第5章 湿式除尘
5《大气污染控制工程》教案-第五章.
第五章颗粒物燃物控制技术基础为了深入理解各种除尘器的除尘机理和性能，正确设计、选择和应用各种除尘器，必须了解粉尘的物理性质和除尘器性能的表示方法及粉尘性质和除尘器性能之间的关系。
第一节粉尘的粒径及粒径分布一、颗粒的粒径粉尘颗粒大小不同，其物理、化学特性不同，对人和环境的危害亦不同，而且对除尘装置的性能影响很大，所以颗粒的大小是粉尘的基本特性之一。
若颗粒是大小均匀的球体，则可用其直径作为颗粒大小的代表性尺寸。
但实际上，不仅颗粒的大小不同，而且形状也各种各样。
所以需要按一定的方法确定一个表示颗粒大小的代表性尺寸，作为颗粒的直径，简称为粒径。
下面介绍几种常用的粒径定义方法。
（1）用显微镜法．．．．观测颗粒时，采用如下几种粒径表示方法：①定向直径d F，也称菲雷待(Feret)直径；为各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度，如图5—1(a)所示。
②定向面积等分直径d M，也称马丁(Martin)直径，为各颗粒在投影图上按同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度，如图5—1(b)所示。
③投影面积直径d A，也称黑乌德(Heywood)直径，为与颗粒投影面积相等的圆的直径，如图5一l(c)所示。
若颗粒投影面积为A，则d A＝(4A／π)1/2。
根据黑乌德测定分析表明，同一颗粒的d F＞d A＞d M。
（2）用筛分法．．．测定时可得到筛分直径，为颗粒能够通过的最小方孔的宽度。
（3）用光散射法．．．．测定时可得到等体积直径d V，为与颗粒体积相等的球的直径。
若颗粒体积为V,则d V＝(6V ／π)1/3。
（4）用沉降法．．．测定时，一殷采用如下两种定义：①斯托克斯(stokes)直径d S，为在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的球的直径。
②空气动力学当量直径da，为在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度（ρp=1g/cm3）的球的直径。
斯托克斯直径和空气动力学当量直径是除尘技术中应用最多的两种直径，原因在于它们与颗粒在流体中的动力学行为密切相关。
湿式电除尘器
湿式电除尘器(WESP)原理湿式电除尘器是在克服喷水除尘器和静电除尘器弊端的基础上发展起来的，它的工作原理与普通的除尘器一样，主要涉及了悬浮粒子荷电、带电粒子在电场里迁移和捕集，以及将捕集物从集尘器表面清除这三个基本过程。
该过程大致为：通过进气口和气流分布系统将含尘煤气输送到除尘器电场中，而水则在喷嘴的作用下呈雾状喷入，其中喷嘴同时配置在进气口和电场的上方。
在除尘器的入口部分，含尘煤气中的粉尘会与水雾相碰撞，并以颗粒的形式落入到灰斗中。
在电场区中，荷电水滴由于其电性在电场力的作用下会被集尘极捕获落在集尘极板上，而煤气中的粉尘在被荷电的水滴润湿后也会带上电性，故其也会落在集尘极板上，而在集尘极捕获到足够多的水滴后则会在集尘极板上形成水膜，故被捕获的粉尘先通过水膜的流动流入灰斗中，然后再通过灰斗排入沉淀池中。
如图1所示湿式电除尘过程，金属放电极在直流高电压的作用下，将其周围气体电离，粉尘在电场中荷电并在电场力的作用下向集尘极运动，当运动到集尘极表面时。
随液体膜流下而被除去。
因此，WESP运行的三个阶段与干式ESP相同——荷电、收集和清灰。
然而，与振打清灰不同的是，WESP采用的是液体冲洗集尘极表面来进行清灰。
图1 湿式电除尘器示意图3 湿式电除尘工艺简介 3.1 湿式电除尘器WESP从结构上可分为两种基本型式，即管式和板式(如图2)。
其中管式WESP只有垂直方向烟气流(上升流或下降流)，而板式WESP 设计既可以采用水平烟气流也可采用垂直烟气流。
