第四章 通風(fēng)排氣中粉塵的凈化

第4章

通風(fēng)排氣中粉塵的凈化1本章內(nèi)容提要

§1粉塵的特性

§2除塵器效率和除塵機(jī)理

§3重力沉降室和慣性除塵器

§4旋風(fēng)除塵器

§5過(guò)濾式除塵器

§6濕式除塵器

§7電除塵器

§8除塵器的選擇2本章重點(diǎn)粉塵的粒徑分布除塵器的效率計(jì)算各種除塵器的機(jī)理除塵器的選擇3第一節(jié)粉塵的特性重點(diǎn)及難點(diǎn)：粉塵的粒徑分布4一.粉塵密度粉塵的真密度（ρp）：每單位體積（不包括塵粒間內(nèi)閉孔體積）粉塵顆粒材料所具有的質(zhì)量，即密實(shí)狀態(tài)下的單位體積粉塵的質(zhì)量。粉塵的容積密度或稱堆積密度（ρb）：自然狀態(tài)下堆積起來(lái)的粉塵在顆粒之間及顆粒內(nèi)部充滿空隙，我們把松散狀態(tài)下單位體積粉塵的質(zhì)量稱為粉塵的容積密度。二者之間滿足以下關(guān)系：5表幾種工業(yè)粉塵的密度粉塵名稱真密度（g/cm3）容積密度（g/cm3）鍋爐煤粉2.151.2電爐粉塵4.50.6~1.5水泥生料粉2.790.29硅酸鹽水泥3.121.5炭黑1.850.04煙灰2.151.2煉鋼平爐灰51.366二.粉塵的粘附性塵粒附著在固體表面上，或塵?；ハ喔街默F(xiàn)象。是粉塵與粉塵之間、粉塵與器壁之間的力的表現(xiàn)，包括分子力、毛細(xì)力和靜電力。影響因素有塵粒形狀、大小、濕度、荷電性及外界的溫濕度、塵粒運(yùn)動(dòng)分子力、電磁場(chǎng)等。試驗(yàn)表明，粉塵的粘附力與顆粒粒徑成反比，當(dāng)粉塵中含有60%~70%小于10μm的粉塵時(shí)，其粘性將會(huì)大大增加。7粉塵爆炸下限（g/m3）鋁粉10鎂粉20酚醛樹脂25玉米粉40硫磺33咖啡83表部分粉塵的爆炸下限三.爆炸性當(dāng)某些粉塵在空氣達(dá)到一定濃度時(shí)，在有火源的情況下會(huì)引起爆炸。如煤塵、麻塵。（爆炸最低濃度為爆炸下限，最高濃度為爆炸上限），許多工業(yè)粉塵的爆炸極限在20-60g/m3。8四.比表面積單位質(zhì)量(或體積)粉塵具有的總表面積。cm2/g比表面積與粒徑成反比，粒徑越小，比表面積越大。比表面積增大，強(qiáng)化了表面活性。粉塵的比表面積對(duì)粉塵的濕潤(rùn)、凝聚、附著以及燃燒和爆炸等性質(zhì)都有明顯的影響。9五.荷電性與比電阻荷電性：粉塵在產(chǎn)生和運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，由于相互碰撞、摩擦、放射線照射及接觸帶電體等原因而帶上一定電荷的性質(zhì)。隨溫度升高、粉塵表面積加大及含水率減小而增大。比電阻（Rb）：表示粉塵的導(dǎo)電性，電流通過(guò)邊長(zhǎng)為１cm的粉塵立方體時(shí)的電阻值。比電阻對(duì)電除塵器運(yùn)行有很大影響，最適宜范圍104～5×1010Ω·cm。圓板電極法測(cè)定粉塵比電阻10六.濕潤(rùn)性和水硬性濕潤(rùn)性：塵粒與液體相互附著或附著難易程度的性質(zhì)。取決于粉塵的成分、粒徑、生成條件、溫度、壓力、表面粗糙度及荷電性等因素有關(guān)。根據(jù)被水濕潤(rùn)性程度分：親水性粉塵：易被水濕潤(rùn)。如鍋爐灰、金屬礦石粉塵。疏水性粉塵：不易被水濕潤(rùn)。如焦油煙氣粉塵、石墨。衡量濕潤(rùn)性指標(biāo):

