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1、第 三 章 除 塵 技 術(shù) 及 裝 置 本 章 要 點(diǎn) 掌 握 顆 粒 的 粒 徑 及 粒 徑 分 布 、 粉 塵 的 物 理 性 質(zhì) 、 凈 化 裝 置 的 性能 、 顆 粒 捕 集 的 理 論 基 礎(chǔ) 。 掌 握 機(jī) 械 式 除 塵 ： 重 力 沉 降 室 ， 旋 風(fēng) 除 塵 器 捕 集 原 理 、 壓 力 損 失及 除 塵 效 率 旋 風(fēng) 除 塵 器 的 分 類 及 典 型 結(jié) 構(gòu) ， 選 型 設(shè) 計(jì) 。 掌 握 過 濾 式 除 塵 ： 袋 式 除 塵 器 的 基 本 原 理 ， 濾 料 ， 結(jié) 構(gòu) 型 式 和 性能 ， 影 響 除 塵 效 率 的 因 素 ， 壓 力 損 失 ， 選 型

2、 設(shè) 計(jì) 。 掌 握 電 除 塵 ： 除 塵 過 程 及 荷 電 機(jī) 理 ， 驅(qū) 進(jìn) 速 度 與 捕 集 效 率 ， 影 響電 除 塵 效 率 的 因 素 ， 電 除 塵 器 基 本 結(jié) 構(gòu) 型 式 及 選 用 。 一 .除 塵 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 1 .粉 塵 的 物 理 性 質(zhì) 密 度 ： 堆 積 密 度 其 中 ： 為 真 密 度 比 表 面 積 ： m2/m3或m2/kg 1b p p 23pv pa n dS n d 以 質(zhì) 量 為 基 準(zhǔn) 定 義 的 比 表 面 積 為 粉 塵 的 浸 潤(rùn) 性 若 粉 塵 的 含 水 量 為 mW(g)， 干 粉 塵 質(zhì) 量 為 md(g)， 則 粉

3、塵 的 含 水 率w(%)定 義 為 ： 粉 塵 的 荷 電 性 及 導(dǎo) 電 性 粉 塵 導(dǎo) 電 3 2( / )w p p paS n d n d 1 0 0 % ww dmw m m 容積導(dǎo)電 表面導(dǎo)電 比 電 阻 粉 塵 的 粘 附 性 ： 粉 塵 彼 此 相 互 附 著 粉 塵 的 安 息 角 與 滑 動(dòng) 角 爆 炸 性 ： 可 燃 性 懸 浮 物 在 一 定 的 濃 度 范 圍 內(nèi) 會(huì) 導(dǎo) 致 化 學(xué) 爆 炸 2.粉 塵 粒 徑 及 粒 徑 分 布 單 一 粒 徑 Vj 1 / 24 pA Ad 單 一 粒 徑 投影徑 長(zhǎng)徑 短徑定向粒徑dF 定向面積等分徑dM 幾何當(dāng)量徑 等投影面

4、積徑dA: 等體積徑 dV 1 / 36 pV Vd 等表面積徑 dS 1 / 2ps Sd 體積表面積平均徑 6 p e pVd S物理當(dāng)量徑 空氣動(dòng)力直徑 da斯托克斯直徑 /沉降直徑 dst篩分粒徑：20m 12mm。 空 氣 動(dòng) 力 直 徑 da 指 與 被 測(cè) 粒 子 在 空 氣 中 的 終 端 沉 降 速 度 相 同 、 密 度 為1(g/cm3)的 球 的 直 徑 ， 其 單 位 用 m(g/cm3)1/2。 斯 托 克 斯 直 徑 /沉 降 直 徑 dst 18( ) pst P ud g 平 均 粒 徑 g l s v sl vs md d d d d d d 3.粒 徑 分

5、 布 (1)粒 徑 分 布 的 表 示 方 法 相 對(duì) 頻 數(shù) （ 或 頻 率 ） 分 布 D（ %） 頻 度 分 布 f（ %/ m） （ % m -1） 0 1 0 0 %mD m 100%D PDf d Pd Df d d 篩 上 累 計(jì) 分 布 R（ %） 篩 下 累 計(jì) 分 布 m a x m a xP Pd d Pd dR D f d m i n m i nP Pd d Pd dD D f d 1D R 眾 徑中 位 徑 （ 2） 分 布 函 數(shù) 正 態(tài) 分 布 (高 斯 分 布 )頻 率 密 度 函 數(shù) 為 ： 221 0 0( ) ex p 22 P PP d df d 對(duì) 數(shù)

6、 正 態(tài) 分 布 函 數(shù) 為 ： 式 中 dg是 幾 何 平 均 粒 徑 ， 并 等 于 中 位 徑 d50； g是 幾 何 標(biāo) 準(zhǔn) 差 ， 有 粒 徑 分 布 遵 從 對(duì) 數(shù) 正 態(tài) 分 布 ， 則 以 質(zhì) 量 、 個(gè) 數(shù) 和 表 面 積 表 示 的 粒 徑 分 布 ， 皆 遵從 對(duì) 數(shù) 正 態(tài) 分 布 。 在 對(duì) 數(shù) 概 率 紙 上 代 表 這 三 種 分 布 的 直 線 互 相 平 行 。 22ln ln100ln expln 2 2 lnP gP g gd df d 1 / 21 5 . 8 7 %8 4 . 1 3 % Pg Pd Rd R 25 0 5 0 e x p ( 3 ln

7、 )gd d 、 、 分 別 是 以 粒 子 的 質(zhì) 量 、 個(gè) 數(shù) 和 表 面 積 表 示 的 對(duì) 數(shù) 正 態(tài) 分 布 的 中 位 徑 。 長(zhǎng) 度 平 均 粒 徑 表 面 積 平 均 粒 徑 體 積 平 均 粒 徑 積 平 均 粒 徑 250 50 exp(0.5 ln )gd d 50d 50d 5 0d 5 0d 2 1 5 0 e x p ( 0 .5 ln )gd d 25 0 e x p ( ln )s gd d 25 0 e x p (1 .5 ln )v gd d 2 50 exp(2.5 ln )vs gd d )ln5.0exp( 25050 gdd 例 3 1 某 粉 煤