总的来说，管式WESP比板式WESP效率更高且由于外形简单而占用更少的空间，成为湿式电除尘技术研究应用的趋势。
图2 湿式电除尘器两种基本结构型式两种WESP的其它不同点在于：(1) 对于给定的除尘效率，电极长度相同的前提下，管式WESP所允许的烟气流速是板式WESP的两倍；(2) 对于给定的除尘效率，管式WESP的局部干燥区比板式WESP要小。
管式WESP既可设计为垂直向上烟气流也可设计为垂直向下烟气流。
湿式除尘器工作原理
湿式除尘器工作原理湿式除尘器是一种常用的空气污染控制设备，它主要用于去除工业生产过程中产生的颗粒物温和态污染物。
本文将详细介绍湿式除尘器的工作原理及其主要组成部份。
一、工作原理湿式除尘器的工作原理基于液体喷雾和颗粒物的湿润、冲击、冲刷和重力沉降等作用。
其主要过程如下：1. 预处理：进入湿式除尘器前，气体首先经过预处理系统，去除粗颗粒物和大颗粒物，以保护湿式除尘器的正常运行。
2. 进气口：气体进入湿式除尘器后，通过进气口均匀地分布到除尘器的喷雾区域。
3. 喷雾系统：湿式除尘器内设有喷雾系统，通过喷嘴将水或者其他液体喷洒到气流中，形成弱小的水滴。
4. 冲击和湿润：气流中的颗粒物与喷雾中的水滴发生冲击和湿润作用，使颗粒物与水滴结合成为较大的颗粒。
5. 冲刷和沉降：由于湿润后的颗粒物较重，会因重力作用而下沉到湿式除尘器的底部，形成废水。
6. 出口：经过湿式除尘器处理后的气体，通过出口排出，其中颗粒物的浓度大大降低。
二、主要组成部份湿式除尘器主要由以下几个组成部份构成：1. 进气口：用于引导进入湿式除尘器的气体，通常位于除尘器的顶部。
2. 喷雾系统：包括喷嘴、水泵和液体供应系统等，用于将水或者其他液体喷洒到气流中。
3. 冲击板：位于喷雾区域上方，用于增加颗粒物与水滴的冲击和湿润效果。
4. 底部水槽：用于采集废水和沉降的颗粒物，通常需要定期清理。
5. 出口：用于排出经过处理后的气体。
三、优点和应用领域湿式除尘器具有以下优点：1. 高效除尘：湿式除尘器能够有效去除细小颗粒物温和态污染物，使气体排放达到国家标准。
2. 适合范围广：湿式除尘器适合于各种行业和工艺中产生的颗粒物温和态污染物的控制。
3. 低能耗：相比其他除尘设备，湿式除尘器的能耗较低，可降低运行成本。
4. 废水处理：湿式除尘器产生的废水可进行处理和回收利用，减少环境污染。
湿式除尘器广泛应用于电力、冶金、化工、建材、矿山等行业，用于控制烟尘、粉尘、烟气中的酸性气体和有害气体等污染物。
湿式除尘器
湿式除尘器简介wetdustcollector生产的湿式除尘器是把水浴和喷淋两种形式合二为一。
先是利用高压离心风机的吸力，把含尘气体压到装有肯定高度水的水槽中，水浴会把一部分灰尘吸附在水中。
经均布分流后，气体从下往上流动，而高压喷头则由上向下喷洒水雾，捕集剩余部分的尘粒。
其过滤效率可达85%以上。
湿式除尘器可以有效地将直径为0.1—20微米的液态或固态粒子从气流中除去，同时，也能脱除部分气态污染物。
它具有结构简单、占地面积小、操作及维护和修理便利和净化效率高等优点，能够处理高温、高湿的气流，将着火、爆炸的可能减至低。
但采纳湿式除尘器时要特别注意设备和管道腐蚀及污水和污泥的处理等问题。
湿式除尘过程也不利于副产品的回收。
假如设备安装在室内，还必需考虑设备在冬天可能冻结的问题。
再则，要是去除微细颗粒的效率也较高，则需使液相更好的分散，但能耗增大。
该除尘器对粒径小于5μm粉尘的除尘效率高，使用寿命长达5～8年。
除尘器结构紧凑，占用空间小，耗水量小，每秒处理5～7立方米含尘气流的占地面积约为4平方米，耗水约1吨/小时。
特点缺点湿式除尘器制造成本相对较低。
但对于化工、喷漆、喷釉、颜料等行业产生的带有水份、粘性和刺激性气味的灰尘是理想的除尘方式。
