學(xué)習(xí)項(xiàng)目3-除塵裝置

除塵裝置除塵裝置（除塵器）：從氣體中去除或捕集固態(tài)或液態(tài)的設(shè)備。（1）機(jī)械除塵器（2）電除塵器（3）袋式除塵器（4）濕式除塵器1機(jī)械除塵器機(jī)械除塵器：利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心力）的作用使顆粒物與氣流分離的裝置。（1）重力沉降室（2）慣性除塵器（3）旋風(fēng)除塵器（1）重力沉降室一、層流式重力沉降室LHv0u0hc沉降室的高度為H(m)；處理煙氣量為Q(m3/s)。氣流的停留時(shí)間停留時(shí)間t內(nèi)，粒徑dp粒子的沉降距離為：重力沉降室能100%捕集的最小粒子直徑：2、湍流式重力沉降室粒徑dp粒子的分級(jí)除塵效率（2）慣性除塵器1、除塵機(jī)理為改善沉降室的除塵效果，可于沉降室內(nèi)設(shè)置擋板，使含塵氣流發(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。

慣性力重力離心力含塵氣體氣體出口擋板擋板3、應(yīng)用慣性除塵器效率不高，故一般只用于多級(jí)除塵器中的第一級(jí)除塵。2、慣性除塵器結(jié)構(gòu)型式（1）沖擊式利用粒子沖擊擋板捕集較粗粒子。（2）反轉(zhuǎn)式改變氣流流動(dòng)方向而捕集較細(xì)粒子。（3）旋風(fēng)除塵器除塵機(jī)理：利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離。1）含塵氣流進(jìn)入除塵器后，沿外壁由上向下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2）當(dāng)旋轉(zhuǎn)氣流的大部分到達(dá)錐體的底部后，轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn)，最后經(jīng)排氣管排出。3）氣流做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，離心力作用下塵粒逐漸向外壁運(yùn)動(dòng)，到達(dá)外壁的塵粒最后逐漸落入灰斗。進(jìn)口圓柱體錐體排出口儲(chǔ)灰斗煙氣Q:煙氣流量D：旋轉(zhuǎn)除塵器直徑de：排出管直徑A：進(jìn)口面積v1:氣體進(jìn)口速度R:旋轉(zhuǎn)半徑

d0:交界圓柱面直徑r0:交界圓柱面半徑h0:交界圓柱面高度（3）軸線速度速度：（1）切向速度外渦旋速度vT內(nèi)渦旋速度vt（2）徑向速度vr外渦旋的切線速度反比于旋轉(zhuǎn)半徑的n次方。內(nèi)渦旋的切線速度正比于旋轉(zhuǎn)半徑。渦旋氣流的平均徑向速度vr：壓力損失：旋風(fēng)除塵器的除塵效率如果FC>FD，離心力作用下粒子將移向外壁而被捕集。如果FC<FD，氣流作用下粒子將移向內(nèi)渦旋。如果FC=FD，粒子將位于界面上不停的旋轉(zhuǎn)，50%的可能性移向外壁而被捕集。旋風(fēng)除塵器的除塵效率影響旋風(fēng)除塵器效率的影響因素二次效應(yīng)

較小粒徑區(qū)域，理應(yīng)逸出的粒子由于聚集或被較大塵粒撞向壁面而脫離氣流獲得捕集，實(shí)際效率高于理論效率。

較大粒徑區(qū)間，實(shí)際效率低于理論效率，原因是理應(yīng)沉降入灰斗的塵粒卻隨凈化后的氣流一起排走。比例尺寸

相同的切向速度下，筒體直徑越小，粒子受到的慣性離心力越大，除塵效率越大。如果筒體直徑過小，粒子容易逃逸，使效率下降。

排出管直徑越小，分割直徑越小，則除塵效率越高。如果排出管直徑太小，會(huì)使壓力損失增加。旋風(fēng)除塵器的特征長(zhǎng)度：從排出管下部至氣流下降的最低點(diǎn)之間的距離。旋風(fēng)除塵器排氣管以下部分的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)接近或等于特征長(zhǎng)度。除塵器下部的嚴(yán)密性煙塵的物理性質(zhì)操作變量氣體的密度和粘度塵粒的大小和比重?zé)煔獾暮瑝m濃度提高煙氣入口速度，旋風(fēng)除塵器分割直徑變小，效率提高。10~25m/s旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)型式

按進(jìn)氣方式分類切向進(jìn)入式軸向進(jìn)入式直入式蝸殼式旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)選型（2）確定進(jìn)口速度。（1）根據(jù)含塵濃度、粒度分布、密度等煙氣特征及除塵要求、阻力要求等，合理地選擇旋風(fēng)除塵器的型式。（3）確定進(jìn)口面積、入口寬度和高度。（4）確定各部分幾何尺寸XLT/A