8、 燃 燒 產(chǎn) 生 的 飛 灰 的 粒 徑 分 布 遵 從 對(duì) 數(shù) 正 態(tài) 分 布 ， 當(dāng) 以 質(zhì) 量 表 示 其 粒 徑 分 布 時(shí) ， 中 位 徑 為 21.5 m，dp（ D=15.87%） =9.8 m。 試 確 定 以 及 個(gè) 數(shù) 表 示 時(shí) 對(duì) 數(shù) 正 態(tài) 分 布 函 數(shù) 的 特 征 值 和 算 術(shù) 平 均 粒 徑 。 解：對(duì)數(shù)正態(tài)分布函數(shù)的特征數(shù)是中位徑和幾何標(biāo)準(zhǔn)差。由圖35（圖中橫坐標(biāo)是對(duì)數(shù)坐標(biāo)）得，所以， 19.28.9 5.21%87.15( ）Dd dp gg 由于對(duì)數(shù)正態(tài)分布以個(gè)數(shù)和質(zhì)量表示的幾何標(biāo)準(zhǔn)差相等，故即為以個(gè)數(shù)表示的幾何標(biāo)準(zhǔn)差。 由式（328）得以個(gè)數(shù)表示的中位

9、徑 m 由式（330）的算術(shù)平均粒徑 m 4.3)19.2ln3exp( 5.21 250 d 62.4)19.2ln5.0exp(40.3 21 d 羅 辛 拉 姆 勒 分 布 (R-R分 布 ) 適 用 于 破 碎 、 研 磨 、 篩 分 過 程 中 產(chǎn) 生 的 細(xì) 粒 子 及 分 布 很 廣 的 各 種 粉 塵 5 0( ) 1 0 0 ex p 0 .6 9 3 npp dR d d 4.除 塵 裝 置 的 性 質(zhì)（ 1） 總 捕 集 效 率 入 口 氣 體 流 量 為 Qi（ m3/s） ， 污 染 物 濃 度 為 Ci(g/m3)， 污 染 物 流 入 量 為 Si （ g/s）

10、； 凈 化 裝 置 的 出 口對(duì) 應(yīng) Qo （ m3/s） ， So（ g/s） ,Co(g/m3)。 若 凈 化 裝 置 捕 集 的 污 染 物 的 量 為 Sc（ g/s） ， 則 有 總 捕 集 效 率 ： 100% (1 ) 100%c oT i iS SS S (1 ) 100%o oT i iC QC Q (1 ) 100%oN oN T iN iNC QC Q (1 ) 100%oNT iNC kC 換算成標(biāo)準(zhǔn)態(tài)漏風(fēng)情況 分 別 為 第 1， 2， ， n個(gè) 除 塵 器 的 除 塵 效 率 。 (2)分 級(jí) 捕 集 效 率 粉 塵 流 量 為 （ g/s） ,則 粒 徑 為 范

11、圍 內(nèi) 的 顆 粒 的 分 級(jí) 效 率 為 （ ） 。 其數(shù) 學(xué) 表 達(dá) 式 為 若 以 （ g/s） 表 示 在 范 圍 內(nèi) 的 出 口 粉 塵 流 量 ， 則 粒 徑 為 范 圍 內(nèi) 的 顆 粒 的 分 級(jí)通 過 率 為 1 21 (1 )(1 ) (1 ) 100%T n 1 2 iSd 1 0 0 % cd iSS oS pd 除 塵 器 總 效 率 和 分 級(jí) 效 率 的 關(guān) 系 式 其 中 ， 是 相 對(duì) 頻 數(shù) （ 3） 除 塵 裝 置 的 壓 力 損 失 100% 100% 1o i cd di iS S SP S S ( )1nT d i d ii R iR 22g uP （

12、4） 除 塵 裝 置 的 分 類 及 其 性 能 比 較 二 .機(jī) 械 式 除 塵 器 1.重 力 沉 降 室 特 性 ： 構(gòu) 造 簡(jiǎn) 單 、 造 價(jià) 低 、 耗 能 小 、 便 于 維 護(hù) 管 理 ； 可 以處 理 高 溫 氣 體 （ 煙 氣 溫 度 350 550 ） ； 阻 力 50 130Pa ；除 塵 效 率 40 60 ； 去 除 大 于 40 50 m的 大 顆 粒 ； 作 為 預(yù)除 塵 器 使 用 。 分 類 水平氣流沉降室 垂直氣流沉降室 （ a） 屋 頂 式 沉 降 室 擴(kuò) 大 煙 管 式 沉 降 室 帶 有 錐 型 導(dǎo) 流 器 的 擴(kuò) 大 煙 管 式 沉 降 室 水 平

13、氣 流 沉 降 室 的 主 要 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 沉 降 室 內(nèi) 氣 體 流 速 一 般 為 0.2 2m/s。 沉 降 室 的 高 度 (m)應(yīng) 根 據(jù) 實(shí) 際 需 要 而 定 。 Q 、 v L H vLt /puHt /0 0tt 要 使 粒 徑 為 dp(m)的 塵 粒 在 沉 降 室 中 全 部 沉 降 下 來(lái) ， 必 須 保 證 即 puHvL / / pL H v u 2 18p p gp gd gu HvQB / m i n 1 8 gp gH vd g L 2 1 8i p gi gd g LH v gL Hvd pg 18min p g因?yàn)?id i這種沉降室對(duì)各種不同粒徑塵

14、粒 (m)的分級(jí)除塵效率 按下式求得 由上式可見，要提高沉降室的捕集效率，可從三個(gè)方面入手：(1)降低室內(nèi)氣體流速v；(2)降低沉降室高度H；(3)增加沉降室長(zhǎng)度L。 n塊 隔 板 將 高 度 為 的 沉 降 室 分 為 個(gè) n+1個(gè) 通 道 ： 2 118i p gi gd gL nHv m in 18 1gp g Hvd gL n 由上分析得知，多層沉降室的分級(jí)效率比單層沉降室的效率高（n+1）倍，而能捕集的最小粒徑比單層沉降室小 倍 )1(1 n沉降室分層越多，除塵效果就越好，但必須使各層隔板間氣流分布均勻。同時(shí)，分層越多，清理集灰也越困難。 例 3 3在 設(shè) 計(jì) 一 個(gè) 鍋 爐 煙 氣

