第四章-顆粒污染物的去除

第四章顆粒污染物的去除

大氣污染控制工程第四章顆粒污染物的去除本章學(xué)習(xí)內(nèi)容：機(jī)械式除塵器濕式除塵器電除塵器過濾式除塵器除塵器的選擇

第一節(jié)機(jī)械式除塵器

機(jī)械式除塵器是指利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心力等）分離粉塵的除塵器，即重力沉降室、慣性除塵器、旋風(fēng)除塵器等。一、重力沉降室

重力沉降室是通過重力作用使顆粒污染物從氣體中沉降分離的一種除塵裝置。重力沉降室示意圖一、重力沉降室含塵氣流由管道進(jìn)入沉降室后，流速大大降低，大而重的塵粒在重力作用下沉降至底部。提高沉降室效率的主要途徑降低沉降室內(nèi)氣流速度增加沉降室長度降低沉降室高度多層沉降室:設(shè)置幾層水平隔板折流板式沉降室:加設(shè)一些垂直的擋板，利用氣流繞流的慣性作用一、重力沉降室重力沉降室的優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單,投資少壓力損失?。ㄒ话銥?0～100Pa）維修管理容易缺點體積大,效率低僅作為高效除塵器的預(yù)除塵裝置，除去較大和較重的粒子一、重力沉降室

慣性除塵器是使含塵氣流方向發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，借助塵粒本身的慣性作用使其與氣流分離的裝置。1慣性除塵器除塵機(jī)理

二、慣性除塵器2慣性除塵器結(jié)構(gòu)型式

慣性除塵器的結(jié)構(gòu)形式可分為碰撞式和回轉(zhuǎn)式兩類。碰撞式－氣流沖擊擋板捕集較粗粒子回轉(zhuǎn)式－改變氣流方向捕集較細(xì)粒子(a)單級碰撞式;(b)多級碰撞式;(c)百葉式;(d)回轉(zhuǎn)式二、慣性除塵器3慣性除塵器的應(yīng)用

慣性除塵器宜用于凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物性粉塵。由于其凈化效率不高，只能用于多級除塵中的第一級除塵，捕集10-20μm以上的粉塵，其壓力損失差別很大，一般為100-1000Pa。二、慣性除塵器三、旋風(fēng)除塵器1旋風(fēng)除塵器的基本原理

旋風(fēng)除塵器是使含塵氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，在離心力作用下使塵粒從氣流中分離捕集下來的裝置，是常用的除塵器。普通旋風(fēng)除塵器是由進(jìn)氣管、筒體、錐體和排氣管等組成三、旋風(fēng)除塵器普通旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流形式氣流沿外壁由上向下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動：外渦旋少量氣體沿徑向運(yùn)動到中心區(qū)域:上旋流旋轉(zhuǎn)氣流在錐體底部轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn)：內(nèi)渦旋氣流運(yùn)動包括切向、軸向和徑向：切向速度、軸向速度和徑向速度旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動三、旋風(fēng)除塵器切向速度決定氣流質(zhì)點離心力大小，顆粒在離心力作用下逐漸移向外壁到達(dá)外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗上渦旋－氣流從除塵器頂部向下高速旋轉(zhuǎn)時，一部分氣流帶著細(xì)小的塵粒沿筒壁旋轉(zhuǎn)向上，到達(dá)頂部后，再沿排出管外壁旋轉(zhuǎn)向下，最后從排出管排出三、旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流切向速度和壓力分布三、旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器的除塵效率及影響因素在旋風(fēng)除塵器內(nèi)，粒子的沉降主要取決于離心力FC和向心運(yùn)動氣流作用于塵粒上的阻力FD:(1)FC＞FD，粒子在離心力推動下移向外壁而被捕集；

(2)FC≤FD，粒子在向心氣流的帶動下進(jìn)入內(nèi)渦旋，最后由排出管排出；

(3)FC=FD，作用在塵粒上的外力之和等于零，粒子在交界面上不停地旋轉(zhuǎn)。三、旋風(fēng)除塵器

除塵效率為50%的粒徑即為除塵器的分割直徑，用dc表示。因為FC=FD，對于球形粒子，由斯托克斯定律得到：

dc愈小，說明除塵效率越高，性能愈好。三、旋風(fēng)除塵器

當(dāng)dc確定后，可以根據(jù)雷思-利希特模式計算其他粒子的分級效率：

三、旋風(fēng)除塵器對于給定的旋風(fēng)除塵器，隨氣體流量增加、顆粒密度增大、氣體粘度減?。ɑ驓怏w溫度降低）、旋風(fēng)除塵器尺寸D減小，分級效率升高。旋風(fēng)除塵器的除塵效率將隨進(jìn)口含塵濃度的增加而提高。旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)型式，對除塵器的除塵效率影響很大。例如出口管直徑d變小時，除塵效率提高；錐體適當(dāng)加長，有利于提高除塵效率。如果錐底和下部灰斗不嚴(yán)密，外部空氣漏入，會使落入灰斗的粉塵重新被帶走，造成除塵效率顯著下降。三、旋風(fēng)除塵器