由于不仅可除去灰尘，还可利用水除去一部分异味,假如是有害性气体（如少量的二氧化硫、盐酸雾等），可在洗涤液中配制汲取剂汲取。
缺点:⑴从湿式除尘器中排出的泥浆要进行处理，否则会造成二次污染；⑵当净化有侵蚀性气体时，化学侵蚀性转移到水中，因此污水系统要用防腐材料保护；⑶不合用于疏水性烟尘；对于粘性烟尘轻易使管道、叶片等发生堵塞；|⑷与干式除尘器比拟需要消耗水，并且处理难题，在酷寒地区应采纳防冻措施。
在工程上使用的湿式除尘器形式很多。
总体上可分为低能和高能两类。
低能湿式除尘器的压力损失为0.2—1.5kPa，包括喷雾塔和旋风洗涤器等，在一般运行条件下的耗水量（液气比）为0.5—3.0升每立方米，对10微米以上颗粒的净化效率可达到90%—95%，东莞天明环保节能工程曾经就利用这一特点所研发的湿式除尘器09年就获得新老客户的爱好，净化率达到98%。
第5章 沉降室和惯性除尘 (2)
N p,L N p,0 us L 1 exp ( ) v0 H
1 exp (
us LW ) Q
湍流式重力沉降室
湍流模式2－完全混合模式，即沉降室内未捕集颗粒完全 混合
单位时间排出：ni v0HW （ n i 为除尘器内粒子浓度，均一） 单位时间捕集： ni us HW 总分级效率
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
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
冲击式惯性除尘装置 a单级型 b多级型
反转式惯性除尘装置 a 弯管型 b 百叶窗型 c 多层隔板型
第5章 除尘装置
1. 2. 3. 4. 5.
机械除尘器 电除尘器 湿式除尘器 过滤式除尘器 除尘器的选择与发展
掌握各类除尘器的工作原理、结构及性能 能够进行简单除尘器的选择和设计 了解目前除尘器的研究和发展情况
除尘装置
从气体中除去或收集固态或液态粒子的设备称为除尘装置
湿式除尘装置 干式除尘装置
＝ ＋ n u W L1 u LH / v i i s s 0 0
湍流式重力沉降室
三种模式的分级效率均可用 对Stokes颗粒，分级效率与dp成正比
(
u s L 1/ 2 ) v 0 H 归一化
重力沉降室
重力沉降室的优点 结构简单 投资少 压力损失小（一般为50-100Pa） 维修管理容易 缺点 体积大 效率低 仅作为高效除尘器的预除尘装置，除去较大和较重的 粒子
湿式除尘器 湿式除尘器的类型
湿式除尘器: 湿式除尘器的类型湿式除尘器，是利用水膜或油膜将含尘气体中的尘粒捕集下来，达到净化气体的效果。
与干式除尘器相比，湿式除尘器的净化效率更高，对于高浓度、超细粒、易给人体健康带来影响的颗粒物质净化效果尤为显著，因此在工业生产中得到了广泛的应用。
湿式除尘器按照其工作原理和结构形式的不同，可以分为如下类型：1. 喷雾除尘器喷雾除尘器又称为喷淋除尘器，主要是利用喷雾液方向改变和颗粒的分离来完成除尘过程。
喷雾除尘器适用于粉尘较大、粒径较粗的颗粒物质净化，如煤、矿粉、铁锈等。
喷雾除尘器的结构比较简单，适用范围较广，但由于其喷雾效果与气体速度和流量、液滴质量等多个因素有关，因此需要严格的喷淋参数控制，才能得到较高的净化效率。
2. 湿式电除尘器湿式电除尘器主要是利用电场作用和湿化效应，在高速气体冲刷下完成除尘过程。
湿式电除尘器广泛应用于钢铁、电力、冶金、化工等大型企业的鼓风机、排气机、工业炉、烟囱等设备的排放气体净化。
因为湿式电除尘器具有除尘效率高、洁净性好、低压降、阻力小、易于维护等优点，所以得到了广泛应用。
3. 离心式除尘器离心式除尘器是一种以离心力作用为主的除尘设备，它通过利用气流的旋转作用将粉尘从气流中分离出来，达到净化的效果。
离心式除尘器可以分为单级离心式除尘器和多级离心式除尘器两种类型。
单级离心式除尘器适用于处理颗粒粒径较大、颗粒浓度较低的气体，而多级离心式除尘器则可以适用于高浓度、大型颗粒物质的净化，如水泥工业炉排放气体、锅炉烟气净化等。