15、 重 力 沉 降 室 ， 已 知 煙 氣 量 Q 2800m3/h， 煙 氣 溫 度 ts=150 ， 煙 氣真 密 度 p=2100Kg/m3（ 忽 略 氣 體 密 度 ） ， 煙 氣 粘 度 g=2.4 10-5Pas。 要 求 能 去 除dp 30 m的 煙 塵 。 解 ： 由 式 （ 3 56） 得 取 沉 降 室 內(nèi) 流 速 為 0.25m/s， 沉 降 室 高 度 為 1.5m， 則 沉 降 室 的 長(zhǎng) 度 m 由于沉降室的長(zhǎng)度過長(zhǎng)，可采用三層水平隔板，即四層沉降室，取每層高m，總高調(diào)整為1.6m，則此時(shí)所需沉降室的長(zhǎng)度為 0428.0102418 81.92100)1030(18

16、18 52622 gppg gppp gdgdu 8.80428.0/25.05.1/ puHvL 34.20428.0/25.04.0/ puHvL 若 取 沉 降 室 長(zhǎng) 度 m， 則 沉 降 室 寬 度 為 m 因 此 ， 沉 降 室 的 尺 寸 為 m， 其 能 捕 集 的 最 小 粒 徑 為 也 即 28.6 m,小 于 30 m， 滿 足 要 求 。 由 于 設(shè) 置 了 三 層 隔 板 ， 每 層 氣 量 應(yīng) 為 Q/4， 用 q表 示 ， 則 （ m 3/h） 0.225.0)13(4.03600 2800)1(/ vnHQB 55min 1086.2)13(5.281.9210

17、0 25.06.1105.218118 ngLHvd gp g 7004/28004/ Qq 2.慣 性 除 塵 器 慣 性 除 塵 器 是 使 含 塵 氣 體 沖 擊 在 擋 板 上 ， 氣 流 急 劇 地 改 變 方向 ， 借 助 粉 塵 粒 子 的 慣 性 作 用 使 其 與 氣 流 分 離 并 被 捕 集 的 一種 裝 置 。 對(duì) 慣 性 除 塵 器 ， 若 氣 體 在 管 道 內(nèi) 流 速 為 10m/s， 而 在其 擴(kuò) 大 部 分 的 流 速 為 1m/s， 則 對(duì) 25 30 m以 上 的 塵 粒 ， 除 塵效 率 一 般 可 達(dá) 65 85 。 總 的 來(lái) 講 ， 慣 性 除 塵

18、 器 的 除 塵 效 率一 般 為 50 70 ， 阻 力 一 般 為 150 700Pa。 由 于 慣 性 除 塵 器的 除 塵 效 率 較 低 ， 一 般 只 作 為 預(yù) 除 塵 器 用 。 慣 性 除 塵 器 可 用 于 處 理 高 溫 含 塵 氣 體 ， 能 直 接 安 裝 在 風(fēng) 道 上 。含 塵 氣 體 在 沖 擊 或 方 向 轉(zhuǎn) 變 前 的 速 度 越 高 ， 方 向 轉(zhuǎn) 變 的 曲 率半 徑 越 小 時(shí) ， 其 除 塵 效 率 越 高 ， 但 阻 力 也 隨 之 增 大 。 為 了 提高 效 率 ， 可 以 在 擋 板 上 淋 水 ， 形 成 水 膜 ， 這 就 是 濕 式 慣

19、 性 除塵 器 。 慣 性 除 塵 器 沖擊式結(jié)構(gòu) 反轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu) 彎管型 百葉窗型 多層隔板塔型 彎管型 百葉窗型 多層隔板塔型 3.旋 風(fēng) 除 塵 器旋風(fēng)除塵器是使含塵氣體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，利用離心力作用將塵粒從氣流中分離并捕集下來(lái)的裝置。它歷史悠久、應(yīng)用廣泛、型式繁多、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、沒有運(yùn)動(dòng)部件、造價(jià)便宜、維護(hù)管理方便，除塵效率一般達(dá)85左右， 高效的旋風(fēng)除塵器除塵效率可達(dá)90左右。 逆轉(zhuǎn)型 結(jié)構(gòu) 單管 多管 組合式 入口流向 軸向入口 逆轉(zhuǎn)型 正交型 切向入口 直入型 蝸殼型 旋 風(fēng) 除 塵 器 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 壓 力 損 失 壓 力 損 失 系 數(shù) 見 P118表 3-11 22g vP 分

20、割 直 徑 1 / 250 92 ( )gc p g ebd N v hHLN e 2/ 0.5250 10.596(0.7) n ngc ng i dd vh D 根據(jù)假想圓筒理論 3.014.0 )283/)(669.01(1 TDn 池森龜鶴 5.050 03.5 Ddvh Ad iP gc 旋 風(fēng) 除 塵 器 的 效 率 12 23(1 )1 exp 2 nii G Q nD 3.014.0 )283/)(669.01(1 TDn g uppi 18 Cd )55.0exp(40.0257.121 ppu ddC ugg 499.0 MRTu 8則除塵器的總效率為 iim 旋 風(fēng) 除

21、塵 器 的 選 擇 設(shè) 計(jì)收 集 設(shè) 計(jì) 資 料 除 塵 器 型 式 的 選 擇計(jì) 算 法 經(jīng) 驗(yàn) 法 計(jì) 算 法 計(jì) 算 除 塵 效 率 確定結(jié)構(gòu)型式總除塵效率 定型 壓損確定結(jié)構(gòu)型式入口速度 v 入口面積 定型 經(jīng)驗(yàn)法 例 3 4 某 旋 風(fēng) 除 塵 器 進(jìn) 口 寬 度 為 b=0.21m， 氣 流 在 旋 風(fēng) 器 內(nèi) 旋 轉(zhuǎn) 4圈 ， 入 口 氣 速 為 15m/s, =1700kg/m3.T=350K,載 氣 為 空 氣 。 試 計(jì) 算 旋 風(fēng) 器 的 分 割 粒 徑 dc50 解 ： 忽 略 空 氣 的 密 度 ， 并 從 有 關(guān) 手 冊(cè) 中 查 的 空 氣 在 350K 時(shí) 的 粘