3旋風(fēng)除塵器的壓力損失

旋風(fēng)除塵器壓力損失控制范圍一般為500-2000Pa。用壓力損失系數(shù)表示的旋風(fēng)除塵器壓力損失計算式為：

三、旋風(fēng)除塵器4旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)型式

旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)型式按氣流進(jìn)入方式不同，可分為：切向進(jìn)入式：直入式、蝸殼式軸向進(jìn)入式：逆流式、直流式

三、旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器的入口形式三、旋風(fēng)除塵器

并聯(lián)式旋風(fēng)除塵器:

當(dāng)處理氣量較大時，可將若干個小旋風(fēng)除塵器并聯(lián)起來使用。并聯(lián)除塵器的壓損約為單體的1.1倍，氣體量為各單體氣體量之和.

多管除塵器:

采用許多小型旋風(fēng)除塵器（稱為旋風(fēng)子）組合在一個殼體內(nèi)并聯(lián)使用的整體組合方式，布置更緊湊，外形尺寸?。惶幚須怏w量更大；能較有效地捕集5～10μm的粉塵；可用耐磨鑄鐵鑄成，因而允許處理含塵濃度較高的氣體。并聯(lián)式旋風(fēng)除塵器三、旋風(fēng)除塵器

5旋風(fēng)除塵器的設(shè)計收集設(shè)計資料（1）含塵氣體特性，成分、溫度、濕度、腐蝕性、流量等；（2）粉塵特性，濃度、成分、密度、粒徑分布、粘度、含水率、纖維性和爆炸性等；（3）防塵性能要求，除塵效率和壓力損失等；（4）粉塵回收利用的方式與價值；（5）各種除塵器的特征，除塵效率、壓力損失、價格、金屬耗量、運(yùn)行費(fèi)用及維修管理難易程度等；（6）其他資料，如水源、電源、通風(fēng)機(jī)、冷卻裝置、安裝現(xiàn)場及有關(guān)設(shè)備材料的供應(yīng)情況等。三、旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器的選型設(shè)計

計算法:

（1）由入口含塵濃度和出口含塵濃度（或排放標(biāo)準(zhǔn)）計算出要求達(dá)到的除塵效率η；（2）結(jié)合流體性質(zhì)及安裝場所等選定旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)型式；（3）根據(jù)所選除塵器的分級效率ηd和粉塵的顆粒粒徑分布，計算所選除塵器能夠達(dá)到的除塵效率ηT

，若ηT>η，說明設(shè)計滿足要求，否則應(yīng)選擇更高性能的旋風(fēng)除塵器或改變運(yùn)行參數(shù)。（4）計算運(yùn)行條件下的阻力損失ΔP。三、旋風(fēng)除塵器經(jīng)驗法:

（1）計算所要求的除塵效率η；（2）選定除塵器的結(jié)構(gòu)形式；（3）根據(jù)所選除塵器的η-vi

試驗曲線確定入口風(fēng)速vi；（4）根據(jù)處理氣量Q和入口風(fēng)速vi計算出所需除塵器的進(jìn)口面積A；（5）由旋風(fēng)除塵器的類型系數(shù)K=A/D2求出除塵器的筒體直徑D，然后便可從手冊中查到所需除塵器的型號規(guī)格。三、旋風(fēng)除塵器符號名稱

高效旋風(fēng)除塵器

普通旋風(fēng)除塵器

斯臺爾曼

斯威夫特

拉普爾斯威夫特D

筒體直徑1．01．01．01．0d

排氣管直徑0．50．40．50．5dx

卸灰口直徑0．3750．40．250．4l1

筒體長度1．51．42．01．75l2

錐體長度2．52．52．02．0l3

排氣管長度0．50．50．6250．6h

入口高度0．50．440．50．5b

入口寬度0．20．210．250．25切向入口旋風(fēng)除塵器標(biāo)準(zhǔn)尺寸比例旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)設(shè)計三、旋風(fēng)除塵器第二節(jié)濕式除塵器濕式除塵器是實現(xiàn)含塵氣體與液體的密切接觸，使顆粒污染物從氣體中分離捕集的裝置，能同時達(dá)到除塵和脫除部分氣態(tài)污染物的效果，還能用于氣體的降溫和加濕。濕式除塵器具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低和凈化效率高等優(yōu)點，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。適宜凈化非纖維性和非水硬性的各種粉塵，尤其是凈化高溫、易燃和易爆氣體。選用濕式除塵器時要特別注意管道和設(shè)備的腐蝕、污水和污泥的處理、煙氣抬升高度減小及冬季排氣產(chǎn)生冷凝水霧等問題。一、濕式除塵原理