旋風(fēng)除塵器X-除塵器L-離心T–筒式

入口寬度,b：入口高度,h：筒體直徑,D：排出筒直徑,de：筒體高度,L：錐體高度,H：灰斗直徑,d1：2電除塵器

氣體通過高壓電場(chǎng)進(jìn)行電離的過程中，使塵粒帶電，并且電場(chǎng)力作用下使塵粒沉積于集塵板上，從而將塵粒從含塵氣體中分離出來的一種除塵設(shè)備。特點(diǎn)：靜電力直接作用于粒子上，而不是作用于整個(gè)氣流上。電除塵器的主要優(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，大約為0.2~0.4kWh/1000m3;對(duì)細(xì)粉塵有很高的捕集效率，高達(dá)99%;可以處理高溫或強(qiáng)腐蝕性氣體。一、電除塵器的工作原理懸浮粒子荷電電場(chǎng)內(nèi)帶電粒子遷移和捕集將捕集物從集塵板表面上清除二、電暈放電放電金屬線金屬管電暈區(qū)含負(fù)離子區(qū)假定電暈電極為負(fù)極，從金屬線表面或附件釋放出大量的電子，電子移向正極，與氣體分子發(fā)生碰撞并使之離子化，結(jié)果又產(chǎn)生大量的電子。（雪崩過程）假定存在電負(fù)性氣體（氧氣、水蒸氣和二氧化碳），則電暈產(chǎn)生的電子會(huì)被氣體捕獲并產(chǎn)生負(fù)離子。雪崩過程產(chǎn)生的正離子與金屬表面碰撞并產(chǎn)生新電子。起始電暈電壓開始產(chǎn)生電暈電流時(shí)所施加的電壓。電暈特性的影響因素氣體的組成溫度和壓力電壓的波形三、粒子荷電第一種：靜電力作用下離子做定向運(yùn)動(dòng)，與粒子碰撞而使粒子荷電，稱為電場(chǎng)荷電或碰撞荷電。第二種：由離子的擴(kuò)散現(xiàn)象而導(dǎo)致的粒子荷電過程，稱之為擴(kuò)散荷電。電場(chǎng)荷電粒子直徑dp>0.5μｍ

擴(kuò)散荷電粒子直徑dp<0.15μｍ

四、荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集粒子的捕集效率德意希分級(jí)效率方程德意希分級(jí)效率方程概括了分級(jí)除塵效率與集塵板面積、氣體流量和顆粒驅(qū)進(jìn)速度之間的關(guān)系。有效驅(qū)進(jìn)速度

被捕集粉塵的清除粉塵沉積于電暈極上會(huì)影響電暈電流的大小和均勻性。濕式電除塵器：用水沖洗集塵極板，使極板表面經(jīng)常保持著一層，粉塵降落于水膜上，隨水膜流走，從而達(dá)到清灰的目的。優(yōu)點(diǎn):粉塵重新進(jìn)入量低可以凈化部分有害氣體（SO2和HF）缺點(diǎn):極板腐蝕污泥處理干式除塵器電磁振打錘式振打六、電除塵器結(jié)構(gòu)1、電暈電極圓形線星形線鋸齒線芒刺線電暈線的要求起暈電壓低電暈電流大機(jī)械強(qiáng)度大容易清灰2、集塵極振打時(shí)粉塵的二次揚(yáng)起少。單位集塵面積消耗金屬量低。應(yīng)有一定的剛性，不易變形。造價(jià)低。3、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(chǎng)強(qiáng)和電暈電流。七、粉塵比電阻

為了電暈極和集塵極之間能順利輸送離子電流，沉積于集塵極表面的粉塵必須具有一定的導(dǎo)電性?？朔弑入娮栌绊懙姆椒ǎ?）保持電極表面清潔。（2）增加煙氣濕度，或向煙氣中加入

SO3、NH3及Na2CO3。2周八、電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)板間距S23~28cm驅(qū)進(jìn)速度ω3~18cm/s比集塵極表面積A/Q300~2400m3/(1000m3/min)氣流速度v1~2m/s長(zhǎng)高比L/H0.5~1.51、比集塵表面積的確定2、集塵板長(zhǎng)高比的確定3、氣流速度的確定4、氣體的含塵濃度4袋式除塵器凈化氣含塵氣體濾袋振動(dòng)機(jī)構(gòu)一、工作原理常見的濾料由棉、毛和人造纖維等加工而成，濾料本身網(wǎng)孔較大，一般為20~50μm，因而新鮮濾料的除塵效率較低。顆粒因截留、慣性碰撞、靜電和擴(kuò)散作用，逐漸于濾袋表面形成粉塵初層。

粉塵初層濾布主要過濾層形成顆粒初層和支撐它的作用過濾速度煙氣實(shí)際體積流量與濾布面積之比，所以也稱為氣布比。提高過濾速度，壓力損失增加和去除效率下降。提高過濾速度，將降低濾布面積，減少除塵器體積、占地面積和投資。二、壓力損失壓力損失是重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，它決定能量消耗，還決定清灰間隔時(shí)間。三、袋式除塵器的濾料（1）對(duì)濾料的要求必須考慮含塵氣體的特征纖維本身的性質(zhì)濾料表面結(jié)構(gòu)（2）濾料種類天然纖維、無機(jī)纖維、合成纖維天然纖維：棉毛織物，適合于凈化沒有腐蝕性、溫度低于360K以下的氣體。無機(jī)纖維：玻璃纖維濾料，過濾性能好、阻力低、化學(xué)穩(wěn)定、價(jià)格便宜。用硅酮樹脂處理可以提高耐磨、疏水性、柔軟性、提高耐溫性（523K）。合成纖維：尼龍織布（耐磨性好、耐酸性差）奧綸（耐磨性差、耐酸性好）

滌綸芳香族聚酰胺聚四氟乙烯四、袋式除塵器的清灰（1）機(jī)械振打清灰：機(jī)械振打?yàn)V料（3）脈沖噴吹清灰：壓縮空氣噴吹（2）逆氣流清灰：低壓氣流反吹（1）機(jī)械振打清灰濾袋沿水平方向擺動(dòng)。濾袋沿垂直方向擺動(dòng)?？繖C(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)將濾袋扭轉(zhuǎn)一定的角度。（2）逆氣流清灰清灰時(shí)氣流方向與正常過濾時(shí)相反。采用反吹風(fēng)形式。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清灰效果好、濾袋磨損少。（3）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)，導(dǎo)致附著于濾袋上的顆粒層脫落。必須選者適當(dāng)?shù)膲嚎s空氣和適當(dāng)?shù)拿}動(dòng)持續(xù)時(shí)間。（1）選定除塵器型式、濾料及清灰方式五、袋式除