濕式除塵器的結(jié)構原理

關于濕式除塵器的結(jié)構原理第1頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五第三節(jié)濕式除塵器使含塵氣體與液體

（一般為水）密切接觸，利用水滴和塵粒的慣性碰撞及其它作用捕集塵?；蚴沽皆龃蟮难b置

可以有效地除去直徑為0.1～20μm的液態(tài)或固態(tài)粒子，亦能脫除氣態(tài)污染物

高能和低能濕式除塵器低能濕式除塵器的壓力損失為0.2～1.5kPa，對10μm以上粉塵的凈化效率可達90％～95%高能濕式除塵器的壓力損失為2.5～9.0kPa，凈化效率可達99.5％以上第2頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五濕式除塵器旋風洗滌器

重力噴霧洗滌器第3頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五濕式除塵器沖擊式文丘里洗滌器第4頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五濕式除塵器根據(jù)濕式除塵器的凈化機理，大致分為重力噴霧洗滌器旋風洗滌器自激噴霧洗滌器板式洗滌器填料洗滌器文丘里洗滌器機械誘導噴霧洗滌器

低能第5頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五濕式除塵器主要濕式除塵裝置的性能和操作范圍裝置名稱氣體流速/m?s-1液氣比/l?m-3壓力損失/Pa分割直徑/μm噴淋塔0.1～22～3100～5003.0填料塔0.5～12～31000～25001.0旋風洗滌器15～450.5～1.51200～15001.0轉(zhuǎn)筒洗滌器（300～750r/min）0.7～2500～15000.2沖擊式洗滌器10～2010～500～1500.2文丘里洗滌器60～900.3～1.53000～80000.1第6頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五濕式除塵器的優(yōu)點

在耗用相同能耗時，比干式機械除塵器高。高能耗濕式除塵器清除0.1m以下粉塵粒子，仍有很高效率可與靜電除塵器和布袋除塵器相比，而且還可適用于它們不能勝任的條件，如能夠處理高溫，高濕氣流，高比電阻粉塵，及易燃易爆的含塵氣體在去除粉塵粒子的同時，還可去除氣體中的水蒸氣及某些氣態(tài)污染物。既起除塵作用，又起到冷卻、凈化的作用第7頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五濕式除塵器的缺點

排出的污水污泥需要處理，澄清的洗滌水應重復回用;

凈化含有腐蝕性的氣態(tài)污染物時，洗滌水具有一定程度的腐蝕性，因此要特別注意設備和管道腐蝕問題;不適用于凈化含有憎水性和水硬性粉塵的氣體;寒冷地區(qū)使用濕式除塵器，容易結(jié)凍，應采取防凍措施。第8頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五二、濕式除塵器的除塵機理

1、慣性碰撞參數(shù)與除塵效率

簡化模型含塵氣體與液滴相遇，在液滴前xd處開始繞過液滴流動，慣性較大的塵粒繼續(xù)保持原來的直線運動。塵粒從脫離流線到慣性運動結(jié)束時所移動的直線距離為粒子的停止距離xs，若xs大于xd；塵粒和液滴就會發(fā)生碰撞xsxd第9頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五1、慣性碰撞參數(shù)與除塵效率定義慣性碰撞參數(shù)NI：停止距離xs與液滴直徑dD的比值對斯托克斯粒子(<5μm時,要坎寧漢修正)up：粒子運動速度uD：液滴運動速度dD：液滴直徑

22第10頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五1、慣性碰撞參數(shù)與除塵效率除塵效率：NI值越大，粒子慣性越大，則ηII越高對于勢流和粘性流，ηII=f(NI)有理論解，一般情況下，JohnStone等人的研究結(jié)果

K—關聯(lián)系數(shù)，其值取決于設備幾何結(jié)構和系統(tǒng)操作條件L—液氣比，L/1000m3

第11頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五2、接觸功率與除塵效率

根據(jù)接觸功率理論得到的經(jīng)驗公式，能夠較好地關聯(lián)濕式除塵器壓力損失和除塵效率之間的關系接觸功率理論：假定洗滌器除塵效率僅是系統(tǒng)總能耗的函數(shù)，與洗滌器除塵機理無關第12頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五接觸功率與除塵效率

