大气污染治理设备ppt课件.ppt

'长沙环境保护职业技术学院 4.1重力沉降室与惯性除尘器 4.1.1重力沉降室重力沉降室是是使含尘气体通过横断面比管道大得多的沉降室，在重力作用下，尘粒从气流中自然沉降分离的除尘设备。其结构如图所示。 重力沉降室示意图 除尘原理利用含尘气体中的颗粒受重力作用而自然沉降的原理。含尘气流进入沉降室后，因为流动截面积扩大，流速迅速下降，气流为层流，尘粒一边向前运动，一边在重力作用下缓慢向灰斗沉降。当沉降时间小于气流通过沉降室的时间，粉尘便在重力作用下沉降下来落入灰斗，分离了部分尘粒的气体得到净化后由出口流出。 层流（Re≤1）时：斯托克斯公式表示出沉降速度的大小与颗粒直径、粉尘密度、气体黏度的关系。 （一）结构形式重力沉降室可分为水平气流沉降室和垂直气流沉降室。重力沉降室可放置导流板，以改变气流的方向，以产生惯性作用，也可利用鱼鳞板、百叶窗以产生惯性作用。水平气流沉降室有单层沉降室和多层沉降室（平行的放置一些隔板）。折流板式沉降室（垂直的折流板安装在沉降室的顶部，惯性作用力会增强颗粒的重力作用。当气流被绕过折流板底部的时候，由于气流路径上这段弯曲部分的惯性作用，颗粒被分离下来。 多层重力除尘器 （二）特点：这种装置只能作为气体的初级净化，除去最大和最重的颗粒。沉降室的除尘效率约为40—70%(低），仅用于分离dp>50μm的尘粒。穿过沉降室的颗粒物必须用其它的装置继续捕集。优点：结构简单、投资少、易维护管理、压损小（50—150Pa）。缺点：占地面积大、除尘效率低。 （三）设计计算①结构尺寸设计 取则：B=F/H ②除尘效率计算单层沉降室的分级效率： 多层沉降室：总效率： ③压力损失： ④重力沉降室设计与应用注意事项：a.尺寸确定以矮、宽、长为宜。b.气流速度控制在0.5～1.5m/s为宜。c.可设置多层隔板提高效率或者捕集小颗粒，隔板间距一般取40～80mm。 第一类计算例题：例题一讲解（见教材） 例题二：一直径为10.9um的单分散相气溶胶通过一重力沉降室，宽20cm，长50cm，共18层，层间距0.124cm，气体流速为8.61m/min，并观测到其操作效率为64.9％，问需要设置多少层才能达到80％的操作效率。 例题三：设计一锅炉烟气除尘用的重力沉降室，已知烟气量为2800m3/h，烟气温度为150摄氏度，此温度下的烟气黏度为2.4×10－5Pa·s，烟尘密度为2100kg/m3，要求能除掉30um以上的烟尘。第二类计算——设计计算例题 惯性除尘器概念：是利用惯性力的作用，使粉尘从气流中分离的除尘装置。（一）除尘机理：在沉降室内设置各种形式的挡板，当含尘气流通过时，气流遇到挡板突然改变方向，尘粒在惯性作用下继续前进，撞击在挡板上，进入尘斗而被捕集。在惯性除尘器中，尘粒被分离除受惯性力的作用外，还受到离心力和重力的作用。4.1.2惯性除尘器 （二）结构形式主要有碰撞式和反转式两类。碰撞式的挡板有单级和多级之分，实际应用中多采用多级碰撞型和迷宫型。反转式惯性除尘器又称气流折转式惯性除尘器，常见的有弯管型、百叶窗型和多层隔板塔型。 单级型多级型 a.弯管型；b百叶窗型；c多层隔板塔型 （三）特点气流速度愈高，气流方向转角愈大，转变次数愈多，净化效率愈高，压力损失也愈大。适宜净化密度和粒径较大（10～20um）的金属或矿物性粉尘，对粘结性和纤维性粉尘，因为容易堵塞而不宜采用。阻力较小，一般100～1000Pa，除尘效率比重力沉降室稍高，大约50％～70%，一般用于多级除尘的第一级除尘。 （四）设计应用注意事项（1)选取合适的气流速度。（2)设计时注意结构形式与压力损失、效率的权衡。（3)结合使用多种除尘器。（4)装置的密闭性要好。