22、 度 Pas,則 由 式 （ 365） 得 51008.2 g 65.052/150 1092.515417002 12.01008.29)(2 9 vNbd egp gc 例 3 5用 XLP/B-7.0型 旋 風(fēng) 除 塵 器 凈 化 20 的 含 塵 氣 體 ， 除 塵 器 的 進(jìn) 口 速 度 為 v=15.2m/s， 粉 塵 的 真 密 度 為 kg/m3，求 該 旋 風(fēng) 除 塵 器 的 分 割 粒 徑 dc50 。 由 XLP/B型 旋 風(fēng) 除 塵 器 國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn) 圖 紙 知 ， 該 除 塵 器 的 有 關(guān) 參 數(shù) 如 下 ： D=0.7m,d=0.42m,h=0.42m,b=0.

23、21m, A=0.0882m2,hi=2.81m。 解 ： 外 旋 流 速 度 分 布 指 數(shù) n由 式 （ 3 69） 計(jì) 算未 指 明 載 氣 性 質(zhì) ， 近 似 按 空 氣 處 理 ， 20 時(shí) 空 氣 的 粘 度 Pas。 由 式 （ 3 68） 得若 按 式 （ 3 70） 計(jì) 算 ， 則 得 633.0)283/293)(7.0669.01(1)283/)(669.01(1 3.014.03.014.0 TDn m Ddvhd nnig nc 6 1633.0 633.05.05633.0215.0250 1063.2 7.0 42.081.22.152000 10815.17.0

24、596.0)7.0(596. 可 見 ， 按 式 （ 3 70） 的 計(jì) 算 結(jié) 果 比 按 式（ 3 68） 的 結(jié) 果 大 60 ， 原 因 在 于 兩 式的 推 導(dǎo) 條 件 不 同 。m Ddvh Ad iP gc 6 5.055.050 1024.4 7.081.22.152000 42.00882.010815.103.503.5 三 .濕 式 除 塵 器濕 式 除 塵 器 是 用 水 或 其 他 液 體 與 含 塵 廢 氣 相 互 接 觸 ， 從 而 實(shí) 現(xiàn) 分 離 捕 集 粉 塵 粒 子 和 吸 收 有 害 氣 體 的 裝 置 ， 它 主 要 是 利 用液 網(wǎng) 、 液 膜 或 液

25、 滴 來(lái) 去 除 廢 氣 中 的 塵 粒 ， 并 兼 備 吸 收 有 害 氣 體 的 作 用 。 濕 式 除 塵 器 具 有 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 、 耗 用 鋼 材 少 、 投 資低 、 運(yùn) 行 安 全 等 特 點(diǎn) ， 已 得 到 廣 泛 應(yīng) 用 。 優(yōu) 點(diǎn) ： 效 率 高 可 以 處 理 高 溫 、 高 濕 、 高 比 阻 、 易 燃 和 易 爆 的 含 塵 氣 體 除 塵 、 冷 卻 和 凈 化缺 點(diǎn) ： 二 次 污 染 有 腐 蝕 性 的 氣 態(tài) 污 染 物 腐 蝕 設(shè) 備 不 適 于 憎 水 性 和 水 硬 性 粉 塵 容 易 凍 結(jié) 能 耗 大 1.分 類濕 式 除 塵 器 按 能 耗

26、低 能 耗高 能 耗 噴 霧 除 塵 器 水 膜 除 塵 器 文 丘 里 除 塵 器 按 凈 化 機(jī) 理 重 力 噴 霧 除 塵 器旋 風(fēng) 水 膜 除 塵 器貯 水 式 沖 擊 水 浴 除 塵 器板 式 塔 除 塵 器填 料 塔 除 塵 器文 丘 里 除 塵 器機(jī) 械 動(dòng) 力 洗 滌 除 塵 器 主 要 的 濕 式 除 塵 器 的 性 能 和 操 作 范 圍除塵器名稱 氣體流速(m/s) 液氣比(l/m3) 壓 力 損 失(Pa) 分割直徑( m)旋風(fēng)水膜除塵器文丘里除塵器噴淋除塵器自激噴霧除塵器填料塔除塵器 沖擊式除塵器 154560900.1210200.511020 0.51.50.31

27、.5230.070.15231050 5001500500020000100300800200010002500 0150 1.00.13.03.01.00.2 29p p r ug Ld u CS t D 2.濕 式 除 塵 的 原 理 慣 性 碰 撞 主 要 作 用 : 攔 截 原 理 擴(kuò) 散 次 要 作 用 : 熱 泳 靜 電 pR LdK D 3.濕 式 除 塵 器 的 除 塵 效 率 濕 式 除 塵 器 的 總 能 量 消 耗 濕 式 除 塵 器 的 總 效 率 值 見 P132表 3-15 tE13 6 0 0 Lt g L g L gQE E E P P Q 1 exp( ) 1

28、 exp( ) OG tN E 濕 式 除 塵 器 分 級(jí) 通 過 率 Pd 其 中 ， 空 氣 動(dòng) 力 直 徑 濕 式 除 塵 器 的 總 通 過 率 空 氣 動(dòng) 力 分 割 粒 徑 與 實(shí) 際 分 割 粒 徑 的 關(guān) 系 為 1 exp( )Bd d aP Ad 1 / 2a g p ud d C 00 0m dPP d mm 1/ 250 50 ( )a c p ud d C 70 例36設(shè)粉塵的幾何平均粒徑 m( 為空氣動(dòng)力中位徑)， kg/m3,幾何標(biāo)準(zhǔn)差 ， 要求通過率 。如果使用 的填料塔、篩板塔或者文丘里洗滌器之類的濕式除塵器，在293K和1大氣壓下求其分割粒徑。 解：由圖（3