濕潤(rùn)接觸角(θ)。11水硬性：粉塵與水接觸后，發(fā)生粘結(jié)變硬的現(xiàn)象。

注：小于１μm的塵粒很難被水濕潤(rùn)，因?yàn)槲⑿m粒和水滴在空氣中均存在環(huán)繞氣膜現(xiàn)象，必須沖破氣膜才能接觸凝結(jié)，通常采用大水滴捕集微小塵粒。θ液滴θθ<60°,為親水性；θ>90°,為疏水性。12七.含水率W是指粉塵中所含水分的質(zhì)量與粉塵總質(zhì)量的比值，即水分包括：顆粒表面的、細(xì)孔中的自由水分以及內(nèi)部的結(jié)合水。粉塵的含水率的大小，會(huì)影響到粉塵的其他物理性質(zhì)，如導(dǎo)電性、粘附性、流動(dòng)性等，在設(shè)計(jì)除塵裝置時(shí)必須加以考慮。13八.堆積角與滑動(dòng)角（自然）堆積角：粉塵通過(guò)小孔連續(xù)落到水平面上，堆積成圓錐體的錐底角，一般35~40°，也叫休止角、安息角、安置角等

?；瑒?dòng)角：將粉塵放在光滑的平板上，使該板傾斜到粉塵開始滑動(dòng)時(shí)的角度，一般為40~55°。粉塵名稱安息角/(°)滑動(dòng)角/(°)水泥3540~45焦炭3550無(wú)煙煤粉3037~45石灰石30~3540~45粘土4050表幾種粉塵的安息角和滑動(dòng)角14九.粉塵的粒徑及粒徑分布通風(fēng)除塵中常用的斯托克斯粒徑：在同一種流體中，與塵粒密度相同且具有相同沉降速度的球體直徑。粒徑分布或粒徑頻率分布：指某種顆粒物中，各種粒徑的顆粒物個(gè)數(shù)（或質(zhì)量或表面積）所占的比例，也稱分散度。其中質(zhì)量分布更能反映不同粒徑粉塵對(duì)人體和除塵器性能的影響。粉塵的分散度高，表示小粒徑粉塵占的比例大；其高低與塵源情況和附近氣流的流動(dòng)情況有關(guān)。粒徑分布的表示方法：列表法、圖示法和函數(shù)法。函數(shù)法：運(yùn)用概率論或近似函數(shù)的方法找出f(dc)數(shù)學(xué)表達(dá)式，有正態(tài)分布函數(shù)、對(duì)數(shù)正態(tài)分布函數(shù)等。15粉塵粒徑的相對(duì)頻率分布曲線消除因粒徑間隔△dc的取法不同所造成的曲線形狀的差異

粉塵的粒徑頻率分布直方圖

顆粒物的分布函數(shù)：對(duì)應(yīng)區(qū)間的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)：16粒徑小于和等于dci的塵粒所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（即累計(jì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）：在整個(gè)粒徑分布范圍內(nèi)的累計(jì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)：17粒徑范圍粒徑間隔

該粒徑間隔的算術(shù)平均粒徑

該粒徑間隔的粒子所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（%）

從開始的累計(jì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)

（%）

0～55～1010～1515～2020～3030～4040～5050～60＞60555510101010—2.57.512.517.525354555—19.520.515.010.012.07.54.52.58.519.540.055.065.077.084.589.091.510018上式中f(dc)就是粉塵粒徑分布函數(shù)。它的分布也可用正態(tài)分布函數(shù)來(lái)表示，即：在這種情況下，算術(shù)平均粒徑即為累計(jì)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為50%時(shí)的粒徑，稱之為中位徑，以dcp

或d50

表示。1920實(shí)際上符合正態(tài)分布的粉塵是很少的，大多數(shù)粉塵的粒徑分布是偏態(tài)的，研究表明，如果用對(duì)數(shù)粒徑代替原先的粒徑，粒徑的相對(duì)頻率分布用對(duì)數(shù)增量而不是用算術(shù)增量分組，就可把它轉(zhuǎn)化成近似正態(tài)分布的對(duì)稱曲線，這條曲線稱為對(duì)數(shù)正態(tài)分布曲線。212223例題某除塵器前氣流中取樣，測(cè)得氣流中顆粒物的累計(jì)粒徑分布如下：粒徑dc（μm）2.03.05.07.01025Ф(dc)/%21040709299.9求顆粒物的中位徑dcj及幾何標(biāo)準(zhǔn)偏差σj。24第二節(jié)除塵器效率和除塵機(jī)理重點(diǎn)及難點(diǎn)：除塵器的效率的概念全效率和分級(jí)效率的計(jì)算25一.除塵器的主要性能指標(biāo)1、除塵效率全效率(η)：除塵器捕集的粉塵量占進(jìn)入除塵器粉塵量的百分比。