濕式除塵機(jī)理

主要取決于慣性碰撞和攔截作用,布朗擴(kuò)散、熱泳和靜電的作用在一般情況下則是較為次要。二、濕式除塵器分類和性能高能和低能濕式除塵器低能濕式除塵器的壓力損失為0.25～1.5kPa，對10μm以上粉塵的凈化效率可達(dá)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(dá)99.5％以上根據(jù)濕式除塵器機(jī)制，可將其大致分為七類：①噴霧塔洗滌器；②旋風(fēng)洗滌器；③自激噴霧洗滌器；④泡沫洗滌器；⑤填料塔洗滌器；⑥文丘里洗滌器；⑦機(jī)械誘導(dǎo)噴霧洗滌器。

二、濕式除塵器分類和性能濕式氣體洗滌器的性能和操作范圍表

序號洗滌器型式對5μm塵粒的近似分級效率（%）壓力損失（Pa）液氣比（L/m3）1234567噴霧塔旋風(fēng)洗滌器自激噴霧泡沫板式填料床文丘里機(jī)械誘導(dǎo)噴霧80①87939799>99>99125～500250～4000500～4000250～2000②50～250③1250～9000400～10000.67～2.680.27～2.00.067～0.1340.4～0.671.07～2.670.27～1.34④0.53～0.67二、濕式除塵器分類和性能三、噴霧塔洗滌器氣液兩相逆向流動，在塔內(nèi)接觸，通過慣性碰撞、攔截、擴(kuò)散等作用，霧滴降顆粒物捕集。液體從塔頂經(jīng)霧化噴嘴噴出后，向塔底自由沉降；含塵氣體從塔底進(jìn)入，流向塔頂。噴霧塔洗滌器斯臺爾曼（Stairmand）研究了塵粒和水滴尺寸對噴霧塔除塵效率的影響。如圖4-9所示，在液氣比一定時，當(dāng)水滴直徑在0.5～1mm的范圍內(nèi)時，對各種尺寸的塵粒均有最高除塵效率。

在噴霧塔中的碰撞捕集效率三、噴霧塔洗滌器最佳液滴直徑噴霧塔的除塵效率取決于液滴直徑及其與氣流之間的相對運(yùn)動速度，在噴液量一定時，噴霧愈細(xì)，液滴的數(shù)量越大，靠攔截捕集塵粒的概率越大。但細(xì)液滴的沉降速度較小，則與氣體之間的相對運(yùn)動速度要比大液滴小，因而靠慣性碰撞捕集塵粒的概率隨液滴直徑的減小而減小。由于這兩種對立的機(jī)制，便存在一個最佳液滴直徑。

三、噴霧塔洗滌器

如果液滴再細(xì)一些，則要考慮液滴在塔中的降落時間及被氣流帶走的可能，這取決于液滴的沉降速度和空塔氣速v0。在實際中，v0值大致取為液滴沉降速度vSD的50%。這樣，液滴直徑為500μm時vSD為1.8m/s，則v0取0.9m/s較合適。嚴(yán)格控制噴霧液滴大小均勻，對提高除塵效率是很重要的。三、噴霧塔洗滌器優(yōu)點噴霧塔結(jié)構(gòu)簡單壓力損失?。?00pa）操作穩(wěn)定工程中一般主要用于廢氣的預(yù)處理嚴(yán)格控制噴霧的過程，保證液滴大小均勻，對有效的操作很有必要缺點除塵效率低對10μm的粉塵的除塵效率僅70%左右三、噴霧塔洗滌器四、旋風(fēng)洗滌器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(dǎo)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

旋風(fēng)水膜除塵器

旋風(fēng)洗滌器中的最佳液滴直徑已從理論上估算出為100μm左右，實際中采用的液滴直徑范圍為100～200μm。常采用螺旋型噴嘴、旋轉(zhuǎn)圓盤、噴濺型噴嘴及超聲噴嘴等來獲得這樣細(xì)的液滴。四、旋風(fēng)洗滌器

旋風(fēng)洗滌器適于凈化5μm以上的塵粒。在凈化亞微米范圍內(nèi)的粉塵時，常將它放在文丘里洗滌器之后，用于分離液滴。也用于吸收某些氣體，如：凈化含有SO2、SO3、H2S、NOx等有毒有害氣體，而麻石水膜除塵器則從材料上解決了除塵防腐的問題。四、旋風(fēng)洗滌器五、自激噴霧洗滌器