總能耗Et:氣流通過洗滌器時的能量損失EG+霧化噴淋液體過程中的能量消耗EL

ΔPG:氣體壓力損失，Pa

PL:液體入口壓力，PaQL,QG:液體和氣體流量，m3/s第13頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五接觸功率與除塵效率除塵效率其中，傳質(zhì)單元數(shù)－除塵器的特性參數(shù)（見下頁）

第14頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五接觸功率與除塵效率

粉塵和塵源類型1L－D轉(zhuǎn)爐粉塵4.4500.46632滑石粉3.6260.35063磷酸霧2.3240.63124化鐵爐粉塵2.2550.62105煉鋼平爐粉塵2.0000.56886滑石粉2.0000.65667從硅鋼爐升華的粉塵1.2260.45008鼓風爐粉塵0.9550.89109石灰窯粉塵3.5671.052910從黃銅熔爐排出的氧化鋅2.1800.531711從石灰窯排出的堿2.2001.229512硫酸銅氣溶膠1.3501.067913肥皂生產(chǎn)排出的霧1.1691.414614從吹氧平爐升華的粉塵0.8801.619015沒有吹氧的平爐粉塵0.7951.5940除塵器的特性參數(shù)第15頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五3、分割粒徑與除塵效率分割粒徑法：基于分割粒徑能全面表示從氣流中分離粒子的難易程度和洗滌器的性能多數(shù)慣性分離裝置的分級通過率可以表示為da:粒子的空氣動力學直徑Ae，Be:均為常數(shù)對填充塔和篩板塔，Be=2；離心式洗滌器，Be=0.67；文丘里洗滌器（當NI=0.5～5），Be=2第16頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五分割粒徑與除塵效率通過率與分割粒徑的關系（dac/da50)Be和Beln(σg)

Be=2時和(dac/da50)、σg5-23第17頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五分割粒徑與除塵效率分割直徑與壓力降的關系（分割－功率關系）壓力降dac第18頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五三、噴霧塔洗滌器

假定所有液滴具有相同直徑液滴進入洗滌器后立刻以終末速度沉降液滴在斷面上分布均勻、無聚結(jié)現(xiàn)象含塵氣體清潔氣體循環(huán)水含塵水第19頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五噴霧塔洗滌器

則立式逆流噴霧塔靠慣性碰撞捕集粉塵的效率可以用下式預估ut

一液滴的終末沉降速度，m/sVg－空塔斷面氣速，m/sz－氣液接觸的總塔高度，md－單個液滴的碰撞效率第20頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五噴霧塔洗滌器單液滴捕集效率ηd可用下式表示對于Stokes粒子，紊流過渡區(qū)，

牛頓區(qū)，

225－805－825－83第21頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五錯流式中，垂直方向氣速=0，,所以噴霧塔洗滌器錯流式噴霧塔第22頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五噴霧塔洗滌器噴霧塔結(jié)構簡單、壓力損失小，操作穩(wěn)定，經(jīng)常與高效洗滌器聯(lián)用捕集粒徑較大的粉塵嚴格控制噴霧的過程，保證液滴大小均勻，對有效的操作是很有必要第23頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五四、旋風洗滌器干式旋風分離器內(nèi)部以環(huán)形方式安裝一排噴嘴，就構成一種最簡單的旋風洗滌器噴霧作用發(fā)生在外渦旋區(qū)，并捕集塵粒，攜帶塵粒的液滴被甩向旋風洗滌器的濕壁上，然后沿壁面沉落到器底在出口處通常需要安裝除霧器第24頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五旋風水膜除塵器

cycloneirrigatedscrubber噴霧沿切向噴向筒壁，使壁面形成一層很薄的不斷下流的水膜含塵氣流由筒體下部導入，旋轉(zhuǎn)上升，靠離心力甩向壁面的粉塵為水膜所粘附，沿壁面流下排走

第25頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五旋風洗滌器旋風洗滌器的壓力損失范圍一般為0.5～1.5kPa，可以下式進行估算