η=(G3/G1)

×100%=(G1-G2)/G1

×100%

由于現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法直接測(cè)進(jìn)入的粉塵量，只能測(cè)進(jìn)出口氣流中的含塵濃度和相應(yīng)的風(fēng)量，有：

η=(L1y1-L2y2)/L1y1×100%

其中：η——除塵器效率%；

G1——進(jìn)入除塵器的粉塵量g/s；

G2——除塵器排出的粉塵量g/s；

G3——除塵器捕集的粉塵量g/s；

L1、L2——除塵器入進(jìn)、出口風(fēng)量m3/s；

y1、y2——除塵器入進(jìn)、出口濃度，g/m3。26分級(jí)效率η

(dc)：除塵器對(duì)某一粒徑dc或粒徑范圍Δdc內(nèi)粉塵的除塵效率。27如果被捕集下來(lái)的粉塵的粒徑分布為f3(dc)，則被捕集的粉塵量為：28根據(jù)測(cè)定，某除塵器進(jìn)、出口含塵濃度分別為y1=10g/m3、y2=1.65g/m3。進(jìn)口、出口和除下粉塵的粒徑分布如下表所示。計(jì)算該除塵器的分級(jí)效率。29某除塵器的分級(jí)效率可見，只給出除塵器的全效率對(duì)工程設(shè)計(jì)是沒意義的，必須同時(shí)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)顆粒物的真密度和粒徑分布或該除塵器的應(yīng)用場(chǎng)合。30在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)某除塵器進(jìn)行測(cè)定，測(cè)得數(shù)據(jù)如下：除塵器進(jìn)口含塵濃度為3200mg/m3，出口含塵濃度為480mg/m3。除塵器進(jìn)口和出口管道內(nèi)粉塵的粒徑分布如下表所示，求該除塵器的全效率和分級(jí)效率。例題0~55~1010~2020~40>40除塵器前2010152035除塵器后78147.40.6031全效率(η)與分級(jí)效率η

(dc)之間的關(guān)系換言之，在整個(gè)粒徑分布范圍內(nèi)，兩者關(guān)系也可以表述為：32教材第72頁(yè)例4-1已知某除塵器的分級(jí)效率和進(jìn)口處粉塵粒徑分布如下表，計(jì)算該除塵器的全效率。粒徑dc0~55~1010~2020~40>40f1(dc)⊿dc/%102532249η(dc)/%6486.492.897.49933多級(jí)除塵為提高除塵效率，常把兩個(gè)除塵器串聯(lián)使用總除塵效率為：

η=η1+η2

(1-η1

)=1-(1-η1

)(1-η2

)34除塵系統(tǒng)中若有效率分別為η1

η2…ηn的除塵器聯(lián)合運(yùn)行時(shí)，除塵系統(tǒng)總效率η為：

η=1-(1-η1

)(1-η2)…(1-ηn)35例題有一兩級(jí)除塵系統(tǒng)，系統(tǒng)風(fēng)量為2.22m3/s，工藝設(shè)備產(chǎn)塵量為22.2g/s，除塵器的除塵效率分別為80%和95%，計(jì)算該系統(tǒng)的總效率和排空濃度?？傂蕿椋撼龎m器的進(jìn)風(fēng)含塵濃度：y1=22.2/2.22=10g/m3得出排空濃度為：y2=0.1g/m336那么，兩個(gè)型號(hào)相同的效率為η的除塵器串聯(lián)運(yùn)行時(shí)，總除塵效率為多少？由于他們處理粉塵的粒徑不同，一級(jí)和二級(jí)的全效率η1和