由具有一定動能的氣流直接沖擊到液體表面上以形成霧滴的洗滌器稱為“自激噴霧式”洗滌器。優(yōu)點：高含塵濃度時能維持高的氣流量，耗水量小。

水浴除塵器1.氣流入口；2.頂板；3.氣流出口；4.氣體通道；5.擋水板；6.溢流管五、自激噴霧洗滌器六、文丘里洗滌器

文丘里洗滌器的工作原理和結(jié)構(gòu)尺寸(1)文丘里洗滌器的工作原理

文丘里洗滌器除塵器系統(tǒng)的構(gòu)成文丘里洗滌器除霧器沉淀池加壓循環(huán)水泵除塵過程六、文丘里洗滌器霧化、凝聚和脫水三個過程含塵氣體由進(jìn)氣管進(jìn)入收縮管后流速增大，在喉管氣體流速達(dá)到最大值。在收縮管和喉管中氣液兩相之間的相對流速很大。從噴嘴碰出來的水滴，在高速氣流沖擊下霧化，塵粒充分被水濕潤。塵粒與水滴，或塵粒與塵粒之間發(fā)生激烈的凝聚。在漸擴(kuò)管中凝聚成較大的含塵水滴，更易于捕集。六、文丘里洗滌器(2)文氏管幾何尺寸的確定

文氏管幾何尺寸文氏管的進(jìn)口直徑D0，一般按與之相聯(lián)的管道直徑確定，進(jìn)口管道中流速一般為16-22m/s；六、文丘里洗滌器

文氏管出口管直徑D4，一般按出口管后面的除霧器要求的進(jìn)氣速度確定，除霧器入口氣速一般選18-22m/s。文氏管的喉管尺寸對效率和阻力的影響較大，喉管直徑按喉管內(nèi)氣流速度確定，一般取40-120m/s喉管的長度一般取直徑的0.8-1.5倍，或取200-350mm。擴(kuò)散管的擴(kuò)散角，一般取6°-8°，有人認(rèn)為以不超過6°為宜。六、文丘里洗滌器收集需處理的廢氣的有關(guān)資料，包括廢氣流量、廢氣溫度、廢氣密度、廢氣中粉塵的濃度、粉塵的密度、粒塵的粒徑分布等；當(dāng)?shù)卣畬υ撐廴驹聪逻_(dá)的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)。七、濕式除塵器的設(shè)計1濕式除塵器的設(shè)計步驟確定要達(dá)到的處理效率。根據(jù)廢氣和粉塵的特點、性質(zhì)及需要達(dá)到的處理效率，選取恰當(dāng)?shù)臐袷匠龎m設(shè)備。

計算各種粒徑的粉塵的分級效率，由此得到總?cè)コ剩⑴c要求的除塵效率比較，如達(dá)到要求，則繼續(xù)向下計算，如達(dá)不到要求，則重新選擇設(shè)備參數(shù)，再計算分級效率和總除塵效率，直至達(dá)到要求為止。計算設(shè)備的阻力降。計算設(shè)備的其它結(jié)構(gòu)參數(shù)。根據(jù)工程經(jīng)驗，選取設(shè)備的有關(guān)參數(shù)。七、濕式除塵器的設(shè)計

第三節(jié)電除塵器

電除塵器是利用靜電力實現(xiàn)粒子與氣流分離的一種除塵裝置。電除塵器的能耗小，壓力損失一般為200-500Pa，除塵效率高。最高可達(dá)99.99%。此外，處理氣體量大，可以用于高溫、高壓的場合，能連續(xù)運(yùn)行，并可完全實現(xiàn)自動控制。電除塵器的主要缺點是初投資高，要求制造、安裝和管理的技術(shù)水平較高。

粉塵荷電粉塵沉降集塵極表面清灰1-電暈極；2-電子；3-離子；4-塵粒；5-集塵極；6-供電裝置；7-電暈區(qū)電除塵器的除塵過程示意圖

一、電除塵的工作原理二、電暈放電1電暈放電機(jī)理“電子雪崩”

電壓達(dá)到一定大小時，放電電極附近具有相當(dāng)高的電場強(qiáng)度，氣體所含固有的少量電子被加速到足夠的速度并具有足夠的能量，當(dāng)與中性氣體分子碰撞時，將中性分子中的電子碰出，從而使中性分子又電離出正離子和自由電子，如此多次反復(fù)，放電電極周圍聚集大量自由電子和氣體離子。這一過程稱為“電子雪崩”。二、電暈放電

“電暈現(xiàn)象”氣體分子離子化的過程又產(chǎn)生大量電子電暈現(xiàn)象－在“電子雪崩”過程中，伴隨著光的閃射，且時常發(fā)出響聲，這一現(xiàn)象稱為“電暈現(xiàn)象”。形成負(fù)離子對維持穩(wěn)定的負(fù)電暈是很重要的。對負(fù)電暈來說，電負(fù)性氣體的存在是維持電暈放電的重要條件。在空氣或多數(shù)工業(yè)廢氣中，存在著數(shù)量足夠多的電負(fù)性氣體，如O2、Cl2、CCl4、HF、SO2、SF6等氣體都是電負(fù)性氣體。二、電暈放電2起始電暈電壓起始電暈場強(qiáng)系指開始發(fā)生電暈放電處的電場強(qiáng)度,此時兩極間所加的電壓稱為起始電暈電壓。管式電除塵器的電場