4. 管式湿式除尘器管式湿式除尘器主要是将含尘气体通入一个具有旋转管壁的装置中，通过旋转装置的作用将气体中的粉尘颗粒与水膜接触，达到净化效果。
管式湿式除尘器适用于高浓度、飘散性强、易形成顺风扩散现象的颗粒物质净化。
综上所述，湿式除尘器具有除尘效率高、净化效果好、易于维护等优点，在工业生产中得到了广泛的应用。
但是由于湿式除尘器涉及到水的使用、处理、回收等问题，因此需要在使用中加强管控，提高水的利用率和循环利用率，以最大限度地减少水资源浪费和环境污染。
湿式电除尘器的结构图和工作原理
湿式电除尘器的结构图和工作原理湿式电除尘器是一种重要的环保设备，用于处理工业生产过程中产生的粉尘和颗粒物。
它采用静电除尘和湿式除尘相结合的方法，能够有效地去除颗粒物和有害气体，降低污染物排放的浓度，保护环境和人们的健康。
本文将详细介绍湿式电除尘器的结构图和工作原理。
结构图湿式电除尘器主要由以下组成部分组成：1.气体进口：污染气体通过进口进入除尘器内部，被吸入除尘器内部进行净化处理。
2.喷水装置：喷水装置负责向除尘器中喷洒清水，以湿润收集电极，保证静电效果的同时，还能有效改善整个系统的除尘效率。
3.格子电极：格子电极是湿式电除尘器的核心部分，由许多串相同的电极叠加而成，这些电极之间间距很小，保证气体可以通过，又能保持必要的电场强度。
4.密封设备：除尘器中的所有元器件都是非常精密的，为了保证整个系统的稳定效果和使用寿命，必须压实密封设备，保证系统密封性良好。
5.出口设备：净化后的气体通过出口设备排放出去，进一步降低环境污染。
工作原理湿式电除尘器的工作原理可以分为四个阶段：1.静电分离：污染气体进入除尘装置后，通过预处理，在电场的作用下，大颗粒物会被剥离出来，其他颗粒物继续前行。
2.喷淋和湿润：污染气体进入湿式电除尘器后，通过喷淋装置喷水，使得气体的温度降低，同时湿润地表面和吸附层，增加粒子对水的吸附，进一步推动粒子向下运动和生成更大的粒子。
3.填料收集：在灰化处实现之前，粒子会被收集在填料上面，随着时间的累积，粒子在填料上逐渐堆积成团。
4.除尘物料处理：收集到过多的除尘物料需经过处理。
一般可以通过集中排放的方法实现。
综上所述，湿式电除尘器既有静电除尘的特点，又有湿式除尘的优势，能够有效降低颗粒物和有害气体的浓度，是一种环保和经济性较高的治理设备。
湿式除尘器原理、性能特点、使用范围及分类
（2）旋风洗涤除尘器
旋风洗涤除尘器含尘气体人口气速约 为15~45m/s，气流压力损失约为500~750 Pa，除尘效率一般可达90％~95％。
旋风洗涤除尘器适用于净化大于5μm 的粉尘。常用的旋风洗涤除尘器有立式旋 风水膜除尘器、卧式旋风水膜除尘器和中 心喷雾旋风除尘器。
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切接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞及其他作 用捕集颗粒，达到除尘的目的。 气体与水接触有如下过程：
尘粒与预先分散的水膜或雾状液相接触；含 尘气体冲击水层产生鼓泡形成细小水滴或水膜； 较大的粒子在与水滴碰撞时被捕集，捕集效率 取决于粒子的惯性及扩散程度。
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（4）湿式除尘器的除尘原理
①立式旋风水膜除尘器
立式旋风水膜除尘器除尘过程： 立式旋风水膜除尘器的除尘过程是含
尘气体从简体下部进风口沿切线方向进入 后旋转上升，使尘粒受到离心力作用被抛 向简体内壁，同时被沿简体内壁向下流动 的水膜所黏附捕集，并从下部锥体排出除 尘器。
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①立式旋风水膜除尘器