η2是不同的。372.壓力損失是指除塵器進(jìn)、出口處氣流的全壓絕對(duì)值之差，表示流體流經(jīng)除塵器所耗的機(jī)械能。一般用下式計(jì)算：38二.常用除塵機(jī)理重力：氣流中的塵?？梢钥恐亓ψ匀怀两?，從氣流中分離出來(lái)。由于塵粒的沉降速度較小故多用于粗大塵粒。離心力：含塵氣流圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于慣性離心力的作用，塵粒于氣流會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而分離出來(lái)。用于10μm以上的塵粒。39慣性碰撞：含塵氣流在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中遇到物體阻擋（擋板、纖維、水滴等）時(shí)，氣流要進(jìn)行繞流，細(xì)小的塵粒隨之一起流動(dòng)，粗大塵粒由于慣性而被捕集。是過(guò)濾式、濕式和慣性除塵器的主要除塵機(jī)理。接觸阻留：細(xì)小塵粒隨氣流緊靠物體（纖維、水滴）表面流動(dòng)時(shí)，有些塵粒因與物體發(fā)生接觸而被阻留的現(xiàn)象。粗大塵粒被阻留為篩濾作用。40擴(kuò)散：小于1μm的微小粒子在氣體分子的撞擊下，象氣體分子一樣做布朗運(yùn)動(dòng)，如果與物體表面接觸阻留，就會(huì)從氣流中分離出來(lái)。該機(jī)理對(duì)于小于0.3μm的塵粒很重要。靜電力：懸浮在氣流中的塵粒都帶有一定的電荷，可通過(guò)靜電力使之分離出來(lái)。自然狀態(tài)下塵粒帶電量很小，必須設(shè)置高壓使之充分荷電。凝聚：通過(guò)超聲波、蒸汽凝結(jié)、加濕等凝聚作用使微小塵粒增大，再使用其他方法去除。41除塵機(jī)理示范42三.除塵器分類：按氣體中除去或收集固態(tài)或液態(tài)粒子分：濕式除塵裝置和干式除塵裝置。按分離原理分類：機(jī)械除塵器：主要依靠機(jī)械力（重力、慣性力、離心力）把粉塵從含塵氣流中分離出來(lái)的。有：重力塵降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器等。過(guò)濾式除塵器：利用纖維或多孔填料的過(guò)濾作用除塵。有：袋式除塵器、顆粒層除塵器等。電除塵器：利用高壓電場(chǎng)使塵粒荷電，在靜電力（庫(kù)侖力）作用下從氣流中分離。濕式除塵器：用水滴或水膜洗滌含塵氣流使之分離出來(lái)。有：低能（低阻）濕式除塵器（水浴除塵器等）和高能文氏管除塵器。43第三節(jié)重力沉降室和慣性除塵器44一、重力沉降室它是通過(guò)重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置：氣流進(jìn)入重力沉降室后，流動(dòng)截面積擴(kuò)大，流速降低，較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降。45塵粒在靜止空氣中自由沉降時(shí)，其末端沉降速度按下式計(jì)算：46當(dāng)塵粒粒徑較小時(shí)，氣流對(duì)塵粒的實(shí)際阻力變小，因此需要修正：對(duì)kc為庫(kù)寧漢滑動(dòng)修正系數(shù)。當(dāng)空氣溫度t=20℃，壓力P=1atm時(shí)：4748設(shè)計(jì)重力沉降室時(shí)先根據(jù)公式計(jì)算塵粒的沉降速度；再假設(shè)氣流速度v和沉降室高度（或者寬度）然后計(jì)算沉降室的長(zhǎng)度和寬度（或高度）沉降室長(zhǎng)度沉降室寬度49重力沉降室的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單投資少壓力損失?。ㄒ话銥?0～100Pa）維修管理比較容易缺點(diǎn)：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。（僅適用于50μm以上的粉塵）50二、慣性除塵器機(jī)理：沉降室內(nèi)設(shè)置各種形式的擋板，含塵氣流沖擊在擋板上，氣流方向發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，借助塵粒本身的慣性力作用，使其與氣流分離。51結(jié)構(gòu)形式：沖擊式－氣流沖擊擋板捕集較粗粒子反轉(zhuǎn)式－改變氣流方向捕集較細(xì)粒子沖擊式慣性除塵裝置a單級(jí)型b多級(jí)型反轉(zhuǎn)式慣性除塵裝置a彎管型

