業(yè)電除塵器，有效驅(qū)進(jìn)速度范圍對(duì)于工業(yè)電除塵器，有效驅(qū)進(jìn)速度范圍: :0.02-2m/s0.02-2m/s。 表表 55 各種工業(yè)粉塵的有效驅(qū)進(jìn)速度各種工業(yè)粉塵的有效驅(qū)進(jìn)速度 粉塵種類粉塵種類 驅(qū)進(jìn)速度驅(qū)進(jìn)速度(m/s) 粉塵種類粉塵種類 驅(qū)進(jìn)速度驅(qū)進(jìn)速度 (m/s) 煤粉煤粉(飛灰飛灰) 紙漿及選紙紙漿及選紙 平爐平爐 酸霧酸霧(H2S04) 酸霧酸霧(Ti02) 飄懸焙燒爐飄懸焙燒爐 催化劑粉塵催化劑粉塵 0.10-0.

61、14 0.08 0.06 0.06-0.08 0.06-0.08 0.08 0.08 沖天爐沖天爐(鐵鐵-焦比焦比10) 水泥生產(chǎn)水泥生產(chǎn)(干法干法) 水泥生產(chǎn)水泥生產(chǎn)(濕法濕法) 多層床式焙燒爐多層床式焙燒爐 紅磷紅磷 石膏石膏 二級(jí)高爐二級(jí)高爐(80生鐵生鐵) 0.03-0.04 0.06-0.07 0.10-0.11 0.08 0.03 0.16-0.20 0.125 第103頁/共147頁104n實(shí)際測(cè)量表明，對(duì)于粒徑在實(shí)際測(cè)量表明，對(duì)于粒徑在微米微米區(qū)間的粒子，除塵區(qū)間的粒子，除塵效率有增大的趨勢(shì)。例如粒徑為效率有增大的趨勢(shì)。例如粒徑為1m1m粒子的捕集效粒子的捕集效率為率為90-9

62、590-95，對(duì)粒徑，對(duì)粒徑0.1m0.1m的粒子，捕集效率可的粒子，捕集效率可能上升到能上升到9999或更高，這說明電除塵過程是或更高，這說明電除塵過程是去除微去除微小粒子小粒子的有效辦法。測(cè)量表明，在許多情況下最低的有效辦法。測(cè)量表明，在許多情況下最低捕集效率發(fā)生在捕集效率發(fā)生在0.1-0.5m0.1-0.5m的粒徑區(qū)間。的粒徑區(qū)間。 第104頁/共147頁105四、被捕集粉塵的清除（清灰）四、被捕集粉塵的清除（清灰）n濕法清灰：濕法清灰：粉塵重新進(jìn)入量小，改進(jìn)了電除粉塵重新進(jìn)入量小，改進(jìn)了電除塵器的操作，同時(shí)也可凈化部分有害氣體，塵器的操作，同時(shí)也可凈化部分有害氣體，如如S0S02 2、

63、HFHF等等。濕式清灰的主要問題是極板腐。濕式清灰的主要問題是極板腐蝕和污泥處理。蝕和污泥處理。n干法清灰：由機(jī)械撞擊或電極振動(dòng)產(chǎn)生的振干法清灰：由機(jī)械撞擊或電極振動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)力清除的。動(dòng)力清除的。 常用的振打器是常用的振打器是電磁型和撓臂錘型電磁型和撓臂錘型。第105頁/共147頁106第106頁/共147頁107五、電除塵器分類五、電除塵器分類(1)(1)按集塵電極的型式：按集塵電極的型式：管式和板式管式和板式n管式電除塵器：管式電除塵器： 管徑為管徑為15-30cm15-30cm，管長(zhǎng)為，管長(zhǎng)為3-5m3-5m，放電極極線，放電極極線( (電電暈線暈線) )用重錘懸吊在集塵極圓管中心。單