29、28）查得時(shí)得， 則 mA. 先不考慮肯寧漢修正系數(shù)，按 計(jì)算得 m； 考慮肯寧漢修正系數(shù)以后，將小于0.52m。估計(jì) m，帶入（373）中，得，則 1050 ag dd 50ad3000p3g %2P 2B%2P 09.0/ gac dd9.01009.009.0 gac dd 2/1)( upacc Cdd 45.0)36.13( 9.0)( 2/12/1 up acc Cdd 52.0cd48.0cd 36.1uC i o p g yP P P P P P 濕 式 除 塵 器 的 壓 降 在 兩 相 流 動(dòng) 接 觸 區(qū) 內(nèi) 的 流 體 阻 力 為 4.各 種 濕 式 除 塵 器 類 型

30、有 立 式 、 臥 式 、 管 式 、 中 央 噴 水 和 同 心 圓 旋 風(fēng) 水 膜 以 及 斜 棒 式洗 滌 柵 水 膜 除 塵 器 等 。 222 2 1g g L Lp g Lu uP （ 1） 水 膜 除 塵 器 立 式 旋 風(fēng) 水 膜 除 塵 器 a.CLS型 旋 風(fēng) 水 膜 除 塵 器 基 本 參 數(shù) ： 入 口 最 大 允 許 濃 度 為 2g/m3 液 氣 比 為 0.1 0.3L/m3(氣 ) 入 口 速 度 一 般 范 圍 為 15 22m s 筒 體 高 度 一 般 不 大 于 5倍 筒 體 直 徑 凈 化 效 率 隨 筒 體 直 徑 減 小 ， 隨 筒 體 高 度 增

31、 加 而 提 高 。 b.麻 石 水 膜 除 塵 器 麻石水膜除塵器主要性能參數(shù)表 型號(hào) 煙氣量(m3/h) 質(zhì)量(t) 進(jìn)口煙氣速度(m/s)15 18 20 22MCLS1.30 MCLS1.60MCLS1.75MCLS1.85MCLS2.50MCLS3.10MCLS4.00 2320027200295003780075600104000108000 2780032600345004530091000125000126000 3090036300394005040010100138700144000 34000395004340055600111000158000 33.341.547.3

32、243.7阻力(Pa) 579 843 1030 1246 麻石水膜除塵器的結(jié)構(gòu)圖 臥 式 旋 風(fēng) 水 膜 除 塵 器 基 本 參 數(shù) 煙 氣 流 速 以 8 18m/s 除 塵 器 的 壓 力 損 失 約 為 300 1000Pa 內(nèi) 筒 與 外 殼 直 徑 比 以 1:3為 宜 液 氣 比 一 般 為 0.06 0.15L/m3,氣 體 流 量 20 左 右 水 位 高 度 應(yīng) 以 80 150mm 76 管 式 水 膜 除 塵 器 基 本 參 數(shù) ： 液 氣 比 0.25L/m3 管 束 單 根 長(zhǎng) 度 以 不 超 過 2m 自 然 引 風(fēng) ： 煙 氣 流 速 3m/s 機(jī) 械 引 風(fēng)

33、： 流 速 可 取 5m/s 78 文 丘 里 除 塵 器 分 類 圓 形 形 狀 矩 形 定 徑 文 氏 管 喉 管 構(gòu) 造 文 丘 里 除 塵 器 水 霧 化 方 式 調(diào)徑文氏管 預(yù)霧化不預(yù)霧化 供水方式 徑向內(nèi)噴 徑向外噴 軸向噴霧 溢流供水 基 本 參 數(shù) 進(jìn) 口 管 徑 D1 流 速 取 15 22m/s 出 口 管 徑 D2 流 速 取 18 22m/s 喉 管 截 面 積 與 進(jìn) 口 管 截 面 積 之 比 1： 4 除 塵 中 喉 管 內(nèi) 氣 流 速 度 u0 40 120m/s 亞 微 米 的 塵 粒 u0 80 120m/s 凈 化 較 粗 塵 粒 u 0 60 90m/s

34、 氣 體 吸 收 u0 20 30m/s 喉 管 長(zhǎng) 度 L0 200 350mm 收 縮 管 的 收 縮 角 1 23 30 擴(kuò) 散 管 的 擴(kuò) 散 角 6 7 文 丘 里 除 塵 器 的 設(shè) 計(jì) 與 計(jì) 算 文 丘 里 除 塵 器 的 設(shè) 計(jì) 與 計(jì) 算 收 縮 管 進(jìn) 氣 端 的 截 面 積 擴(kuò) 張 管 出 氣 端 的 截 面 積 1 13 6 0 0tQF u 2 23 6 0 0tQF u 文 丘 里 除 塵 器 的 設(shè) 計(jì) 與 計(jì) 算 喉 管 截 面 積 圓 形 收 縮 管 和 擴(kuò) 張 管 的 長(zhǎng) 度 0 03 6 0 0tQF u 1 0 11 2 2D DL c t g 2 0

35、 22 2 2D DL c t g 文 丘 里 除 塵 器 的 設(shè) 計(jì) 與 計(jì) 算 矩 形 文 丘 里 管 的 收 縮 管 長(zhǎng) 度 1 0 11 2 2a a aL c tg 1 0 11 2 2b b bL c t g 文 丘 里 除 塵 器 的 設(shè) 計(jì) 與 計(jì) 算 矩 形 文 丘 里 管 擴(kuò) 張 管 的 長(zhǎng) 度 ， 取 下 列 兩 式 計(jì) 算 的 最 大 值 2 0 22 2 2a a aL ctg 2 0 22 2 2b b bL ctg 0.133 2 0.780 00.863 ( / )gP F u L G 文丘里除塵器的除塵效率 海思開斯(Hesketh)經(jīng)驗(yàn)公式 木村典夫 202

36、0.42 0.79 / 0.36( / ) 2guP L G L G 200.30.033 3.0 ( / ) 2gHTHT uP R L GR 01 21 e x p ( , )5 5L L Lg gQ u D F S t fQ 文 丘 里 洗 滌 器 通 過 率 5 m以 下 的 粉 塵 粒 子 ,海 思 開 斯 公 式 13 2 20 26.1 10exp p L p ut g d f PCP 1.3(1 4525.3 ) 100%P 噴 淋 除 塵 器 噴 淋 除 塵 器粒徑小粒徑大 逆流噴淋除塵器的效率 橫向錯(cuò)流噴淋除塵器的效率 自激噴霧除塵器 分類 31 e x p ( )2 L

