空气污染控制工程第6章etj87poytrgb
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大气污染控制工程 第六章作业答案
2. 某单室布袋除尘器被用来净化铸铁厂电弧炉烟气，实 某单室布袋除尘器被用来净化铸铁厂电弧炉烟气， 际操作的气布比为0.0127m/s，烟气温度为 际操作的气布比为 ，烟气温度为177oC，含 ， 尘浓度为4.6g/m3.已知粉尘质量中位粒径为 已知粉尘质量中位粒径为2.5m， 尘浓度为 已知粉尘质量中位粒径为 ， 其密度为4.0g/m3.由实际数据计算得到该系统的比阻 其密度为 由实际数据计算得到该系统的比阻 力系数Rp=3560cmH2Om s kg-1，清灰后系统的有 力系数 效残留压力损失为8cmH2O,试计算系统运行 后烟气 试计算系统运行1h后烟气 效残留压力损失为 试计算系统运行 流过布袋除尘器的压力损失。 流过布袋除尘器的压力损失。
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作业
6.19 p232
P = exp(
文丘里洗涤器除尘效率
2 6.1×109 ρL ρPCCd p f 2P
2 g
)
g －气体粘度，10－1 Pas； 气体粘度， ； P －文丘里洗涤器压力损失，cmH2O。 文丘里洗涤器压力损失， 。 d p －粉尘粒径，m； 粉尘粒径， ； f 一经验常数，在该表达式中为 －0.4。 一经验常数，在该表达式中为0.1－ 。
P = Pf + PP
通过洁净滤料的压力损失; Pf — 通过洁净滤料的压力损失 通过粉尘层的压力损失； PP — 通过粉尘层的压力损失；
PP = RPν 2 ρ t = 3560 × 0.0127 2 × 0.0046 × 3600 = 9.51cmH 2O
P = 8 + 9.51 = 17.51cmH 2O
大气污染控制工程：第六章 除尘装置-4
35
四、湿式除尘器
5. 文丘里洗涤器
➢ 几何尺寸
• 扩散管的扩散角α2一般为5o-7o • 出口管的直径D2按与其相联的除雾器要求的气速确定 • 由于扩散管后面的直管道还具有凝聚和恢复压力的作用，
一般设1-2m长的连接管，再接除雾器。 36
四、湿式除尘器
5. 文丘里洗涤器
➢ 几何尺寸
• 收缩管和扩散管的长度L1及L2由下面的式子决定
duD dt
3gCD 4LdD
L (vg
uD )2
–
因为
duD dt
uD
duD dx
，所以
duD dx
3 g CD 4LdDuD
L (vg
uD )2
– x=0，uD =0， 当L足够长时，液滴速度将近似等于喉管内 – x=L，uD =uDL 的气流速度vT，积分得到:
P
2
LT
QL QG
P
1.03103T2
– 喷雾塔洗涤器 – 旋风洗涤器 – 文丘里洗涤器 – 自激喷雾洗涤器 – 板式洗涤器 – 填料洗涤器 – 机械诱导喷雾洗涤器
4
四、湿式除尘器
1. 概述
➢ 湿式除尘器的特点
• 在耗用相同能耗时，除尘效率 • 排出的污水污泥需要处理，
比干式机械除尘器高
澄清的洗涤水应重复回用
• 可处理高温、高湿气流、高比 电阻粉尘及易燃易爆的含尘气 体
• 由于气流的旋转运动，使其带水现象减弱 • 可单独使用，也可作为文丘里洗涤器之后的脱水器 • 入口气速15~45m/s，适用于处理烟气量大，含尘浓
度高的场合 • 可采用比喷雾塔更细的喷嘴 • 压力损失大，能耗高，造价高
23
四、湿式除尘器
四、湿式除尘器
5. 文丘里洗涤器
➢ 几何尺寸
• 扩散管的扩散角α2一般为5o-7o • 出口管的直径D2按与其相联的除雾器要求的气速确定 • 由于扩散管后面的直管道还具有凝聚和恢复压力的作用，
一般设1-2m长的连接管，再接除雾器。 36
四、湿式除尘器
5. 文丘里洗涤器
➢ 几何尺寸
• 收缩管和扩散管的长度L1及L2由下面的式子决定
duD dt
3gCD 4LdD
L (vg
uD )2
–
因为
duD dt
uD
duD dx
，所以
duD dx
3 g CD 4LdDuD
L (vg
uD )2
– x=0，uD =0， 当L足够长时，液滴速度将近似等于喉管内 – x=L，uD =uDL 的气流速度vT，积分得到:
P
2
LT
QL QG
P
1.03103T2
– 喷雾塔洗涤器 – 旋风洗涤器 – 文丘里洗涤器 – 自激喷雾洗涤器 – 板式洗涤器 – 填料洗涤器 – 机械诱导喷雾洗涤器
4
四、湿式除尘器
1. 概述
➢ 湿式除尘器的特点
• 在耗用相同能耗时，除尘效率 • 排出的污水污泥需要处理，
比干式机械除尘器高
澄清的洗涤水应重复回用
• 可处理高温、高湿气流、高比 电阻粉尘及易燃易爆的含尘气 体
