第三讲颗粒物污染控制技术2
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2-6颗粒污染物控制详解
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环境工程学
第六章
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环境工程学
第六章
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环境工程学
第六章
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环境工程学
第Байду номын сангаас章
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环境工程学
第六章
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环境工程学
第六章
三、电除尘器的除尘效率
1、 作用于荷电颗粒的静电力：
Fe = qE
式中 q—颗粒的荷电量，C；
E—颗粒所处位置的电场强度，v/m。
2）几何当量径： 等投影面积径：与颗粒投影面积相等的圆的直径； 等体积径：与颗粒体积相等的圆球的直径； 等表面积径：与颗粒外表面积相等的圆球的直径。 体积表面积平均径：颗粒体积与表面积之比相同的圆 球的直径。
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环境工程学
第六章
4）物理当量径：与颗粒的某一物理特性相同的球形颗粒 的直径。 重力沉降径：在重力作用下，同一流体中与颗粒的密
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环境工程学
第六章
四、 旋风除尘器压力损失
旋风除尘器压力损失的实验值表示成进口气流动压的倍 数的形式，即
P = z
式中 υ
r vi
2
2
1
——进口气流速度，m/s； ——旋风除尘器的压损系数。
z
旋风除尘器压力损失一般为500～2000Pa。
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环境工程学
第六章
第四节 静电除尘器
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环境工程学
第六章
第二节 重力沉降
一、重力沉降速度
在静止流体中，球形颗粒所受的力有重力FG、流体阻力
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第Байду номын сангаас章
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第六章
三、电除尘器的除尘效率
1、 作用于荷电颗粒的静电力：
Fe = qE
式中 q—颗粒的荷电量，C；
E—颗粒所处位置的电场强度，v/m。
2）几何当量径： 等投影面积径：与颗粒投影面积相等的圆的直径； 等体积径：与颗粒体积相等的圆球的直径； 等表面积径：与颗粒外表面积相等的圆球的直径。 体积表面积平均径：颗粒体积与表面积之比相同的圆 球的直径。
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第六章
4）物理当量径：与颗粒的某一物理特性相同的球形颗粒 的直径。 重力沉降径：在重力作用下，同一流体中与颗粒的密
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第六章
四、 旋风除尘器压力损失
旋风除尘器压力损失的实验值表示成进口气流动压的倍 数的形式，即
P = z
式中 υ
r vi
2
2
1
——进口气流速度，m/s； ——旋风除尘器的压损系数。
z
旋风除尘器压力损失一般为500～2000Pa。
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第四节 静电除尘器
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第六章
第二节 重力沉降
一、重力沉降速度
在静止流体中，球形颗粒所受的力有重力FG、流体阻力
大气污染控制工程
q
0.2
0.15
0.1
0.05
0
0
2
4
6
8
粒径dp/um
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0 0
F G
5
10
粒径dp/um
计算过程
i
dpi
1
0 75
ni
fi
nidpi
fidpi