距離r處的電場強(qiáng)度為：起始電暈所需電場強(qiáng)度的經(jīng)驗公式:二、電暈放電

氣體組成的影響

溫度和壓力的影響

3影響電暈特性的因素不同氣體對電子的親合力、遷移率不同氣體溫度和壓力的不同影響電子平均自由程和加速電子及能產(chǎn)生碰撞電離所需要的電壓,力升高和溫度降低時氣體密度增大，因此起始電暈電壓增高。二、電暈放電兩種機(jī)理電場荷電或碰撞荷電－離子在靜電力作用下做定向運(yùn)動，與粒子碰撞而使粒子荷電擴(kuò)散荷電－離子的擴(kuò)散現(xiàn)象而導(dǎo)致的粒子荷電過程；依賴于離子的熱能，而不是依賴于電場

粒子的主要荷電過程取決于粒徑大于0.5m的微粒，以電場荷電為主小于0.15m的微粒，以擴(kuò)散荷電為主介于之間的粒子，需要同時考慮這兩種過程。三、粒子荷電三、粒子荷電粒子荷電電荷累積粒子場強(qiáng)增加沒有負(fù)離子能夠到達(dá)粒子表面，電荷飽和1電場荷電粒子附近的電場粒子的飽和荷電量

粒徑是影響粒子荷電量的主要因素。一般電場荷電所需要的時間小于0.1s。這個時間相當(dāng)于氣流在電除塵器內(nèi)流動10～20cm所需時間。因此，可認(rèn)為粒子進(jìn)入電除塵器后立刻達(dá)到了飽和電荷。三、粒子荷電2擴(kuò)散荷電與電場電荷過程相反，不存在擴(kuò)散荷電的最大極限值（根據(jù)分子運(yùn)動理論，不存在離子動能上限）

荷電量取決于離子熱運(yùn)動的動能、粒子大小和荷電時間

懷特（White）利用動力學(xué)原理推導(dǎo)出擴(kuò)散荷電的理論方程：三、粒子荷電3電場荷電和擴(kuò)散荷電的綜合作用

處于中間范圍（0.15～0.5μm）的粒子，簡單地將電場荷電和擴(kuò)散荷電的電荷相加，可近似地表示兩種過程綜合作用時的荷電量

三、粒子荷電四、粒子的捕集1粒子驅(qū)進(jìn)速度

電除塵器中的荷電粒子在庫侖力和空氣阻力平衡時所達(dá)到的終末電力沉降速度，即粒子驅(qū)進(jìn)速度：

對于較大粒子，粒子荷電量可以近似地按電場荷電的飽和值確定，對于0.2μm以下粒子，可近似按擴(kuò)散荷電方程計算。但需用肯寧漢修正系數(shù)加以修正。2分級除塵效率方程在dt時間內(nèi)于dx空間捕集的粒子質(zhì)量為：

vdt=dx，

四、粒子的捕集捕集效率方程式推導(dǎo)示意圖考慮到，即理論分級捕集效率方程（即多依奇方程）：

多依奇方程概括地描述了分級捕集效率與集塵板面積、氣體流量和粒子驅(qū)進(jìn)速度之間的關(guān)系，指明了提高電除塵器效率的途徑，因而被廣泛應(yīng)用在電除塵器的性能分析和設(shè)計中。四、粒子的捕集3影響捕集效率的因素

有效驅(qū)進(jìn)速度

將某種結(jié)構(gòu)型式的電除塵器在一定運(yùn)行條件下捕集某類粉塵達(dá)到的總捕集效率值，代入多依奇方程中反算出相應(yīng)的驅(qū)進(jìn)速度，稱為有效驅(qū)進(jìn)速度:

有效驅(qū)進(jìn)速度值的大小，取決于粉塵種類、粒徑分布、電場風(fēng)速、電除塵器的結(jié)構(gòu)型式、振打清灰方式、供電方式等因素。四、粒子的捕集

各種工業(yè)粉塵的有效驅(qū)進(jìn)速度粉塵種類驅(qū)進(jìn)速度（m/s）粉塵種類驅(qū)進(jìn)速度（m/s）煤粉（飛灰）0.10～0.14沖天爐（鐵焦比=10）0.03～0.04紙漿及選紙0.08水泥生產(chǎn)（干法）0.06～0.07平爐0.06水泥生產(chǎn)（濕法）0.10～0.11酸霧（H2SO4）0.06～0.08多層床式焙燒爐0.08酸霧（TiO2）0.06～0.08紅磷0.03飄懸焙燒爐0.08石膏0.16～0.20催化劑粉塵0.08二級高爐（80%生鐵）0.125四、粒子的捕集粉塵比電阻