64、管電除用重錘懸吊在集塵極圓管中心。單管電除塵器多用于凈化塵器多用于凈化氣量較小氣量較小的含塵氣體。在工業(yè)上，的含塵氣體。在工業(yè)上，為了凈化氣量較大含塵氣體，常采用呈為了凈化氣量較大含塵氣體，常采用呈六角形蜂六角形蜂窩狀窩狀和和多個(gè)同心圓管狀多個(gè)同心圓管狀排列的多管管式電除塵器。排列的多管管式電除塵器。 第107頁/共147頁108第108頁/共147頁109第109頁/共147頁110n板式電除塵器板式電除塵器 板式電除塵器兩平行集塵極極板間的距板式電除塵器兩平行集塵極極板間的距離一般為離一般為202040cm40cm，極板高度為，極板高度為2 215m15m，極，極板總長(zhǎng)可根據(jù)要求的除塵效率

65、高低來確定。板總長(zhǎng)可根據(jù)要求的除塵效率高低來確定。板式電除塵器板式電除塵器可以根據(jù)工藝要求和凈化程可以根據(jù)工藝要求和凈化程度設(shè)計(jì)出多種大小不同規(guī)格的電除塵器。度設(shè)計(jì)出多種大小不同規(guī)格的電除塵器。第110頁/共147頁111第111頁/共147頁112(2)(2)按含塵氣流在電除塵器中按含塵氣流在電除塵器中流動(dòng)流動(dòng)方式：方式： 立式電除塵器立式電除塵器：如管式電除塵器：如管式電除塵器 臥式電除塵器臥式電除塵器n臥式電除塵器與立式電除塵器相比有如下特點(diǎn)：臥式電除塵器與立式電除塵器相比有如下特點(diǎn)： 沿氣流方向沿氣流方向臥式電除塵器臥式電除塵器可設(shè)計(jì)成若干個(gè)電場(chǎng)，可設(shè)計(jì)成若干個(gè)電場(chǎng)，每個(gè)電場(chǎng)可根據(jù)捕集

66、粉塵要求的不同施加不同的每個(gè)電場(chǎng)可根據(jù)捕集粉塵要求的不同施加不同的電壓，從而提高電除塵器的總除塵效率；電壓，從而提高電除塵器的總除塵效率；第112頁/共147頁113 當(dāng)需要當(dāng)需要增大集塵面積增大集塵面積、提高除塵效率時(shí)，比較容易、提高除塵效率時(shí)，比較容易加長(zhǎng)電場(chǎng)的長(zhǎng)度，而立式電除塵器的電場(chǎng)不宜太高；加長(zhǎng)電場(chǎng)的長(zhǎng)度，而立式電除塵器的電場(chǎng)不宜太高； 在處理較大煙氣量時(shí)，臥式電除塵器比較容易保證在處理較大煙氣量時(shí)，臥式電除塵器比較容易保證氣流沿電場(chǎng)斷面氣流沿電場(chǎng)斷面均勻均勻分布；分布； 臥式電除塵器的安裝高度比立式電除塵器低，設(shè)臥式電除塵器的安裝高度比立式電除塵器低，設(shè)備的備的操作和維修操作和維修比較方便；比較方便； 負(fù)壓運(yùn)行的電除塵器，可延長(zhǎng)負(fù)壓運(yùn)行的電除塵器，可延長(zhǎng)排風(fēng)機(jī)排風(fēng)機(jī)的使用壽命；的使用壽命； 臥式電除塵器占地面積比立式電除塵器大。當(dāng)需要臥式電除塵器占地面積比立式電除塵器大。當(dāng)需要增大集塵面積設(shè)備改造時(shí)，往往會(huì)受到場(chǎng)地的限制。增大集塵面積設(shè)備改造時(shí)，往往會(huì)受到場(chǎng)地的限制。第113頁/共147頁114(3)(3)按集塵極和電暈極在除塵器空間配置不同：分按集塵極和電暈極在除塵器空間