• 由于气流的旋转运动，使其带水现象减弱 • 可单独使用，也可作为文丘里洗涤器之后的脱水器 • 入口气速15~45m/s，适用于处理烟气量大，含尘浓
度高的场合 • 可采用比喷雾塔更细的喷嘴 • 压力损失大，能耗高，造价高
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四、湿式除尘器
大气污染控制工程第三版课后答案6
⼤⽓污染控制⼯程第三版课后答案6作业习题解答第六章除尘装置6.1解：计算⽓流⽔平速度s m A Q v /1087.257.414.92.120-?=?==。
设粒⼦处于Stokes 区域，取s Pa ??=-51082.1µ。
按《⼤⽓污染控制⼯程》P162（6－4）m m gL H v d p µρµ2.17102.1719.1281.91021.157.41087.21082.1181863250min=?===--- 即为能被100%捕集的最⼩雾滴直径。
6.2解：按层流考虑，根据《⼤⽓污染控制⼯程》P163（6－5）2.229.64801812122121=?==?=ηηηηn n n n ，因此需要设置23层。
6.3解：s Pa h m kg ??==-51086.1)./(067.0µm m m gL H v d p µµρµ10084104.8781.9105.2123.01086.118185350min<=?===--，符合层流区假设。
6.4解：设空⽓温度为298K ，⾸先进⾏坎宁汉修正：s m M RT v /6.4661097.28142.3298314.8883===-π， m v85106.66.466185.1499.01082.1499.0--?===ρµλ，21.063.0106.622=??=-Kn 264.1]4.0257.1[21.0121.010.1=++=-p s /1058.11852-?==µρ525.060/1061.3202.05.01058.1)1(35==+=--Q n LW u s i η。
⽤同样⽅法计算可得0.83m µ粒⼦的分级效率为0.864。
因此总效率 695.0)864.0525.0(5.0=+=i η6.5 解：按《Air Pollution Control Engineering 》公式 )]9(exp[12µρπηi pc W D NV --=。
大气污染控工程 第六章 习题解答 修改 wangmy
作业习题解答第六章 除尘装置6.1 在298K 的空气中NaOH 飞沫用重力沉降室收集。
沉降至大小为宽914cm ，高457cm ，长1219cm 。
空气的体积流速为1.2m 3/s 。
计算能被100%捕集的最小雾滴直径。
假设雾滴的比重为1.21。
6.1解：计算气流水平速度s m A Q v /1087.257.414.92.120-⨯=⨯==。
设粒子处于Stokes 区域，取s Pa ⋅⨯=-51082.1μ。
()617.110.0536/828010T p pa s μ-=++⨯⋅⎡⎤⎣⎦m m gL H v d p μρμ2.17102.1719.1281.91021.157.41087.21082.1181863250min=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==--- 即为能被100%捕集的最小雾滴直径。
若考虑返混，则6min24.31024.3d m m μ-===⨯= 课本P163,对于dp<100μm 颗粒，符合Stokes 假设。
不考虑返混6.2 直径为1.09m μ的单分散相气溶胶通过一重力沉降室，该沉降室宽20cm ，长50cm ，共18层，层间距0.124cm ，气体流速是8.61L/min ，并观测到其操作效率为64.9%。
问需要设置多少层可能得到80%的操作效率。
6.2解： 按层流考虑，(1)s iu LW n Qη+= 式中n 为隔板数，设n+1=N 代表沉降室层数11221221801822.264.9N N N N ηηηη=⇒==⨯=，因此需要设置23层。
6.3 有一沉降室长7.0m ，高12m ，气速30cm/s ，空气温度300K ，尘粒密度2.5g/cm 3，空气粘度0.067kg/(m.h)，求该沉降室能100%捕集的最小粒径。
6.3解：s Pa h m kg ⋅⨯==-51086.1)./(067.0μm m m gL H v d p μμρμ10084104.8781.9105.2123.01086.118185350min<=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==--，符合层流区假设。
空气污染控制工程ppt
各地区大气污染防治行动计划