b百葉窗型

c多層隔板型52應(yīng)用：一般凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物性粉塵；凈化效率不高，一般只用于多級(jí)除塵中的一級(jí)除塵，捕集10～20μm以上的粗顆粒；壓力損失100～1000Pa。53第四節(jié)旋風(fēng)除塵器54利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置。旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運(yùn)動(dòng)：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氣流沿外壁由上向下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：外渦旋氣流運(yùn)動(dòng)包括切向、軸向和徑向：切向速度、軸向速度和徑向速度。55切向速度決定氣流質(zhì)點(diǎn)離心力大小，顆粒在離心力作用下逐漸移向外壁，到達(dá)外壁后塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗上渦旋——?dú)饬鲝某龎m器頂部向下高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，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56旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流的切向速度和壓力分布0.6~0.65DP57切向速度：外渦旋的切向速度分布：反比于旋轉(zhuǎn)半徑的n次方此處n

1，稱為渦流指數(shù)，一般n=0.5~0.8。

內(nèi)渦旋的切向速度正比于半徑：內(nèi)外渦旋的交界面上氣流切向速度最大

交界圓柱面直徑

d0=(0.6～0.65)dP,dP

為排氣管直徑

58徑向速度：假定外渦旋氣流均勻地經(jīng)過(guò)交界圓柱面進(jìn)入內(nèi)渦旋平均徑向速度：

其中：r0和H分別為交界圓柱面的半徑和高度59軸向速度：外渦旋的軸向速度向下；內(nèi)渦旋的軸向速度向上；在內(nèi)渦旋，軸向速度向上逐漸增大，在排出管底部達(dá)到最大值。60除塵器下部的嚴(yán)密性：在不漏風(fēng)的情況下進(jìn)行正常排灰

鎖氣器

(a)雙翻板式(b)回轉(zhuǎn)式

61旋風(fēng)除塵器的除塵效率：計(jì)算分割粒徑是確定除塵效率的基礎(chǔ)在交界面上，離心力Fl，向心運(yùn)動(dòng)氣流作用于塵粒上的阻力P若

Fl>P

，顆粒移向外壁；若

Fl<P，顆粒進(jìn)入內(nèi)渦旋；當(dāng)

Fl=P時(shí)，有50%的可能進(jìn)入外渦旋，既這種塵粒的除塵效率為50%。對(duì)于球形Stokes粒子：分割粒徑：62對(duì)于高效旋風(fēng)除塵器，分割粒徑可采用下列公式計(jì)算：對(duì)于切向進(jìn)氣：對(duì)于渦向進(jìn)氣：63旋風(fēng)除塵器的壓力損失：其中：-局部阻力系數(shù)

A-旋風(fēng)除塵器進(jìn)口面積相對(duì)尺寸對(duì)壓力損失影響較大，除塵器結(jié)構(gòu)型式相同時(shí)，幾何相似放大或縮小，壓力損失基本不變含塵濃度增高，壓力降明顯下降操作運(yùn)行中可以接受的壓力損失一般低于2kPa旋風(fēng)除塵器型式XLTXLT?AXLP?AXLP?Bξ

5.36.58.05.864

a.直入切向進(jìn)入式b.蝸殼切向進(jìn)入式c.軸向進(jìn)入式旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口形式切向進(jìn)入式和軸向進(jìn)入式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用最為廣泛可避免進(jìn)口氣流與排出管的相互干擾，有利于提高效率，減小阻力65多管旋風(fēng)除塵器：由多個(gè)相同構(gòu)造形狀和尺寸的小型旋風(fēng)除塵器（又叫旋風(fēng)子）組合在一個(gè)殼體內(nèi)并聯(lián)使用的除塵器組常見的多管除塵器有回流式和直流式兩種