37、I pg L LQ u HQ D u 31 e x p ( )2 L Ig LQ HQ D 沖 擊 水 浴 除 塵 器 沖 激 式 除 塵 器 除塵器 噴頭 沖激式除塵器 沖激式除塵器 板 式 塔 除 塵 器 四 .電 除 塵 器 優(yōu) 點(diǎn) ： 1.除 塵 效 率 99 以 上 2.能 耗 低 3.氣 流 阻 力 小 4.耐 高 溫 5.處 理 煙 氣 量 大 缺 點(diǎn) ： 1.一 次 性 投 資 費(fèi) 用 高 2.占 地 面 積 較 大 四 .電 除 塵 器 3.除 塵 效 率 受 粉 塵 比 電 阻 等 物 理 性 質(zhì) 限 制 4.不 適 宜 直 接 凈 化 高 濃 度 含 塵 氣 體 5.對(duì)

38、制 造 和 安 裝 質(zhì) 量 要 求 高 電除塵過程示意圖 （ 1） 原 理 電 暈 放 電 和 氣 體 電 離 空 氣 中 圓 形 極 線 上 的 起 始 電 暈 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 量 的 經(jīng) 驗(yàn) 公 式 管 式 電 除 塵 器 內(nèi) 任 一 點(diǎn) 的 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 ， 起 始 電 暈 電 壓 63 10 ( 0.03 / )cE f a l n / r VE r b a 63 10 0.03 / lnc bV af a a 100 板 式 電 除 塵 器 的 起 始 電 暈 電 壓 adaEV cc ln例37管式電除塵器的放電極電暈線半徑1.0mm，集塵極管式直徑200mm。除塵運(yùn)行工況：壓力

39、1.0105Pa，溫度為150 。試求該管式電除塵器的起始電暈場(chǎng)強(qiáng)和起始電暈電壓。 101 解：先求 695.0100133.1423 100.1298 5500 PPTT由式（3118），當(dāng)取 7.0f時(shí)，求得起始電暈場(chǎng)強(qiáng)mV afE c /1012.3 001.0/695.003.0695.0(7.0103)/03.0(103 6 66 由式（3120）得起始電暈電壓為VC=3.121060.001ln(0.1/0.001)=14.4103V l nc c dV a E a 工 業(yè) 上 用 電 除 塵 器 ： 負(fù) 電 暈 放 電 型 式 空 氣 調(diào) 節(jié) 的 小 型 電 除 塵 器 ： 正

40、電 暈 放 電 粒 子 荷 電 0.2 m 1 m 電 場(chǎng) 荷 電 擴(kuò) 散 荷 電 擴(kuò)散荷電電 場(chǎng) 荷 電 203 2 ps d Eq a. 電場(chǎng)荷電 單個(gè)球形顆粒的飽和荷電量 粉塵粒子荷電量隨時(shí)間變化的關(guān)系式 其中 在 0.11秒內(nèi)，荷電率 可達(dá)99%；q t/qs=0.5時(shí)，11 /t sq q t 04 ie N K 0t 104 例 3 8 已 知 管 式 電 除 塵 器 的 電 暈 電 流 3.0imA/m,距離電暈線 0.3r 0.3r cm處的電場(chǎng)強(qiáng)度 6102 E 6102 Ev/m 試計(jì)算粒子荷電時(shí)間常數(shù)以及荷電率達(dá)到90 時(shí)所需的荷電時(shí)間。解： 首先計(jì)算荷電時(shí)間常數(shù)。近似取

41、離子的體電荷密度 Nei 因?yàn)?ErKi ii 2 ErKi ii 2 i rEi ErKKKNeK iiiii 0000 82444 代入數(shù)值后得， 443.0 s荷 電 率%90/ st qq 時(shí)所需荷電時(shí)間為 40.09.01 9.00443.0/1 / st st qq qqt s b.擴(kuò) 散 荷 電 c.電 場(chǎng) 荷 電 和 擴(kuò) 散 荷 電 綜 合 作 用 荷 電 粒 子 的 遷 移 和 捕 集 a.粒 子 驅(qū) 進(jìn) 速 度 20 02 ln 1 8p pp d kT d ue Ntq e kT T s pq q q 3 ug pq E C d b.捕集效率 德意希假定:含塵氣流為紊流狀

42、態(tài),濃度和氣流分布均勻 完全荷電 忽略影響 進(jìn) 口 出 口f dxv c+dcc 0 LCi Coa 107 在dt時(shí)間內(nèi)于dx空間捕集的粉塵量為 vdtdx AaL )()()( dcdxFdtcdxadm vdtdx iccFvLa 0ln iccFv La 0ln QFv )exp(11 0 QAcc i 表 3-19某 些 工 業(yè) 窯 爐 電 除 塵 器 的 電 場(chǎng) 風(fēng) 速 和 有 效 驅(qū) 進(jìn) 速 度板式電除塵器 bvLexp1圓管式電除塵器 bvL2exp1 109 110 例 3 9 在 氣 體 壓 力 為 101.325kPa， 溫 度 為 20 條 件 下 運(yùn) 行 的 管 式

43、電 除 塵 器 ， 圓 筒 形 集 塵 極 直 徑 D=0.3m， 管 長(zhǎng) L=2.0m，氣 體 流 量 Q 0.075m3/s, 若 集 塵 極 附 近 的 平 均 場(chǎng) 強(qiáng) E=100Kv/m,粒 徑 為 1.0 m的 粉 塵 荷 電 量 q=0.3 10 15。 試 計(jì) 算 粉 塵的 趨 進(jìn) 速 度 和 捕 集 效 率 。 解：（1）計(jì)算粉塵的趨進(jìn)速度。在給定的條件下 空氣的粘度系數(shù) Pas .肯寧漢系數(shù) 51082.1 g 17.1uC則按式（3132）得 205.0101082.13 17.1100000103.03 6515 pg udqEC （m/s）(2) 按（3137）計(jì)算捕集