各地政府根据国家和地方政策法规，制定了大气污染防治行动计划，明确了各行业和企业的减排目标 ，并采取一系列措施加强监管和执法力度，确保空气质量的持续改善。
05
未来空气污染控制展望
新兴污染物控制技术
01
02
03
高级氧化技术
利用强氧化剂分解有机物 和有毒有害物质，具有高 效、无二次污染等优点。
空气污染控制工程
目录
• 空气污染概述 • 空气污染控制技术 • 空气污染控制工程实践 • 空气污染控制政策与法规 • 未来空气污染控制展望
01
空气污染概述
空气污染的定义
空气污染的定义
空气污染是由于人类活动或自然过程向大气中排放的污染物超过了大气环境的自净能力，导致大气质量恶化，对人类 健康、生态系统和气候产生不利影响的现象。
气体污染控制技术
是指通过各种物理、化学手段，去除 或减少空气中气态污染物的技术。
02
吸收法
利用吸收剂吸收气体中的有害成分， 从而达到净化空气的目的。
01
03
吸附法
利用吸附剂将气体中的有害成分吸附 在表面，从而达到净化空气的目的。
燃烧法
将气体中的有害成分燃烧后生成无害 物质，从而达到净化空气的目的。
05
利用过滤材料（如滤袋）将颗 粒物拦截下来，达到净化空气 的目的。
颗粒物控制技术
是指通过各种物理、化学手段， 去除或减少空气中颗粒物的技 术。
静电除尘
利用静电场使颗粒物带电，然 后在电场力作用下将颗粒物分 离出来。
湿式除尘
利用水或其他液体洗涤气体， 使颗粒物在液滴的碰撞、凝聚 等作用下被去除。
气体污染控制技术
世界卫生组织（WHO）
各地政府根据国家和地方政策法规，制定了大气污染防治行动计划，明确了各行业和企业的减排目标 ，并采取一系列措施加强监管和执法力度，确保空气质量的持续改善。
05
未来空气污染控制展望
新兴污染物控制技术
01
02
03
高级氧化技术
利用强氧化剂分解有机物 和有毒有害物质，具有高 效、无二次污染等优点。
空气污染控制工程
目录
• 空气污染概述 • 空气污染控制技术 • 空气污染控制工程实践 • 空气污染控制政策与法规 • 未来空气污染控制展望
01
空气污染概述
空气污染的定义
空气污染的定义
空气污染是由于人类活动或自然过程向大气中排放的污染物超过了大气环境的自净能力，导致大气质量恶化，对人类 健康、生态系统和气候产生不利影响的现象。
气体污染控制技术
是指通过各种物理、化学手段，去除 或减少空气中气态污染物的技术。
02
吸收法
利用吸收剂吸收气体中的有害成分， 从而达到净化空气的目的。
01
03
吸附法
利用吸附剂将气体中的有害成分吸附 在表面，从而达到净化空气的目的。
燃烧法
将气体中的有害成分燃烧后生成无害 物质，从而达到净化空气的目的。
05
利用过滤材料（如滤袋）将颗 粒物拦截下来，达到净化空气 的目的。
颗粒物控制技术
是指通过各种物理、化学手段， 去除或减少空气中颗粒物的技 术。
静电除尘
利用静电场使颗粒物带电，然 后在电场力作用下将颗粒物分 离出来。
湿式除尘
利用水或其他液体洗涤气体， 使颗粒物在液滴的碰撞、凝聚 等作用下被去除。
气体污染控制技术
世界卫生组织（WHO）
空气污染控制工程第6章etj87poytrgb
•5.旋风除尘器的结构形式
（2）按气流组织分 • 回流式、直流式、平旋式和旋流式 （3）多管旋风除尘器 • 由多个相同构造形状和尺寸的小型旋风除尘器（又
叫旋风子）组合在一个壳体内并联使用的除尘器组 • 常见的多管除尘器有回流式和直流式两种
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空气污染控制工程第6章etj87poytrgb •27
•第六章 除尘装置
2.湍流式重力沉降室 • 粒子在微元内的停留时间
• 被去除的分数
• 对上式积分得
• 边界条件： 得
• 因此，其分级除尘效率
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空气污染控制工程第6章etj87poytrgb
•第六章 除尘装置
•第一节 机械除尘器
•1.2 惯性除尘器
1.惯性除尘器机理 –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，借助尘粒本身的惯性力 作用，使其与气流分离
•1.1 重力沉降室
•1.层流式重力沉降室
• 提高沉降室效率的主要途径： – 降低沉降室内气流速度 – 增加沉降室长度 – 降低沉降室高度
• 多层沉降室：使沉降高度减少为原来的1/（n+1）， 其中n为水平隔板层数 ，此时沉降室的分级效率为：
• 考虑清灰的问题，一般隔板数在3以下
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空气污染控制工程第6章etj87poytrgb
• 在较小粒径区间内，理应逸出的粒子由于聚集或被