回流式多管旋風(fēng)除塵器66旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)選擇除塵器的型式根據(jù)含塵濃度、粒度分布、密度等煙氣特征，及除塵要求、允許的阻力和制造條件等因素根據(jù)允許的壓力降確定進(jìn)口氣速，或取為12～25m/s確定入口截面A，入口寬度b和高度h確定各部分幾何尺寸67入口高度—h入口寬度—bDPLi筒體長(zhǎng)度L錐體長(zhǎng)度HD68一般旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)應(yīng)遵循以下原則:①為防止粒子短路漏到出口管，h≤Li，其中Li為排氣管插入深度；②為避免過(guò)高的壓力損失，

b≤（D－Dp）/2；③為保持渦流的終端在錐體內(nèi)部，

5D≥（H+L）≥3D；④為利于粉塵易于滑動(dòng)，錐角＝20o～30o為宜；⑤為獲得最大的除塵效率：

Dp/D≈0.5～0.6；（H+L）/Dp≈8～10；Li/Dp≈1。hbDPLiLHD69旋風(fēng)除塵器尺寸結(jié)構(gòu)尺寸高效一般ABCD筒體直徑D1111入口高度h0.50.440.50.5入口寬度b0.20.210.250.25出口長(zhǎng)度Li0.50.50.6250.6芯管直徑dP0.50.40.50.5圓筒長(zhǎng)度Lcy1.51.421.75錐體長(zhǎng)度Lc02.52.522筒體總高度H43.943.75灰口直徑dB0.3750.40.250.470第五節(jié)過(guò)濾式除塵器71使含塵氣流通過(guò)過(guò)濾材料將粉塵分離捕集的裝置。分類:空氣過(guò)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72除塵機(jī)理：截留、慣性碰撞擴(kuò)散、電沉積73篩分袋式除塵器特點(diǎn)：采用纖維織物作濾料的袋式除塵器，在工業(yè)尾氣的除塵方面應(yīng)用較廣；除塵效率一般可達(dá)89%~99%；效率高，性能穩(wěn)定可靠、操作簡(jiǎn)單，因而獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。74袋式除塵器的工作原理：含塵氣流從下部進(jìn)入圓筒形濾袋，在通過(guò)濾料的孔隙時(shí)，粉塵被捕集于濾料上；沉積在濾料上的粉塵，可在機(jī)械振動(dòng)的作用下從濾料表面脫落，落入灰斗中；粉塵因截留、慣性碰撞、靜電和擴(kuò)散等作用，在濾袋表面形成粉塵層，常稱為粉層初層。機(jī)械振動(dòng)袋式除塵器75新鮮濾料的除塵效率較低，如圖粉塵初層形成后，成為袋式除塵器的主要過(guò)濾層，提高了除塵效率隨著粉塵積聚，濾袋兩側(cè)的壓力差增大，會(huì)把已附在濾料上的細(xì)小粉塵擠壓過(guò)去，使除塵效率下降除塵器壓力過(guò)高，還會(huì)使除塵系統(tǒng)的處理氣體量顯著下降，因此除塵器阻力達(dá)到一定數(shù)值后，要及時(shí)清灰清灰時(shí)不應(yīng)破壞粉塵初層。76袋式除塵器的分級(jí)效率曲線77袋式除塵器的濾料：1、對(duì)濾料的要求容塵量大、吸濕性小、效率高、阻力低；使用壽命長(zhǎng)，耐溫、耐磨、耐腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度；表面光滑的濾料容塵量小，清灰方便，適用于含塵濃度低、粘性大的粉塵，采用的過(guò)濾速度不宜過(guò)高；表面起毛（絨）的濾料容塵量大，粉塵能深入濾料內(nèi)部，可以采用較高的過(guò)濾速度，但必須及時(shí)清灰；782、濾料種類按濾料材質(zhì)分天然纖維：棉毛織物，適于無(wú)腐蝕、350～360K以下氣體無(wú)機(jī)纖維：主要指玻璃纖維，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐高溫；質(zhì)地脆合成纖維：性能各異，滿足不同需要，擴(kuò)大除塵器的應(yīng)用領(lǐng)域按濾料結(jié)構(gòu)分濾布（編織物）毛氈：工藝簡(jiǎn)單；致密，除塵效率高；容塵量小，易于清灰79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(zhǎng)期最高棉織物（植物短纖維）10～20348～3583688很差稍好1蠶絲（動(dòng)物長(zhǎng)纖維）18353～36337316～22

羊毛（動(dòng)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（用硅酮樹脂處理）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2.580袋式除塵器的清灰清灰是袋式除塵器運(yùn)行中十分重要的一環(huán)，袋式除塵器按清灰方式分三種：機(jī)械振動(dòng)式

逆氣流清灰脈沖噴吹清灰81機(jī)械振動(dòng)清灰優(yōu)點(diǎn)是工作性能穩(wěn)定，清灰效果較好缺點(diǎn)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(dòng)式布袋除塵器82逆氣流清灰