fidpi2 fidpi3 gi/dpi gi/dpi3
80 0 092 60 0 069 0 052 0 04 0 00067 0 00118
2
19
140 0 161 266 0 306 0 581 1 10 0 00789 0 00219
3
2 75
180 0 207 495 0 569 1 57 4 31 0 0207 0 00274
4
3 85
220 0 253 847 0 974 3 75 14 44 0 0499 0 00336
5
5 25
F a
dpda F
dpa
fa bF aF bF bd Fdp dbpd dpd dppb dpd
3 个数频率密度
函数 p(dp)dF/ddp 称为个数频率密度;简称个 数频度;采用单位为m1; 显然;频率密度为单位 粒径间隔即1m时的频率;
筛下累积频率F和频度p皆是粒径dp的连续函 数;由其定义可以得到：
第三章 颗粒污染物控制技术基础
大气污染控制中涉及到的颗粒物;一般是指所有大于分 子的颗粒物;但实际的最小界限为0 01μm左右;
颗粒物的存在状态;可单个地分散于气体介质中; 也可能因凝聚等作用使多个颗粒集合在一起; 成为集合体的状态;它在气体介质中就像单一 个体一样; 此外;颗粒物还能从气体介质中分离 出来;呈堆积状态存在;或者本来就呈堆积状态; 一般将这种呈堆积状态存在的颗粒物称为粉体; 考虑到一般工程技术中的习惯;也通称为粉尘;
第3章 颗粒污染物控制技术与设备
除了应用以上原理外还可以利用声波、磁力、泳力、冷凝、蒸发、凝聚 等来去除粉尘和净化气体。
3.3 静电除尘器
静电除尘器是利用静电力从气流中分离悬浮粒子(尘粒或液滴)的装置。简称电除尘器（ ESP）。
1.电晕放电
静电除尘器实质上是由两个 极性相反的电极组成的，其 中一个是表面曲率很大的线 状电极，即电晕极；另一个 是管状或板状电极，即集尘 极。一般情况下，电晕极接 高压直流电源的负极，集尘 极接高压直流电源的正极， 两极之间形成高压电场。电 极间的空气离子在电场的作 用下，向电极移动，形成电 流。当电压升高到一定值时 ，电晕极表面出现青紫色光 晕，并发出嘶嘶声，大量的 电子从电晕线不断逸出，这 种现象称为电晕放电。
3.3 静电除尘器
1.静电除尘器的结构形式
（1）管式和板式电除尘器
管 式 电 除 尘 器
板 式 电 除 尘 器
（2）立式和卧电除尘器
立式电除尘器通常 做成管式，垂直安 装。立式电除尘器 ，能使含尘气流在 自下而上流动过程 中完成净化过程。 立式电除尘器的优 点是占地面积小， 在高度较高时，可 以将净化后的烟气 直接排入大气而不 另设烟囱，但检修 不如卧式方便。
2. 尘粒的荷电
尘粒的荷电机理有两种 ，一种是电场荷电，另 一种是扩散荷电。电场 荷电是指电晕电场中的 电子在电场力的作用下 作定向运动，与尘粒碰 撞后使尘粒荷电的方式 。扩散荷电是指电子由 于热运动与粉尘颗粒表 面接触，使粉尘荷电的 方式
3.荷电尘粒的迁移和捕集
在电晕区内，荷正电的极少数 尘粒子沉降在电极上。在负离 子区内，大量荷负电的粉尘颗 粒在电场力的驱动下向集尘极 运动，到达极板失去电荷后便 沉降在集尘极上。
3.设备运行参数
电除尘器有效断面积210m2，处理风量1500m3/min，工作电压最大60kV，三个电场，电场风速为1.2m/s，58列气体通路，极板 间距300mm，集尘电极CSV型，有效集尘面积16000m2，尺寸480mm×12250mm×1.2mm，电动回转锤式振打清灰装置，一电场的电 晕级为扁钢芒刺型，二、三电场为角钢芒刺型，脱钩振打清灰。
第06章 颗粒物污染控制技术3
– 水箱内水表面接触沉降 – 外筒内壁和内筒外壁形成的水膜的捕集作用
• 除尘效率可达85~92% • 通道内断面流速为8～18m/s，压力损失约
为300～1000Pa • 液气比一般为0.06~0.15L/m3 • 筒底水位高为80～150mm
旋风洗涤器
• 旋风洗涤器的压力损失范围一般为0.5～1.5kPa，可以 下式进行估算
– 通过排烟系统排出的烟雾通常含有水蒸气，硫酸酐和气态有 机物，当温度降低时，这些凝结成分就会被吸附在粉尘表面， 使尘粒彼此凝聚成较大的二次粒子，易于被液滴捕集
气液界面－－气泡表面
• 含尘气流通过多孔板上的液体时，气体在孔眼处形成 气泡并逐渐变大，随后上升通过液层
• 气泡到达液层表面时，逐渐累积增多，在液面上形成 气泡层
接触功率与除尘效率
❖根据接触功率理论得到的经验公式，能够较好地关联湿
式除尘器压力损失和除尘效率之间的关系
❖接触功率理论：假定洗涤器除尘效率仅是系统总能耗的
函数，与洗涤器除尘机理无关
❖总能耗Et:气流通过洗涤器时的能量损失EG+雾化喷淋液体
过程中的能量消耗EL
Et
EG
EL
1 3600
(PG
PL
QL QG