。

如果比電阻過低，放電很快,當(dāng)帶負(fù)電的粉塵到達(dá)集塵極后立即因靜電感應(yīng)獲得與集塵極同極性的正電荷。正電荷形成的斥力會使沉積的粉塵又重返氣流。如果比電阻過高，到達(dá)集塵極的粉塵放電很慢，殘留著部分電荷排斥后來的粉塵，且會在粉塵層和極板之間造成電壓降，引起粉塵層空隙中的氣體被電離，發(fā)生“反電暈”放電電除塵器運(yùn)行最適宜的范圍為104-2×1010Ω·cm

四、粒子的捕集粉塵比電阻對除塵器伏安特性的影響四、粒子的捕集粉塵比電阻對有效驅(qū)進(jìn)速度的影響粉塵比電阻對場強(qiáng)分布的影響

四、粒子的捕集五、電除塵器的類型和結(jié)構(gòu)1電除塵器的分類按集塵極型式不同分：管式和板式電除塵器按氣流流動方向分：臥式和立式電除塵器按電極在電除塵器內(nèi)的布置分：單區(qū)式和雙區(qū)式電除塵器按清灰方式分：干式和濕式電除塵器2電除塵器的結(jié)構(gòu)(1).電暈電極和集塵極(2).清灰裝置(3).氣流分布板(4).高壓供電設(shè)備五、電除塵器的類型和結(jié)構(gòu)(1)電暈電極和集塵極

電暈電極是電除塵器中使氣體產(chǎn)生電暈放電的電極，主要包括電暈線、電暈框架、電暈框懸吊架、懸吊桿和支持絕緣套管等。

電暈線的形式五、電除塵器的類型和結(jié)構(gòu)電暈線固定方式重錘懸吊式管框繃線式五、電除塵器的類型和結(jié)構(gòu)

集塵極振打時粉塵的二次揚(yáng)起少單位集塵面積消耗金屬量低極板高度較大時，應(yīng)有一定的剛性，不易變形振打時易于清灰，造價低五、電除塵器的類型和結(jié)構(gòu)(2).清灰裝置主要方式有：機(jī)械振打、電磁振打、刮板清灰、水膜清灰等。濕式電除塵器的清灰干式電除塵器的清灰五、電除塵器的類型和結(jié)構(gòu)

(a)水膜清灰(b)撓臂錘振打電極框架的機(jī)械清灰(c)刮板式清灰五、電除塵器的類型和結(jié)構(gòu)

最常見的氣流分布板有

百葉窗式、多孔板、分布格子、槽形鋼式和欄桿型分布板。對氣流分布的具體要求是任何一點的流速不得超過該斷面平均流速的40%在任何一個測定斷面上，85%以上測點的流速與平均流速不得相差25%。(3).氣流分布板五、電除塵器的類型和結(jié)構(gòu)(4).高壓供電設(shè)備高壓供電設(shè)備提供粒子荷電和捕集所需要的高場強(qiáng)和電暈電流供電設(shè)備必須十分穩(wěn)定，希望工作壽命在二十年之上通常高壓供電設(shè)備的輸出峰值電壓為70～l000kV，電流為100～2000mA增加供電機(jī)組的數(shù)目，減少每個機(jī)組供電的電暈線數(shù)，能改善電除塵器性能，但投資增加，必須考慮效率和投資兩方面因素五、電除塵器的類型和結(jié)構(gòu)六、電除塵器的設(shè)計和選型收集有關(guān)資料除通用資料外,還有:(1)粉塵的比電阻及其隨運(yùn)行條件的變化情況；(2)電除塵器殼體承受壓力；(3)電除塵器的風(fēng)載、雪載以及地震載荷：(4)安裝除塵器處的海拔高度；(5)車間、現(xiàn)場平面圖。確定粉塵的有效驅(qū)進(jìn)速度確定所要求的除塵效率和集塵極板面積電除塵器選型驗算電場風(fēng)速(0.7-1.3m/s)

第四節(jié)過濾式除塵器

過濾式除塵器是使含塵氣流通過多孔過濾材料將粉塵分離捕集的裝置。過濾式除塵器分為采用濾布的表面式過濾器，采用纖維、硅砂等的內(nèi)部式過濾器。采用濾紙或纖維作濾料的空氣過濾器，主要用于通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)工程的進(jìn)氣凈化；采用濾布作濾料的袋式除塵器，主要用于工業(yè)廢氣的除塵；采用硅砂等作濾料的顆粒層除塵器，可用于高溫?zé)煔獬龎m。空氣過濾器濾紙或玻璃纖維顆粒層除塵器砂、礫、焦炭等顆粒物袋式除塵器纖維織物

第四節(jié)過濾式除塵器一、袋式除塵器的除塵機(jī)理1袋式除塵器的濾塵機(jī)理除塵過程:

含塵氣流從下部孔板進(jìn)入圓筒形濾袋內(nèi)，氣流通過濾布的孔隙時，粉塵被濾布阻留下來，透過濾布的氣流由排出口排出。沉積于濾布上的粉塵層，在機(jī)械振動的作用下從濾布表面脫落下來，落入灰斗中。