较大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
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• 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
空气污染控制工程第6章etj87poytrgb
（2）按气流组织分 • 回流式、直流式、平旋式和旋流式 （3）多管旋风除尘器 • 由多个相同构造形状和尺寸的小型旋风除尘器（又
叫旋风子）组合在一个壳体内并联使用的除尘器组 • 常见的多管除尘器有回流式和直流式两种
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空气污染控制工程第6章etj87poytrgb •27
•第六章 除尘装置
2.湍流式重力沉降室 • 粒子在微元内的停留时间
• 被去除的分数
• 对上式积分得
• 边界条件： 得
• 因此，其分级除尘效率
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•第六章 除尘装置
•第一节 机械除尘器
•1.2 惯性除尘器
1.惯性除尘器机理 –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，借助尘粒本身的惯性力 作用，使其与气流分离
•1.1 重力沉降室
•1.层流式重力沉降室
• 提高沉降室效率的主要途径： – 降低沉降室内气流速度 – 增加沉降室长度 – 降低沉降室高度
• 多层沉降室：使沉降高度减少为原来的1/（n+1）， 其中n为水平隔板层数 ，此时沉降室的分级效率为：
• 考虑清灰的问题，一般隔板数在3以下
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• 在较小粒径区间内，理应逸出的粒子由于聚集或被
较大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
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• 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
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空气污染控制工程课件第六章part2ESP
影响电场荷电的因素
粒径dp和介电常数ε 电场强度E0和离子密度N0
一般粒子的荷电时间仅为0.1s，相当于气流在除尘 器内流动10～20cm所需要的时间，一般可以认为粒子 进入除尘器后立刻达到了饱和电荷
（2）颗粒荷电 之 扩散荷电
与电场电荷过程相反，不存在扩散荷电的最大极限值 （根据分子运动理论，不存在离子动能上限） 荷电量取决于离子热运动的动能、粒子大小和荷电时间
火花率是单位时间电场出现火花放电的次数。随 着电场电压升高，火花率增加。电压高对除尘有 利，所以要保持较高的除尘效率，就要有一定的 火花率，大约在每分钟几百次；处理中比电阻尘， 最佳火花率在每分钟10～100次。 试验表明，脉冲供电比平稳直流供电更有利。峰 值电压有利于提高除尘效率，谷值电压可减少火 花放电和连续电弧的发生。
（2）颗粒荷电 之 电场荷电
颗粒荷电 电荷累积 颗粒场强增加
没有气体分子能够到达颗粒表面，电荷饱和
（2）颗粒荷电 之 电场荷电
颗粒获得的饱和电荷
q 3 E d ( ) 2 0 －真空介电常数，等于8.85×10-12 E0 一电场强度，V/m 一粒子相对介电常数
2 0 0 p
电晕区产生的气体离子大量沉积到颗粒上，使电流减弱。
当进口浓度提高到一定程度，由于电晕产生的气体离子都 沉积到颗粒上，电流几乎减弱到零，电除尘器失效，这种
现象被称为电晕阻塞。
为了防止电晕阻塞，对高浓度含尘气体，应先进行预处理， 使浓度降到适当程度，再进电除尘器。
净化性能影响因素续
f.电极的形状和尺寸
水泥尘（干法）
水泥尘（湿法） 多层床焙烧炉烟尘 红磷尘
0.08
0.08
石膏尘
《大气污染控制工程》(郝吉明版)课后习题及答案Unlock-6
6.23 安装一个滤袋室处理被污染的气体，试估算某些布袋破裂时粉尘的出口浓度。已知系 统的操作条件：1atm，288K，进口处浓度 9.15g/m3，布袋破裂前的出口浓度 0.0458g/m3，被 污染气体的体积流量 14158m3/h，布袋室数为 6，每室中的布袋数 100，布袋直径 15cm，系 统的压降 1500Pa，破裂的布袋数为 2。
层，层间距 0.124cm，气体流速是 8.61L/min，并观测到其操作效率为 64.9%。问需要设置多 少层可能得到 80%的操作效率。