44、效率。集塵極的表面積 89.10.23.0 DLA m2 111 例310某鋼鐵廠90m2燒結(jié)機(jī)尾電除塵器的實(shí)測(cè)結(jié)果如下：電除塵器進(jìn)口含塵濃度為 g/m3,出口含塵濃度為 g/m3,進(jìn)口煙氣流量為 m3/h (44.4m3/s)。該除塵器采用Z型板極和星型電暈線，斷面面積 m2,集塵極總面積 %4.99994.0)205.0075.0 89.1exp(1)exp(1 QA8.26ic 133.0oc41016 Q40 cA1982A m2(二個(gè)電場(chǎng))。試參考以上數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)另一新建130m2燒結(jié)機(jī)尾的電除塵器，要求除塵效率 工藝設(shè)計(jì)給出的總煙氣量 %8.99 112 (m3/h)(即70m3/s)

45、.41025 Q 解：（1）根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算原電除塵器的除塵效率和有效趨進(jìn)速度。由式（3141） )exp(11 0 pi QAcc 995.08.26133.011 0 icc 得 6.444.441982 QA (s/m) 119.06.44 )995.01ln(/ )1ln( QAp 所以除塵器斷面風(fēng)速為 11.140/4.44/ cAQv m/s (2)設(shè)計(jì)新的電除塵器按要求的效率 %8.99 和有效趨進(jìn)速度 113 m/s，求得119.0p 2.52119.0 )998.01ln()1ln( pQA （s/m）則所需的集塵極的總面積為 3654702.522.52 QA (m2)若選

46、取系列產(chǎn)品SHWB60時(shí)，則集塵極總面積為3743m2，其有效斷面積為63.3m2，此時(shí)電場(chǎng)風(fēng)速為1.13.63/70/ cAQv （m） （ 2） 分 類 及 結(jié) 構(gòu) 電 除 塵 器 集塵電極 管式電除塵器板式電除塵器 含塵氣流流動(dòng)方式 立式電除塵器 臥式電除塵器 電極在除塵器內(nèi)布置 單區(qū)電除塵器 雙區(qū)電除塵器 清灰方式 干式電除塵器濕式電除塵器 電 除 塵 器 結(jié) 構(gòu) 高壓直流電源：最佳火花率50100次分鐘 本體 電暈電極 集塵電極 清灰裝置 氣流分布裝置 外殼 管式 板式單 區(qū) 雙區(qū) 120 121 噴水 干式 122 （ 3） 電 除 塵 器 設(shè) 計(jì) 與 選 型 集 塵 極 面 積

47、見 各 種 工 業(yè) 粉 塵 的 有 效 驅(qū) 進(jìn) 速 度 電 場(chǎng) 段 面 面 積 集 塵 極 的 間 距 （ 2b） 采 用 200 300mm 放 電 極 間 距 一 般 也 采 用 200 300mm 集 塵 極 的 排 數(shù) 1ln 1pQA c QA v( / ) 1n B B 其 中 ： B電 場(chǎng) 斷 面 寬 度 ， 電 場(chǎng) 長(zhǎng) 度 工 作 電 壓 2 1AL n H 2B b 250U B 125 126 127 五 .過 濾 式 除 塵 器 （ 1） 分 類 過 濾 式 除 塵 器 濾料 不同 袋式除塵器 顆粒層除塵器 空氣過濾器 捕獲的位置 內(nèi)部過濾除塵器 外部過濾除塵器 （ 2）

48、 原 理 篩 濾 作 用 慣 性 碰 撞 作 用 攔 截 作 用 擴(kuò) 散 作 用 靜 電 作 用 重 力 沉 降 作 用 各種捕集機(jī)理作用的粒度范圍序號(hào) 機(jī)理 粒度范圍 風(fēng)速增高對(duì)機(jī)理效率的影響1 攔截 1 m 降低2 慣性碰撞 1 m 增高3 擴(kuò)散 0.010.5 m 降低4 靜電 過濾層微孔尺寸 降低 （ 3） 計(jì) 算 過 濾 速 度 除 塵 效 率 圓 柱 形 纖 維 捕 塵 體 圓 球 形 捕 塵 體 p pvv 1 oiCC 4 11 exp Dd 1 .5 ( 1)1 e x p Dd 纖 維 過 濾 器 的 除 塵 效 率 顆 粒 層 過 濾 器 過 濾 器 的 阻 力 計(jì) 算

49、結(jié) 構(gòu) 阻 力 損 失 一 般 為 300 500Pa。 1 e x p Dg gd Pv F ( 1)1 exp DK d 0 0( )f d d gP P P am v cP c fP P P 過 濾 除 塵 器 的 阻 力 清 灰 方 式 機(jī) 械 振 打 、 反 向 射 流 、 低 壓 反 吹 、 大 氣 反 吹 和 脈 沖 反 吹 等 （ 4） 袋 式 除 塵 器 優(yōu) 點(diǎn) ： 效 率 高 達(dá) 99% 干 法 捕 集 ， 尤 適 于 高 比 電 阻 粉 塵 含 塵 氣 體 濃 度 變 化 對(duì) 除 塵 效 率 和 阻 力 影 響 不 大 運(yùn) 行 穩(wěn) 定 ， 維 護(hù) 簡(jiǎn) 單 缺 點(diǎn) ： 不

50、適 于 凈 化 含 粘 結(jié) 和 吸 濕 性 強(qiáng) 的 含 塵 氣 體 ， 凈 化 時(shí) 溫 度 不 能 低 于 露 點(diǎn) 溫 度 分 類 濾袋截面形狀 圓筒形 扁平形 進(jìn)氣口布置 上進(jìn)氣下進(jìn)氣 氣流通過方向 內(nèi)濾式外濾式密閉 否 密閉式 敞開式 清灰方式 簡(jiǎn)易清灰式 機(jī)械振動(dòng)清灰式 逆氣流反吹清灰式 氣環(huán)反吹清灰式 脈沖噴吹清灰式 聯(lián)合清灰式 常 用 的 袋 式 除 塵 器 機(jī) 械 振 動(dòng) 清 灰 袋 式 除 塵 器 脈 沖 噴 吹 袋 式 除 塵 器 回 轉(zhuǎn) 反 吹 扁 袋 除 塵 器 氣 環(huán) 反 吹 袋 式 除 塵 器 組 合 式 清 灰 袋 式 除 塵 器 袋 式 除 塵 器 的 選 擇 和