機(jī)械振動袋式除塵器

濾塵機(jī)制:

包括篩分、慣性碰撞、攔截、擴(kuò)散和靜電吸引。篩分作用是袋式除塵器的主要濾塵機(jī)制之一。一、袋式除塵器的除塵機(jī)理濾布的濾塵過程

2袋式除塵器的除塵效率濾料的結(jié)構(gòu)織布的濾塵作用，主要靠濾料上形成的粉塵層，而濾布則更多地起著形成粉塵層和支撐骨架的作用。袋式除塵器在進(jìn)行清灰時，不應(yīng)將濾布上的粉塵全部除掉，應(yīng)保留一層粉塵（粉塵初層），以保證濾布在清灰后仍有較高的除塵效率。

一、袋式除塵器的除塵機(jī)理

(2)粉塵粒徑從袋式除塵器的分級效率曲線可以看出，對于粒徑為0.2-0.4μm的粉塵，在不同狀況下的過濾效率皆最低。此外，還可看出，清潔濾料的濾塵效率最低，積塵后升高，清灰后有所下降。濾料在不同狀況下的分級效率1—積塵后的濾料；2—振打后的濾料；3—清潔濾料一、袋式除塵器的除塵機(jī)理

(3)粉塵層厚度濾布表面粉塵層的厚度，一般用粉塵負(fù)荷m表示，它代表每平方米濾布上沉積的粉塵質(zhì)量（kg/m2）。粉塵層厚度對不同結(jié)構(gòu)的濾料的影響是不同的，只是在使用機(jī)織布濾料的條件下，對濾塵效率的影響才顯著。對于針刺氈濾料，這一影響則較小，對表面過濾材料則幾乎沒有影響。

一、袋式除塵器的除塵機(jī)理(4)過濾速度

過濾速度是一個重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。一般來講，除塵效率隨過濾速度增加而下降，過濾速度的選取還與濾料種類和清灰方式有關(guān)一、袋式除塵器的除塵機(jī)理(5)清灰方式的影響

清灰方式不同，清灰時逸散粉塵量不同，清灰后殘留粉塵量也不同,對除塵效果有重要影響。

(6)除塵效率計算公式丹尼斯（Dennis）和克萊姆(Klemm)提出了計算袋式除塵器的效率公式：一、袋式除塵器的除塵機(jī)理3袋式除塵器的壓力損失

壓力損失：重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，不僅決定著能量消耗，而且決定著除塵效率和清灰間隔時間等。袋式除塵器的壓力損失可表達(dá)成如下形式：除塵器結(jié)構(gòu)的壓力損失系指氣流通過除塵器入口、出口和其他構(gòu)件的壓力損失，通常為200-500Pa。一、袋式除塵器的除塵機(jī)理

過濾層的壓力損失可表示成清潔濾料的壓力損失與濾料上沉積的粉塵層的壓力損失之和，即對于給定的濾料和操作條件，濾料的壓力損失基本上是一個常數(shù)。清潔濾料的壓損較小，一般為50~200Pa。通過袋式除塵器的壓力損失主要由決定粉塵層的壓力損失要占袋式除塵器總壓力損失的絕大部分，通常達(dá)500~2000Pa。一、袋式除塵器的除塵機(jī)理二、袋式除塵器的濾料按照結(jié)構(gòu)的不同可將濾料分成機(jī)織布、針刺氈和表面過濾材料等

機(jī)織布（編織物）針刺氈－工藝簡單；致密，除塵效率高；容塵量小，易于清灰表面過濾材料:指包括微細(xì)塵粒在內(nèi)的粉塵幾乎全部阻留在其表面而不能透入其內(nèi)部的濾料。

袋式除塵器的濾料濾料名稱直徑/μm耐溫性能/K吸水率/％耐酸性耐堿性強(qiáng)度長期最高棉織物（植物短纖維）10～20348～3583688很差稍好1蠶絲（動物長纖維）18353～36337316～22

羊毛（動物短纖維）5～15353～36337310～15稍好很差0.4尼龍

348～3583684.0～4.5稍好好2.5奧綸

398～4084236好差1.6滌綸（聚脂）

4134336.5好差1.6玻璃纖維（硅酮樹脂處理）5～8523

4.0好差1芳香族聚酰胺（諾梅克斯）

4935334.5～5.0差好2.5聚四氟乙烯

493～523

0很好很好2.5

二、袋式除塵器的濾料三、袋式除塵器的結(jié)構(gòu)型式1．按清灰方式分類

機(jī)械振動式利用手動、電動或氣動的機(jī)械裝置使濾袋產(chǎn)生振動而清灰

逆氣流清灰利用與過濾氣流相反的氣流，使濾袋形狀變化，粉塵層受撓曲力和屈曲力的作用而脫落

脈沖噴吹清灰將壓縮空氣在短暫的時間（不超過0.2s）內(nèi)高速吹入濾袋，同時誘導(dǎo)數(shù)倍于噴射氣流的空氣，造成袋內(nèi)較高的壓力峰值和較高的壓力上升速度，使袋壁獲得很高的向外加速度，從而清落粉塵。