③中心喷雾旋风除尘器
如左图所示，含尘 气流由除尘器下部以切 线方向进入，水通过轴 向安装的多头喷嘴喷入， 尘粒在离心力的作用下 被甩向器壁，水由喷雾 多孔管喷出后形成水雾， 利用水滴与尘粒的碰撞 作用和器壁水膜对尘粒 的黏附作用而除去尘粒。
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③中心喷雾旋风除尘器
容易受酸碱性气体腐蚀，管道设备必须防 腐；要消耗一定量的水，粉尘回收困难，污水 和污泥要进行处理；使烟气抬升高度减小，冬 季烟筒会产生冷凝水；在寒冷地区要考虑设备 的防冻保温等。
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湿式除尘器的工作原理
湿式除尘器的工作原理
湿式除尘器是一种常用的空气处理设备，其工作原理是利用水喷淋和湿化作用将空气中的颗粒物捕捉和降低排放。
工作原理如下：
1. 准备工作：
在湿式除尘器中，需要准备一定的水量和水压。
水量取决于颗粒物的浓度和处理量，水压需要能够形成合适的喷淋和湿化效果。
2. 预处理：
进入湿式除尘器前，将空气预处理，去除大颗粒物和粗颗粒物，以防止对湿式除尘器设备造成损坏。
3. 喷淋：
在湿式除尘器中设置喷淋设备，将准备好的水通过喷嘴雾化成细小水滴，形成一个水雾空间。
4. 颗粒物捕捉：
空气中的颗粒物进入湿式除尘器后，与水雾发生碰撞和萃取作用。
颗粒物表面会被水滴附着，并被湿化，形成湿集尘。
较小的颗粒物也会在湿集尘的影响下自由降落到除尘器的底部。
5. 残余物处理：
湿集尘会由除尘器的底部排出，通常通过排水管道排放到污水处理系统中进行后续处理。
这些残余物中可能还有一些小颗粒物，因此需要进行污水处理以实现水的再利用。
总的来说，湿式除尘器通过水的喷淋和湿化作用将空气中的颗粒物捕捉，并实现降低颗粒物排放浓度的效果。
它适用于处理高浓度和细小颗粒物的空气，常见于煤矿、钢铁、化工等行业的废气处理中。
湿式除尘器分析
f d 3V p
18
Vp0——相对速度，即尘粒相对于液滴的速度；
二、湿式除尘器的除尘机理
NI V p0 d p
2 p
18d D
V p 0 VD V p
NI
Vp0 dD
dD——液滴直径。
碰撞数的影响因素： ①Vp0：Vp0增大，Ni增大，则效率增大。 ②dD：dD增大，Ni减小，则效率减小。
（b）离心洗涤器；
（c）冲击水浴除尘器；
（d）泡沫除尘器（板式塔）
（e）填料塔
（f）文丘里洗涤器
主要湿式除尘装置的性能和操作范围
气体流速 /m∙s-1 0.1～2 0.5～1 15～45 （300～ 750r/min） 10～20 60～90 液气比 /l ∙ m-3 2～ 3 2～ 3 0.5～1.5 0.7～2 10～50 0.3～1.5 压力损失 /Pa 100～500 1000～2500 1200～1500 500～1500 0～150 3000～8000 分割直径 /μm 3.0 1.0 1.0 0.2 0.2 0.1
3QL HT 1 - exp 2Q D G L
优点：结构简单、压力损失小(一般小于 0.25kPa)、操作稳定方便 缺点：净化效率低，耗水量及占地面积大。 它一般不用作单独除尘。该除尘器通常与高效除 尘器联用 ，可起预净化、降温和加湿作用。
严格控制喷雾的过程，保证液滴大小均匀，对有
自激式洗涤器
自激式洗涤器是将具有一定动能的含尘
气流直接冲击液面以形成雾滴，使尘粒从气 流中分离，达到除尘的目的。
两种常见的自激式洗涤器
1）.冲击水浴洗涤器 2）.冲激式洗涤器
1）.冲击水浴洗涤器 含尘气流以8~12m/s的 速度经喷头高速喷出，冲 击水面并急剧地改变流向， 粗尘粒靠惯性与水碰撞而 被捕获；接着气流以细流 方式穿过水层，激发出大 量泡沫和水花，细小的尘 粒在上部空间和水滴碰撞 后，由于凝聚、增重而被 捕集。