6.3 有一沉降室长 7.0m，高 12m，气速 30cm/s，空气温度 300K，尘粒密度 2.5g/cm3，空气 粘度 0.067kg/(kg.h)，求该沉降室能 100%捕集的最小粒径。
1）对于图中显示的四种过滤气速，分别求相应的过滤效率； 2）假定滤饼的孔隙滤为 0.3，颗粒的真密度为 2.0g/cm3，试求滤饼的厚度； 3）当烟气中含尘初始浓度为 0.8g/m3 时，对于图中最低部的曲线，至少应操作多长时间才能 达到上述过滤效率？
Chapter 6
1．A cyclone separator is operating in conditions where DCUT = 10m. We are offered another
质量浓度计算该除尘器的总除尘效率。
6.10 在气体压力下为 1atm，温度 为 293K 下运行的管式电除尘器。圆筒形集尘管直径为 0.3m，
L=2.0m，气体流量 0.075m3/s。若集尘板附近的平均场强 E=100kV/m，粒径为 1.0 µm 的粉尘
荷电量 q=0.3×10－15C，计算该粉尘的驱进速度 w 和电除尘效率。
are 1cm´ 1cm, Assume that a typical breath is 1 litter, drawn in over a period of 1s. Estimate
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3.旋风除尘器的除尘效率 –对于球形Stokes粒子 π
–分割粒径
18 V r r0 dc V2 p T0
–dc确定后，雷思一利希特模式计算其它粒子的分级效 率 dp 1
i 1 exp[0.6931 (
i
(d pi / d c )2 1 (d pi / d c )2
– 压力损失小，一般为200～500Pa
14
第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.3 旋风除尘器
旋风除尘器示意图
旋风除尘器结构及内部气流
15
第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.3 旋风除尘器
组成：普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排 气管等组成 除尘机理： 含尘气流迸入除尘器后，沿外壁由上向下作旋转运动， 同时有少量气体沿径向运动到中心区域。当旋转气流的 大部分到达锥体底部后，转而向上沿轴心旋转，最后经 排出管排出。 气流与尘粒的运动：外涡旋、内涡旋、上涡旋 气流运动：切向、轴向和径向 三个速度分量：切向速度、轴向速度和径向速度
ρ ：气体的密度,kg/m3
Vin：气体入口速度，m/s
：局部阻力系数
影响旋风除尘器压力损失的其他操作： －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 —含尘浓度增高，压力降明显下降
19
第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.3 旋风除尘器
2 VT0 d p 3πd cVr 6 r0 3 c
2
第六章 除尘装置
除尘装置的选择
• 除尘器的性能可用技术指标和经济指标评价
• 技术指标:
处理气体量 压力损失 捕集效率
基建投资 占地面积以及使用寿命 运转管理费
经济指标:
第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
• 定义：机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离 心力）的作用使颗粒物与气体分离的装置，常用的有：
13
第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.3 旋风除尘器
• 定义：旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘 粒从气流中分离的装置 。 • 用来分离粒径大于5—10μm以上的的颗粒物。 • 优点： 结构简单、占地面积小 投资低，操作维修方便 可用于各种材料制造 能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干 颗粒物。 • 缺点： 效率80%左右，捕集<5μm颗粒的效率不高 压力损失较大，动力消耗也较大，
第一节 机械除尘器
1.1 重力沉降室
1.层流式重力沉降室
• 对于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin = ?