過(guò)濾風(fēng)速一般為0.5～2.0m/min，壓力損失控制范圍1000～1500Pa

這種清灰方式的除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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83脈沖噴吹清灰

利用4～7atm的壓縮空氣反吹，壓縮空氣的脈沖產(chǎn)生沖擊波，使濾袋振動(dòng)，粉塵層脫落必須選擇適當(dāng)壓力的壓縮空氣和適當(dāng)?shù)拿}沖持續(xù)時(shí)間

（通常為0.1~0.2s）每清灰一次，叫做一個(gè)脈沖，全部濾袋完成一個(gè)清灰循環(huán)的時(shí)間稱為脈沖周期，通常為60s凈化效率達(dá)99％；過(guò)濾負(fù)荷較高，濾袋磨損輕，運(yùn)行安全可靠。脈沖噴吹清灰袋式除塵器84清潔氣體脈沖氣體集流箱脈沖管濾袋含塵氣體入口隔膜閥管板進(jìn)氣柵板支撐框典型脈沖噴灰式布袋除塵器8586袋式除塵器應(yīng)用袋式除塵器作為一種高效除塵器，廣泛用于各種工業(yè)部門的尾氣除塵；比電除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資省、運(yùn)行穩(wěn)定，可以回收高比電阻粉塵；與文丘里洗滌器相比，動(dòng)力消耗小，回收的干粉塵便于綜合利用；對(duì)于微細(xì)的干燥粉塵，采用袋式除塵器捕集是適宜。87第六節(jié)濕式除塵器88使含塵氣體與液體

（一般為水）密切接觸，利用水滴和塵粒的接觸阻留、慣性碰撞、擴(kuò)散及其它作用捕集塵?；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。89優(yōu)點(diǎn)：在耗用相同能耗時(shí)，比干式機(jī)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(shí)，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。90缺點(diǎn)：排出的污水污泥需要處理，澄清的洗滌水應(yīng)重復(fù)回用；凈化含有腐蝕性的氣態(tài)污染物時(shí)，洗滌水具有一定程度的腐蝕性，因此要特別注意設(shè)備和管道腐蝕問(wèn)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(yīng)采取防凍措施。91除塵機(jī)理：粒徑在1μm以上的塵粒主要通過(guò)慣性碰撞、接觸阻留，塵粒與液滴或液膜發(fā)生接觸，使加濕、凝聚、增重，從而分離出來(lái)；粒徑在1μm以下的細(xì)小塵粒通過(guò)擴(kuò)散與液滴或液膜接觸而捕集；提高相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度、減小液滴直徑隨液滴直徑和相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的減小而加劇929394噴霧塔洗滌器假定：所有液滴具有相同直徑液滴進(jìn)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(wú)聚結(jié)現(xiàn)象噴霧塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(yán)格控制噴霧的過(guò)程，保證液滴大小均勻，對(duì)有效的操作是很有必要。含塵氣體清潔氣體循環(huán)水含塵水95旋風(fēng)洗滌器干式旋風(fēng)分離器內(nèi)部以環(huán)形方式安裝一排噴嘴，就構(gòu)成一種最簡(jiǎn)單的旋風(fēng)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(fēng)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96文丘里除塵器文丘里除塵器是濕式除塵器里除塵效率最高的一種。由文氏管和離心分離器組成。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合于處理高溫或可燃性含煙氣力。缺點(diǎn)是壓力損失大。97文氏管含塵氣體由進(jìn)氣管進(jìn)入收縮管后，流速逐漸增大，氣流的壓力能逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能；在喉管入口處，氣速達(dá)到最大，一般為50～120m/s。洗滌液（一般為水）通過(guò)沿喉管周邊均勻分布的噴嘴進(jìn)入，液滴被高速氣流霧化和加速；充分的霧化是實(shí)現(xiàn)高效除塵的基本條件。98文丘里除塵器尺寸vtD0l1l0l2α1α2進(jìn)口流量LtD2D199第七節(jié)電除塵器100101電除塵器的優(yōu)點(diǎn)：壓力損失小，一般為200～500Pa；處理煙氣量大，可達(dá)105～106m3/h；能耗低，大約0.2～0.4kWh/1000m3；對(duì)1~2μm的細(xì)粉塵有很高的捕集效率，可達(dá)98％~99％以上；可在高溫(500℃以下)、高濕、強(qiáng)腐蝕性氣體下操作。102電除塵器的缺點(diǎn)：設(shè)備龐大，占地面積大，如圖；鋼材耗量大，一次投資高；結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造、安裝的精度要求高；對(duì)粉塵的比電阻有一定要求；需要高壓變電及整流控制設(shè)備。103電除塵器104電除塵器的工作原理利用高壓電場(chǎng)，電暈極(放電極)接高壓直流電源的負(fù)極，集塵極接地為正極，加快離子運(yùn)動(dòng),促使空氣與中性分子電離,移向極板。三個(gè)基本過(guò)程空氣電離塵粒荷電塵粒的運(yùn)移、積聚及清除空氣電離——塵粒荷電——塵粒向集塵極移動(dòng)并沉積在上面——塵粒放出電荷,振動(dòng)后落入灰斗。105電除塵器工作原理圖106單區(qū)電除塵器大于0.5m的微粒，以電場(chǎng)荷電為主；小于0.2m的微粒，以擴(kuò)散荷電為主。107正、負(fù)電暈極在空氣中的電暈電流一電壓曲線