－旋風洗滌器的壓力損失，pa－噴霧系統(tǒng)關閉時的壓力損失，Pa－液滴密度，kg/m3－液滴初始平均速度，m/s第26頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五旋風洗滌器離心洗滌器凈化dp<5μm的塵粒仍然有效耗水量L/G=0.5～1.5L/m3適用于處理煙氣量大，含塵濃度高的場合可單獨使用，也可安裝在文丘里洗滌器之后作脫水器由于氣流的旋轉(zhuǎn)運動，使其帶水現(xiàn)象減弱可采用比噴霧塔更細的噴嘴第27頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五五、文丘里洗滌器除塵器系統(tǒng)的構成文丘里洗滌器除霧器沉淀池加壓循環(huán)水泵除塵過程文丘里除塵器：

收縮管，

喉管，

擴散管就其斷面形狀圓形文丘里除塵器矩形文丘里除塵器第28頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五文丘里洗滌器除塵過程

含塵氣體由進氣管進入收縮管后，流速逐漸增大，氣流的壓力能逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽茉诤砉苋肟谔?，氣速達到最大，一般為50～180m/s洗滌液

（一般為水）通過沿喉管周邊均勻分布的噴嘴進入，液滴被高速氣流霧化和加速充分的霧化是實現(xiàn)高效除塵的基本條件

第29頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五文丘里洗滌器除塵過程－液體進入文丘里管及霧化情況：第30頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五文丘里洗滌器氣速、顆粒與液滴相對速度和捕集效率第31頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五文丘里洗滌器通常假定微細塵粒以氣流相同的速度進入喉管洗滌液滴的軸向初速度為零，由于氣流曳力在喉管部分被逐漸加速。在液滴加速過程中，由于液滴與粒子之間慣性碰撞，實現(xiàn)微細塵粒的捕集碰撞捕集效率隨相對速度增加而增加，因此氣流入口速度必須較高

第32頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五文丘里洗滌器幾何尺寸進氣管直徑D1按與之相聯(lián)管道直徑確定收縮管的收縮角α1常取23o～25o喉管直徑DT按喉管氣速vT確定，其截面積與進口管截面積之比的典型值為1：4vT的選擇要考慮到粉塵、氣體和洗滌液的物理化學性質(zhì)、對洗滌器效率和阻力的要求等因素D2L112ConvergingsectionthroatDivergingsectionDTD1L2L0第33頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五文丘里洗滌器幾何尺寸（續(xù)）擴散管的擴散角α2一般為5o～7o出口管的直徑Dz按與其相聯(lián)的除霧器要求的氣速確定

D2L112ConvergingsectionthroatDivergingsectionDTD1L2L0第34頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五文丘里洗滌器壓力損失高速氣流的動能要用于霧化和加速液滴，因而壓力損失大于其它濕式和干式除塵器卡爾弗特等人基于氣流損失的能量全部用于在喉管內(nèi)加速液滴的假定，發(fā)展了計算文丘里洗滌器壓力損失的數(shù)學模式第35頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五文丘里洗滌器壓力損失（續(xù)）卡爾弗壓力損失模式：基于喉管內(nèi)氣流方向上dx段的力平衡令x=0處（液體注入點）液滴在x方向的速度為零，積分得動量定理第36頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五文丘里洗滌器壓力損失（續(xù)）整個喉管內(nèi)的壓力損失假定：1.在喉管內(nèi)氣流速度為常數(shù)；2.氣體流動為不可壓縮的絕熱過程；3.在任何斷面上液氣比不變；4.液滴直徑為常數(shù)；5.液滴周圍壓力是對稱的，因而可以忽略根據(jù)作用在液滴上的慣性力與阻力的平衡g第37頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五文丘里洗滌器壓力損失（續(xù)）對于球形液滴因為，所以積分條件：x=0,uD=0；x=L,uD=uDL=vT=Vg第38頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五文丘里洗滌器壓力損失（續(xù)）積分得或根據(jù)由多種型式文丘里洗滌器得到的實驗數(shù)據(jù)間的關系，海斯凱茨（Hesketh）提出了如下方程式單位cmH2OPa第39頁，共45頁，2022年，5月20日，10點18分，星期五文丘里洗滌器液滴平均直徑的估算拔山一彭澤的經(jīng)驗公式估算液滴體積