hc H
us
即
2 dp pg
18
2 dp p g LWH H 18 Q
d min
18 Q p gWL
由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分 级效率公式的一半作为实际分级效率
• 包括：重力沉降室
惯性除尘器 旋风除尘器 1.1 重力沉降室 定义：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 。 分类：层流式和湍流式
4
第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.1 重力沉降室
• 除尘机理：含尘气流进入重力沉降室后，由于扩大了流 动截面积而使气体流速大大降低，使较重的颗粒在重力 作用下缓慢向灰斗沉降。
–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，借助尘粒本身的惯性力 作用，使其与气流分离 1.惯性除尘器机理
12
第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.2 惯性除尘器
2.惯性除尘器结构形式 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 3.惯性除尘器应用 • 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，捕集10～20µm以上 的粗颗粒 • 压力损失100～1000Pa
d min 36 Q p gWL
8
第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.1 重力沉降室
1.层流式重力沉降室 • 提高沉降室效率的主要途径： – 降低沉降室内气流速度 – 增加沉降室长度 – 降低沉降室高度 • 多层沉降室：使沉降高度减少为原来的1/（n+1）， 其中n为水平隔板层数 ，此时沉降室的分级效率为：
100 a ( 1b ) 0.182 100 b 1a
a代表实验 B代表实际
• 压力损失与含尘量之间的关系：
Pc Pd 0.013(2.29 1 1)1/ 2
24
第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.3 旋风除尘器
4. 影响旋风除尘器效率的因素： （4）操作变量 • 提高烟气入口流速，旋风除尘器分割直径变小，除 尘器性能改善 100 Qb 0.5 a ( ) 100 b Qa • 入口流速过大，已沉积的粒子有可能再次被吹起， 重新卷入气流中，除尘效率下降 • 效率最高时的入口速度 p (b / D )1.2 0.201 v1 3030 2 D (m/s） g (1 b / D )
• 在较小粒径区间内，理应逸出的粒子由于聚集或被 较大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
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第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.3 旋风除尘器
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第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.1 重力沉降室
1.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
• 忽略气体浮力，粒子仅受重力和阻力的作用
纵剖面示意图
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第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.1 重力沉降室
1.层流式重力沉降室
• 沉降室的长宽高分别为L、W、H，处理烟气量为Q
0.14
–内涡旋的切向速度正比于半径
VT / R w －角速度
–内外涡旋的界面上气流切向速度最大 –交界圆柱面直径 d0= ( 0.6～1.0 ) de , de 为排气管直径
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第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.3 旋风除尘器
• B、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 Q –平均径向速度 V
20
dc
) n1 ]
–另一种经验公式
第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.3 旋风除尘器
4. 影响旋风除尘器效率的因素： ① 二次效应 ② 比例尺寸 ③ 烟尘的物理性质 ④ 操作变量
第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.3 旋风除尘器
4. 影响旋风除尘器效率的因素： （1）二次效应－被捕集粒子的重新进入气流
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1.旋风除尘器内气流与尘粒的运动
第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.3 旋风除尘器
• A、切向速度 –根据“涡旋定律” ，外涡旋的切向速度反比于旋转半 径R的n次方 n
VT R
const.
T 283
0.3
–此处n 1，称为涡流指数
n 1 1 0.67 D
10
第六章 除尘装置
2.湍流式重力沉降室 • 粒子在微元内的停留时间
dt dx / v0 dy / us
• 被去除的分数 • 对上式积分得 • 边界条件： 得
dN p Np
u dx dy s H v0 H
us dx ln N p ln C v0 H
us L ) v0 H
第六章
除尘装置
第一节 机械除尘器
第二节电除尘器
第三节湿式除尘器
第四节过滤式除尘器 第五节除尘器的选择与发展
1
• 1.教学要求： • 要求了解除尘器的类型，包括各种干式和湿式除尘器， 理解和掌握电除尘器、过滤式除尘器设计等。 • 2. 教学重点 • 掌握机械除尘器作原理、结构与设计；电除尘器的工 作原理，了解其选型和设计；掌握过滤式除尘器的工 作原理，了解其选型和设计；了解除尘系统的选择设 计与除尘器的发展。 • 3、教学难点 • 电除尘器的工作原理，过滤式除尘器的工作原理及设 计。
us L ) v0 H
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x 0 N p N p0 ; x L N p N pL