電暈區(qū)范圍逐漸擴(kuò)大致使極間空氣全部電離－電場(chǎng)擊穿；相應(yīng)的電壓－擊穿電壓。在相同電壓下，負(fù)電暈電極產(chǎn)生較高的電暈電流，且擊穿電壓也高得多。工業(yè)氣體凈化傾向于采用穩(wěn)定性強(qiáng)，操作電壓和電流高的負(fù)電暈極。108荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集飽和狀態(tài)下塵粒的荷電量：塵粒受到的靜電力：塵粒受到的空氣阻力：當(dāng)靜電力和空氣阻力相等時(shí)，則塵粒在橫向做等速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)塵粒的運(yùn)動(dòng)速度稱為驅(qū)進(jìn)速度。109捕集效率捕集效率——多依奇公式式中：η——分級(jí)效率A——集塵極總面積L——處理風(fēng)量ω——驅(qū)進(jìn)速度110有效驅(qū)進(jìn)速度有效驅(qū)進(jìn)速度---實(shí)際中常常根據(jù)在一定的除塵器結(jié)構(gòu)型式和運(yùn)行條件下測(cè)得的總捕集效率值，代入多依奇方程式中反算出的相應(yīng)驅(qū)進(jìn)速度值，以ωe表示。111粉塵種類驅(qū)進(jìn)速度/m?s-1粉塵種類驅(qū)進(jìn)速度/m?s-1煤粉（飛灰）0.10～0.14沖天爐（鐵－焦比＝10）0.03～0.04紙漿及造紙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飄旋焙燒爐0.08石膏0.16～0.20催化劑粉塵0.08二級(jí)高爐（80％生鐵）0.0125部分粉塵的有效驅(qū)進(jìn)速度ωe值112電除塵器結(jié)構(gòu)－除塵器類型除塵器類型：按集塵極型分為：管式和板式如圖管式電除塵器用于氣體流量小，含霧滴氣體，或需要用水洗刷電極的場(chǎng)合板式電除塵器為工業(yè)上應(yīng)用的主要型式，氣體處理量一般為25～50m3/s以上113114電除塵器結(jié)構(gòu)－集塵板集塵板的間距通常為300mm，寬間距電除塵器一般為400~600mm。115電除塵器結(jié)構(gòu)－電暈電極常用的有直徑3mm左右的圓形線、星形線及鋸齒線、芒刺線等；電暈線的一般要求：起暈電壓低、電暈電流大、機(jī)械強(qiáng)度高、能維持準(zhǔn)確的極距、易清灰等。

a.圓形線

b.星形線

c.鋸齒線

d.芒刺線116117電除塵器結(jié)構(gòu)－供電裝置升壓變壓器。將工頻為220V或380V交流電升到50~60kV；整流器。將高壓交流電變?yōu)橹绷麟姡豢刂蒲b置。要求隨煙氣工況的改變而自動(dòng)調(diào)整電壓的高低，使工作電壓始終處于接近于擊穿電壓。118顆粒物的比電阻低于104Ω·cm為低阻型104~1011Ω·cm為正常型1011~1