–高能湿式除尘器的压力损失为2.5～9.0kPa，净化效率可达 99.5％以上
湿式除尘器的优点
❖ 在耗用相同能耗时，比干式机械除尘器高。高能耗湿式除
尘器清除0.1m以下粉尘粒子，仍有很高效率
❖ 可与静电除尘器和布袋除尘器相比，而且还可适用于它们
不能胜任的条件，如能够处理高温、高湿气流，高比电阻 粉尘，及易燃、易爆的含尘气体 ❖ 在去除粉尘粒子的同时，还可去除气体中的水蒸气及某些 气态污染物。既起除尘作用，又起到冷却、净化的作用
• 除尘效率可达85~92% • 通道内断面流速为8～18m/s，压力损失约
为300～1000Pa • 液气比一般为0.06~0.15L/m3 • 筒底水位高为80～150mm
旋风洗涤器
• 旋风洗涤器的压力损失范围一般为0.5～1.5kPa，可以 下式进行估算
– 通过排烟系统排出的烟雾通常含有水蒸气，硫酸酐和气态有 机物，当温度降低时，这些凝结成分就会被吸附在粉尘表面， 使尘粒彼此凝聚成较大的二次粒子，易于被液滴捕集
气液界面－－气泡表面
• 含尘气流通过多孔板上的液体时，气体在孔眼处形成 气泡并逐渐变大，随后上升通过液层
• 气泡到达液层表面时，逐渐累积增多，在液面上形成 气泡层
接触功率与除尘效率
❖根据接触功率理论得到的经验公式，能够较好地关联湿
式除尘器压力损失和除尘效率之间的关系
❖接触功率理论：假定洗涤器除尘效率仅是系统总能耗的
函数，与洗涤器除尘机理无关
❖总能耗Et:气流通过洗涤器时的能量损失EG+雾化喷淋液体
过程中的能量消耗EL
Et
EG
EL
1 3600
(PG
PL
QL QG
–高能湿式除尘器的压力损失为2.5～9.0kPa，净化效率可达 99.5％以上
湿式除尘器的优点
❖ 在耗用相同能耗时，比干式机械除尘器高。高能耗湿式除
尘器清除0.1m以下粉尘粒子，仍有很高效率
❖ 可与静电除尘器和布袋除尘器相比，而且还可适用于它们
不能胜任的条件，如能够处理高温、高湿气流，高比电阻 粉尘，及易燃、易爆的含尘气体 ❖ 在去除粉尘粒子的同时，还可去除气体中的水蒸气及某些 气态污染物。既起除尘作用，又起到冷却、净化的作用
环境科学中的颗粒物污染控制
环境科学中的颗粒物污染控制在现代工业与交通的加速发展下，环境污染问题逐渐成为一个共同面临的挑战。
尤其是大气污染作为环境污染的重要组成部分，随着城市化的不断推进和经济发展的加速，其问题的复杂程度也随之加剧。
颗粒物污染是大气污染中非常常见的问题之一，它不仅对人体健康和生态环境产生不良影响，而且也给工厂和车站等工作场所带来了生产和经营上的不便。
颗粒物是指由大气中固体和液体物质形成的微小颗粒，其直径通常小于10微米，也可分为细颗粒物(PM2.5)和粗颗粒物(PM10)两种。
它们分别为直径小于2.5微米和10微米的颗粒物。
颗粒污染源主要包括交通、工厂排放、农业等。
在城市环境中，道路交通作为重要的空气污染源，特别是机动车的排放，也是造成颗粒污染的重要因素。
对于颗粒物的污染控制，事实上环境科学家们一直在探讨和研究如何找到高效的控制方法。
作为常见空气污染问题，解决方案也不断更新。
以下便从技术、管理等角度进行探讨。
一、技术应用方案1、吸附净化技术吸附净化技术可以针对各种颜色物质进行吸附，去除不完美。
以活性炭为主要吸附剂，通过一定的过程条件将不同种类的颗粒在吸附剂表面上进行吸附，从而实现降低大气中颗粒物的含量。
2、静电除尘技术静电除尘技术主要是使颗粒物质分散在空气中，静电场作用下，颗粒物被分离出来，通过刮板板进行除尘。
这种技术可以对细小的颗粒物起到很好的捕集效果。
3、湿式脱硫技术湿式脱硫技术利用气体在水雾喷淋的恶劣环境下，颗粒物与水雾有物理吸附作用，形成湿膏，达到脱硫、脱尘的效果。
该技术对于脱除PM10、PM2.5的控制效果比较显著。
4、人工影响天气技术近年来，人工影响天气技术在环境保护和治理领域中被广泛使用。
人工影响天气技术可以通过优化天气条件来缓解颗粒物的污染。
针对颗粒物在空气中的运动情况，人造影响天气技术通过释放特定的气体物质，形成人为的天气变化，致使气流变化而达到排放化合物的扩散和稀释。
二、管理控制方案1、监管管理对于有大量颗粒物排放的行业和企业，在合法经营的前提下，要求其必须符合环保要求，监管管理部门进行定期检查和监督，及时进行控制要求和罚款。
颗粒污染物控制技术基础PPT课件
• 7）空气动力学当量直径da，用沉降法测定，为在空气中与颗粒 的沉降速度相等的单位密度（ρp=1g/cm3）的圆球的直径。
• 圆球度：用以表示颗粒形状与圆球形颗粒不一致的程度，等于 颗粒体积相等的圆球的表面积和颗粒的表面积之比，以фs表 示。
• 某些颗粒的圆球度
2019/12/5
3
• 5.1.2 粒径分布
• 4）个数频率密度：单位粒径间隔（1μm）的频率分布。
p d p
dF dd p