N pL N p 0 exp(
• 因此，其分级除尘效率
i 1
N p,L N p,0 1 exp(
1 exp(
u s LW ) Q
第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.2 惯性除尘器
4. 影响旋风除尘器效率的因素： （2）比例尺寸
• 在相同的切向速度下，筒体直径愈小，离心力愈大，除 尘效率愈高；筒体直径过小，粒子容易逃逸，效率下降。 • 锥体适当加长，对提高除尘效率有利 • 排出管直径愈少分割直径愈小，即除尘效率愈高；直径 太小，压力降增加，一般取排出管直径de=（0.4～0.65） D。 • 特征长度（natural length）-亚历山大公式 • 旋风除尘器排出管以下部分的长度应当接近或等于l， 筒体和锥体的总高度以不大于五倍的筒体直径为宜。
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第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.3 旋风除尘器
6.旋风除尘器的设计 • 经验法选择除尘器的型号规格，步骤如下： –根据含尘浓度、粒度分布、密度等烟气特征，及除尘要 求、允许的阻力和制造条件等因素合理选择型式。 - 根据允许的压力降确定进口气速，或取为 12～25 m/s -确定入口截面A，入口宽度b和高度h - 确定各部分几何尺寸
3.旋风除尘器的除尘效率 –对于球形Stokes粒子 π
–分割粒径
18 V r r0 dc V2 p T0
–dc确定后，雷思一利希特模式计算其它粒子的分级效 率 dp 1
i 1 exp[0.6931 (
i
(d pi / d c )2 1 (d pi / d c )2
– 压力损失小，一般为200～500Pa
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第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.3 旋风除尘器
旋风除尘器示意图
旋风除尘器结构及内部气流
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第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.3 旋风除尘器
组成：普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排 气管等组成 除尘机理： 含尘气流迸入除尘器后，沿外壁由上向下作旋转运动， 同时有少量气体沿径向运动到中心区域。当旋转气流的 大部分到达锥体底部后，转而向上沿轴心旋转，最后经 排出管排出。 气流与尘粒的运动：外涡旋、内涡旋、上涡旋 气流运动：切向、轴向和径向 三个速度分量：切向速度、轴向速度和径向速度
ρ ：气体的密度,kg/m3
Vin：气体入口速度，m/s
：局部阻力系数
影响旋风除尘器压力损失的其他操作： －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 —含尘浓度增高，压力降明显下降
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第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.3 旋风除尘器
2 VT0 d p 3πd cVr 6 r0 3 c
2
第六章 除尘装置
除尘装置的选择
• 除尘器的性能可用技术指标和经济指标评价
• 技术指标:
处理气体量 压力损失 捕集效率
基建投资 占地面积以及使用寿命 运转管理费
经济指标:
第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
• 定义：机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离 心力）的作用使颗粒物与气体分离的装置，常用的有：
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第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.3 旋风除尘器
• 定义：旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘 粒从气流中分离的装置 。 • 用来分离粒径大于5—10μm以上的的颗粒物。 • 优点： 结构简单、占地面积小 投资低，操作维修方便 可用于各种材料制造 能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干 颗粒物。 • 缺点： 效率80%左右，捕集<5μm颗粒的效率不高 压力损失较大，动力消耗也较大，
第一节 机械除尘器
1.1 重力沉降室
1.层流式重力沉降室
• 对于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin = ?
hc H
us
即
2 dp pg
18
2 dp p g LWH H 18 Q
d min
18 Q p gWL
由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分 级效率公式的一半作为实际分级效率
• 包括：重力沉降室
惯性除尘器 旋风除尘器 1.1 重力沉降室 定义：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 。 分类：层流式和湍流式
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第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.1 重力沉降室
• 除尘机理：含尘气流进入重力沉降室后，由于扩大了流 动截面积而使气体流速大大降低，使较重的颗粒在重力 作用下缓慢向灰斗沉降。
–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，借助尘粒本身的惯性力 作用，使其与气流分离 1.惯性除尘器机理
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第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.2 惯性除尘器
2.惯性除尘器结构形式 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 3.惯性除尘器应用 • 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，捕集10～20µm以上 的粗颗粒 • 压力损失100～1000Pa