機(jī)械振動袋式除塵器的過濾風(fēng)速一般取1.0～2.0m/min，壓力損失為800～1200Pa機(jī)械振動式三、袋式除塵器的結(jié)構(gòu)型式(a)垂直方式;(b)水平方式;(c)扭轉(zhuǎn)方式優(yōu)點是工作性能穩(wěn)定，清灰效果較好缺點是濾袋常受機(jī)械力作用，損壞較快，濾袋檢修與更換工作量大清潔氣體出口灰斗濾袋清潔氣體一側(cè)含塵氣體入口固定孔板典型機(jī)械振動式布袋除塵器機(jī)械振動式三、袋式除塵器的結(jié)構(gòu)型式逆氣流清灰

過濾風(fēng)速一般為0.5～2.0m/min，壓力損失控制范圍1000～1500Pa除塵器結(jié)構(gòu)簡單，清灰效果好，濾袋磨損少，特別適用于粉塵粘性小、玻璃纖維濾袋的情況三、袋式除塵器的結(jié)構(gòu)型式逆氣流清灰方式（a）過濾；（b）反吹；（c）沉降三、袋式除塵器的結(jié)構(gòu)型式

脈沖噴吹清灰

必須選擇適當(dāng)壓力的壓縮空氣和適當(dāng)?shù)拿}沖持續(xù)時間（通常為0.1一0.2s）每清灰一次，叫做一個脈沖，全部濾袋完成一個清灰循環(huán)的時間稱為脈沖周期，通常為60s脈沖噴吹清灰實現(xiàn)了全自動清灰，凈化效率達(dá)99％；過濾負(fù)荷較高，濾袋磨損輕，運(yùn)行安全可靠三、袋式除塵器的結(jié)構(gòu)型式脈沖噴吹清灰袋式除塵器三、袋式除塵器的結(jié)構(gòu)型式2．按濾袋形狀分類（1）圓袋：袋式除塵器多采用圓筒形濾袋，通常直徑為120-300mm，袋長為2-12m。圓袋受力較好，袋籠及連接簡單，易獲得較好的清灰效果。（2）扁袋：扁袋有板形、菱形、楔形、橢圓形、人字形等多種形狀。特點是均為外濾式，內(nèi)部都有相應(yīng)的骨架支撐。扁袋布置緊湊，在體積相同時，可布置較多的過濾面積，一般能增加20%-40%。三、袋式除塵器的結(jié)構(gòu)型式3．按過濾方向分類（1）外濾式氣體由濾袋外側(cè)穿過濾料流入濾袋的內(nèi)側(cè)，粉塵被阻留在濾袋的外表面。外濾式濾袋內(nèi)需設(shè)支撐骨架。脈沖噴吹類和高壓反吹類多為外濾式。（2）內(nèi)濾式含塵氣體由袋口進(jìn)入濾袋的內(nèi)，然后穿過濾袋流向外側(cè)，粉塵被阻留在濾袋的內(nèi)表面。內(nèi)濾式多用于圓袋。機(jī)械振動、逆氣流反吹等清灰方式多用內(nèi)濾式。外濾式內(nèi)濾式三、袋式除塵器的結(jié)構(gòu)型式四、袋式除塵器的設(shè)計1袋式除塵器的選型(1)收集有關(guān)資料(2)初步確定袋式除塵器的基本型式主要包括除塵器類型、濾料及濾袋形狀、過濾及清灰方式等的選擇及確定。(3)計算過濾面積根據(jù)處理風(fēng)量及過濾風(fēng)速（參照產(chǎn)品樣本），按式（4-33）計算過濾面積。(4)袋式除塵器型號規(guī)格的確定過濾面積確定后，根據(jù)風(fēng)量和過濾面積可選定袋式除塵器的型號規(guī)格。

2袋式除塵器結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)無法采用定型產(chǎn)品，必須自行設(shè)計時，可按下述步驟進(jìn)行。

(1)根據(jù)處理氣體流量，計算總過濾面積。過濾風(fēng)速應(yīng)根據(jù)含塵濃度、粉塵特性、濾料種類及清灰方式進(jìn)行確定。一般可采用以下數(shù)據(jù)：手動清灰：0.20～0.75m/min；機(jī)械振動清灰:1～2m/min；逆氣流反吹清灰:1～3m/min；脈沖噴吹清灰:2～4m/min。四、袋式除塵器的設(shè)計

(2)確定濾袋尺寸，包括濾袋直徑d和濾袋長度l

濾袋直徑一般為100～300mm。直徑小，易堵灰；直徑大，有效空間利用率低。袋長多為2～

10m。脈沖噴吹式袋長較小，回轉(zhuǎn)反吹風(fēng)