• 众径dd，指频度最大时所对应的粒径； • 中位粒径d50（NMD），指累积频率等于50％时对应的粒径。
2019/12/5
5
• 5.1.2.2 质量分布
• 1）质量频率
gi
mi mi
ni
d
fi
ni ni
N
fi 1
2019/12/5
4
• 2）个数筛下累积频率：小于第i间隔上限粒径的所有颗粒个数 与颗粒总个数之比（或百分比），即
i
N
i
Fi
ni /
ni
fi
N
FN
fi 1
• 3）个数筛上累积频率：大于第i间隔上限粒径的所有颗粒个数 与颗粒总个数之比（或百分比）。
第五章 颗粒污染物控制技术基础
• 5.1 颗粒的粒径及粒径分布 • 5.2 粉尘的物理性质 • 5.3 净化装置的性能 • 5.4 颗粒捕集理论基础
2019/12/5
1
5.1 颗粒的粒径及粒径分布
• 5.1.1 颗粒的粒径
• 粒径：颗粒的直径，用以表征颗粒大小的代表性尺寸 • 1）定向直径dF，也称Feret直径，为各颗粒在投影图中同一方向上 的最大投影长度； • 2）定向面积等分直径dM，也称Martin直径，为各颗粒在投影图中 按同一方向将投影面积二等分的线段长度； • 3）投影面积直径dA，也称Heywood直径，为与颗粒投影面积相等 的圆的直径，dA=(4A/π)1/2 • 上述直径是用显微镜法观测得到，一般dM < dA < dF
• 圆球度：用以表示颗粒形状与圆球形颗粒不一致的程度，等于 颗粒体积相等的圆球的表面积和颗粒的表面积之比，以фs表 示。
• 某些颗粒的圆球度
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3
• 5.1.2 粒径分布
• 4）个数频率密度：单位粒径间隔（1μm）的频率分布。
p d p
dF dd p
• 众径dd，指频度最大时所对应的粒径； • 中位粒径d50（NMD），指累积频率等于50％时对应的粒径。
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5
• 5.1.2.2 质量分布
• 1）质量频率
gi
mi mi
ni
d
fi
ni ni
N
fi 1
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4
• 2）个数筛下累积频率：小于第i间隔上限粒径的所有颗粒个数 与颗粒总个数之比（或百分比），即
i
N
i
Fi
ni /
ni
fi
N
FN
fi 1
• 3）个数筛上累积频率：大于第i间隔上限粒径的所有颗粒个数 与颗粒总个数之比（或百分比）。
第五章 颗粒污染物控制技术基础
• 5.1 颗粒的粒径及粒径分布 • 5.2 粉尘的物理性质 • 5.3 净化装置的性能 • 5.4 颗粒捕集理论基础
2019/12/5
1
5.1 颗粒的粒径及粒径分布
• 5.1.1 颗粒的粒径
• 粒径：颗粒的直径，用以表征颗粒大小的代表性尺寸 • 1）定向直径dF，也称Feret直径，为各颗粒在投影图中同一方向上 的最大投影长度； • 2）定向面积等分直径dM，也称Martin直径，为各颗粒在投影图中 按同一方向将投影面积二等分的线段长度； • 3）投影面积直径dA，也称Heywood直径，为与颗粒投影面积相等 的圆的直径，dA=(4A/π)1/2 • 上述直径是用显微镜法观测得到，一般dM < dA < dF
颗粒污染物的控制专题培训课件
)g
由此Stokes直径： d p
18us (s )g
空气动力学粒径： d p
18us 1000g
10
三、重力沉降室的设计
工作原理
进口
沉降室
出口
烟气在沉降室内的停留 时间有：
t L LWH v0 Q
设某一粒径dp的粒子的下沉速度us m/s，则该粒径的 沉淀到沉淀室底部的所需的时间和距离分别为：
0.296D
A/2 2A 3.33b （b=0.3D） 0.6D
1.7D
2.3D
0.43D
700（600） 500（420）
1100 （940）
1400 （1260）
890（700） 1450（1150）
XLT/A
XLT
A/ 2.5 2.5 A
3.85b
A/1.75 1.75A 4.9b
0.6D
0.58D
12
三、重力沉降室的设计
L
t
工作原理(从沉降距离上考虑)
v0
假设粒子在室内分布均匀，在t时间内，沉降速度
为us的粒子下沉的最大距离为：
hc
ust
usLusLWH
v0
Q
沉降室高度H
i 1.0 (hcH)
i H hcvu0sH LusQ LW (hcH)
13
三、重力沉降室的设计
100a (Qb )0.5 100b 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
v13030g2 p((1b/b D /)D 1.2)D0.201(m /s）
旋风除尘器
结构形式