d min 36 Q p gWL
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第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.1 重力沉降室
1.层流式重力沉降室 • 提高沉降室效率的主要途径： – 降低沉降室内气流速度 – 增加沉降室长度 – 降低沉降室高度 • 多层沉降室：使沉降高度减少为原来的1/（n+1）， 其中n为水平隔板层数 ，此时沉降室的分级效率为：
100 a ( 1b ) 0.182 100 b 1a
a代表实验 B代表实际
• 压力损失与含尘量之间的关系：
Pc Pd 0.013(2.29 1 1)1/ 2
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第一节 机械除尘器
1.3 旋风除尘器
4. 影响旋风除尘器效率的因素： （4）操作变量 • 提高烟气入口流速，旋风除尘器分割直径变小，除 尘器性能改善 100 Qb 0.5 a ( ) 100 b Qa • 入口流速过大，已沉积的粒子有可能再次被吹起， 重新卷入气流中，除尘效率下降 • 效率最高时的入口速度 p (b / D )1.2 0.201 v1 3030 2 D (m/s） g (1 b / D )
• 在较小粒径区间内，理应逸出的粒子由于聚集或被 较大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
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1.3 旋风除尘器
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第一节 机械除尘器
1.1 重力沉降室
1.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
• 忽略气体浮力，粒子仅受重力和阻力的作用
纵剖面示意图
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第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.1 重力沉降室
1.层流式重力沉降室
• 沉降室的长宽高分别为L、W、H，处理烟气量为Q
0.14
–内涡旋的切向速度正比于半径
VT / R w －角速度
–内外涡旋的界面上气流切向速度最大 –交界圆柱面直径 d0= ( 0.6～1.0 ) de , de 为排气管直径
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第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.3 旋风除尘器
• B、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 Q –平均径向速度 V
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dc
) n1 ]
–另一种经验公式
第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.3 旋风除尘器
4. 影响旋风除尘器效率的因素： ① 二次效应 ② 比例尺寸 ③ 烟尘的物理性质 ④ 操作变量
第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.3 旋风除尘器
4. 影响旋风除尘器效率的因素： （1）二次效应－被捕集粒子的重新进入气流
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1.旋风除尘器内气流与尘粒的运动
第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.3 旋风除尘器
• A、切向速度 –根据“涡旋定律” ，外涡旋的切向速度反比于旋转半 径R的n次方 n
VT R
const.
T 283
0.3
–此处n 1，称为涡流指数
n 1 1 0.67 D
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第六章 除尘装置
2.湍流式重力沉降室 • 粒子在微元内的停留时间
dt dx / v0 dy / us
• 被去除的分数 • 对上式积分得 • 边界条件： 得
dN p Np
u dx dy s H v0 H
us dx ln N p ln C v0 H
us L ) v0 H
第六章
除尘装置
第一节 机械除尘器
第二节电除尘器
第三节湿式除尘器
第四节过滤式除尘器 第五节除尘器的选择与发展
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• 1.教学要求： • 要求了解除尘器的类型，包括各种干式和湿式除尘器， 理解和掌握电除尘器、过滤式除尘器设计等。 • 2. 教学重点 • 掌握机械除尘器作原理、结构与设计；电除尘器的工 作原理，了解其选型和设计；掌握过滤式除尘器的工 作原理，了解其选型和设计；了解除尘系统的选择设 计与除尘器的发展。 • 3、教学难点 • 电除尘器的工作原理，过滤式除尘器的工作原理及设 计。
us L ) v0 H
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x 0 N p N p0 ; x L N p N pL
N pL N p 0 exp(
• 因此，其分级除尘效率
i 1
N p,L N p,0 1 exp(
1 exp(
u s LW ) Q
第六章 除尘装置
第一节 机械除尘器
1.2 惯性除尘器
4. 影响旋风除尘器效率的因素： （2）比例尺寸
• 在相同的切向速度下，筒体直径愈小，离心力愈大，除 尘效率愈高；筒体直径过小，粒子容易逃逸，效率下降。 • 锥体适当加长，对提高除尘效率有利 • 排出管直径愈少分割直径愈小，即除尘效率愈高；直径 太小，压力降增加，一般取排出管直径de=（0.4～0.65） D。 • 特征长度（natural length）-亚历山大公式 • 旋风除尘器排出管以下部分的长度应当接近或等于l， 筒体和锥体的总高度以不大于五倍的筒体直径为宜。
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第一节 机械除尘器
1.3 旋风除尘器
6.旋风除尘器的设计 • 经验法选择除尘器的型号规格，步骤如下： –根据含尘浓度、粒度分布、密度等烟气特征，及除尘要 求、允许的阻力和制造条件等因素合理选择型式。 - 根据允许的压力降确定进口气速，或取为 12～25 m/s -确定入口截面A，入口宽度b和高度h - 确定各部分几何尺寸