51、設(shè) 計(jì) 選 擇 ； 1um左 右 的 微 粒 ,不 適 用 于 凈 化 油 霧 、 水 霧 、 粘 結(jié) 性強(qiáng) 和 濕 度 高 的 粉 塵 。 選 擇 相 應(yīng) 的 耐 溫 、 耐 腐 蝕 、 耐 磨 、 抗 爆 等材 質(zhì) 的 濾 布 。 確 定 清 灰 方 式 ； 再 依 據(jù) 清 灰 方 式 和 清 灰 制 度 選 定袋 式 除 塵 器 。 137 計(jì) 算 及 設(shè) 計(jì) 總 過 濾 面 積 振 動(dòng) 清 灰 逆 氣 流 反 吹 清 灰 ； 氣 環(huán) 反 吹 清 灰 ， 脈 沖 噴 吹 清 灰 。 濾 袋 數(shù) n 殼 體 設(shè) 計(jì) 清 灰 設(shè) 計(jì) 粉 塵 輸 送 、 回 收 及 綜 合 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì)

52、 等 。fuQA 60 min/0.20.1 mu f min/32 mu f min/7.020.0 mu f min/42 mu f aAn （ 5） 顆 粒 層 除 塵 器 優(yōu) 點(diǎn) ： 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 、 維 修 方 便 、 耐 高 腐 蝕 、 效 率 高 、 可 處 理 易 燃 易 爆 及 SO2等 污 染 物 。 缺 點(diǎn) ： 過 濾 氣 速 不 高 ， 阻 力 高 捕 集 機(jī) 理 ： 慣 性 碰 撞 、 攔 截 、 布 朗 擴(kuò) 散 、 重 力 沉 降 和 靜 電 力 （ 5） 顆 粒 層 除 塵 器 六 .除 塵 器 應(yīng) 用除塵器的分級(jí)效率除塵器名稱 全 效 率（） 不同粒徑（ m）

53、時(shí)的分級(jí)效率（）05 510 1020 2044 44 帶擋板的沉降室普通旋風(fēng)除塵器長(zhǎng)錐體旋風(fēng)除塵器噴淋塔電除塵器文丘里除塵器袋式除塵器 58.665.384.294.597.099.599.7 7.5124072909999.5 2233799694.599.5100 4357929897100100 808299.510099.5100100 9091100100100100100 六 .除 塵 器 應(yīng) 用 142 143 144 145 例 題 1 已知某粉塵粒徑分布數(shù)據(jù)（見表）： （1）判斷該粉塵的粒徑分布是否符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布； （2）如果符合，求其幾何標(biāo)準(zhǔn)差、質(zhì)量中位直徑、個(gè)數(shù)中位直

54、徑、算術(shù)平均直徑及表面積-體積平均直徑。 146 表1 147 解：（1）在對(duì)數(shù)正態(tài)坐標(biāo)紙上作出粒徑分布的篩下累積頻率分布曲線，如果為直線，該粉塵的粒徑分布符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布。粒徑的篩下累積頻率見下表 表2 148 84.150 20.6 1.8411.2dg d （2）讀圖 1，得：d84.1 206m；d50 112 m。所以幾何標(biāo)準(zhǔn)差： 質(zhì)量中位直徑：d50 =112 m 個(gè)數(shù)中位直徑： 2 2ln ln 3ln ln11.2 3ln 1.3NMD MMD g g NMD=3.67 m算術(shù)平均直徑： 25ln ln ln 1.48624.42L gLd M M Dd 149 體積表面積平均

55、直徑 21ln ln ln 2 .2 329 .3s v gs vd M M Dd 150 2 對(duì)于上題中的粉塵，已知其真密度為 1900 kgm，填充空隙率為07，試確定其比表面積（分別以質(zhì)量、凈體積和堆積體積表示）。 解：以粉塵質(zhì)量表示的比表面積：以凈體積表示的比表面積： 以堆積體積表示的比表面積 151 523 經(jīng)測(cè)定某城市大氣中的飄塵的質(zhì)量粒徑分布遵從對(duì)數(shù)正態(tài)分布規(guī)律。其中位直徑為d50 57 m，篩上累積分布R1587時(shí)，粒徑dp90 m。試確定以個(gè)數(shù)表示時(shí)對(duì)數(shù)正態(tài)分布函數(shù)的中位徑幾何標(biāo)準(zhǔn)差和算術(shù)平均直徑。 152 解：對(duì)于服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布的粒子，以個(gè)數(shù)和質(zhì)量表示的粒徑分布函數(shù)的 幾

56、何標(biāo)準(zhǔn)美相等所以：以個(gè)數(shù)表示的中位直徑：算術(shù)平均直徑 153 4 .一組玻璃珠樣品的篩下累積頻率數(shù)據(jù)如表3所示。檢驗(yàn)這些數(shù)據(jù)是否符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布，如果符合，確定MMD、NMD和 ；繪出表面積分布曲線。 表3 gsvd 154 以 質(zhì) 量 為 基 準(zhǔn) 定 義 的 比 表 面 積 為 粉 塵 的 浸 潤(rùn) 性 若 粉 塵 的 含 水 量 為 mW(g)， 干 粉 塵 質(zhì) 量 為 md(g)， 則 粉 塵 的 含 水 率w(%)定 義 為 ： 粉 塵 的 荷 電 性 及 導(dǎo) 電 性 粉 塵 導(dǎo) 電 3 2( / )w p p paS n d n d 1 0 0 % ww dmw m m 容積導(dǎo)電 表面導(dǎo)電 噴 淋 除 塵 器 電除塵過程示意圖 電除塵過程示意圖 161 表1 162 523 經(jīng)測(cè)定某城市大氣中的飄塵的質(zhì)量粒徑分布遵從對(duì)數(shù)正態(tài)分布規(guī)律。其中位直徑為d50 57 m，篩上累積分布R1587時(shí)，粒徑dp90 m。試確定以個(gè)數(shù)表示時(shí)對(duì)數(shù)正態(tài)分布函數(shù)的中位徑幾何標(biāo)準(zhǔn)差和算術(shù)平均直徑。