（5)湿式除尘时注意腐蚀防护及污水处理。 作业：P1502 4.2旋风除尘器旋风除尘器定义：是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的，用来分离粒径大于5μm的尘粒的装置。特点：①结构简单、造价便宜、体积小、操作维修方便，可用各种材料制造；②压力损失中等，动力消耗小，除尘效率高，可达85%左右，高效的可达90%左右；③适用于粉尘负荷变化大，高温、高压及腐蚀性的含尘气体，可以直接回收干粉尘；④没有运动部件，运行管理简便。 结构及工作原理：普通旋风除尘器由进气口、筒体、锥体和排出管等部分组成。含尘气流由进口沿切线方向进入除尘器后，沿器壁由上而下作旋转运动，这股旋转向下的气流称为外涡旋（外涡流、外旋流），外涡旋到达锥体底部转而沿轴心向上旋转，最后经排出管排出。这股向上旋转的气流称为内涡旋（内涡流、内旋流）。外涡旋和内涡旋的旋转方向相同，含尘气流作旋转运动时，尘粒在离心力作用下移向外壁，到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗。 旋风除尘器工作原理 4.2.1旋风除尘器的分类（1)按除尘效率和处理风量分类：高效旋风除尘器高流量旋风除尘器通用旋风除尘器 （2）按气流进气方向分：①切流返转式旋风除尘器：常用的型式为直入式和螺壳式。含尘气体由筒体沿侧面沿切线方向导入。②轴流式旋转除尘器：利用固定导流叶片使气流产生旋转。 （3)按结构形式分：圆筒体T、长锥体C、旁通式P、扩散式K。 （4)按组合、安装情况分类可分为单筒或多管旋风除尘器。 4.2.2.1分离直径(1)临界直径（全分离直径，100%）临界直径可作为评价旋风除尘器的性能指标。其值越小，除尘效率越高，性能越好。4.2.2旋风除尘器的设计计算 临界直径还可以用罗辛拉姆勒－英特曼公式计算： （2)分割直径（半分离直径，50%)也可用拉泊尔公式计算： 4.2.2.2效率计算（1)分级效率计算：雷思－利希特公式： 分级效率也可采用水田一和木村典夫公式计算： （2)总效率的计算 4.2.2.3压力损失ξ的求法：Shepherd—Lapple式 ξ的求法也可采用井伊谷冈经验公式： 4.2.2.4各部分尺寸的确定旋风除尘器各部分尺寸与其筒体直径均构成一定的比例关系。具体的比例关系见教材。各种版本教材及资料提供的比例关系不完全相同，略有差别。 4.2.3.1结构因素（1)进气口面积：相对于筒体截面积小时，进气气流速度大，效率高。但面积太小，气速太高，会导致阻力损失太大。一般控制气速在12～25m/s。（2)筒体直径和高度:筒体直径减小会使气体受到的离心力增加，效率提高。但直径太小又会使效率下降。增加锥体长度对提高效率有利。4.2.3影响旋风除尘器性能的因素 （3)排气管：排气管直径越小，效率越高，但直径太小会使阻力太大。一般取筒体直径的0.3～0.5倍。（4)排灰口：主要是要防止二次扬尘。一般要小于排灰口直径的0.5～0.7倍。 4.2.3.2运行因素（1)进口气速和气体流量：在一定范围内气速增加，流量增加，会使效率提高，阻力增大，但速度过大易造成二次扬尘使效率降低。（2)气体的温度、黏度及密度：温度升高，黏度增大，会使效率降低。密度的变化对效率的影响可忽略。 （3)粉尘粒径、密度、浓度：粒径越大、密度越大，则效率越高。进口含尘浓度的提高会使除尘效率提高，但是出口粉尘的绝对浓度会增加。进口含尘浓度的提高会使压损减小。粉尘粒径、密度的变化对压损的影响可忽略。(4)排灰口的密封性：排灰口密封不严会使效率显著降低。漏风率：0%、5%、15%η：90%、50%、0 4.2.4旋风除尘器的选择4.2.4.1旋风除尘器的型号简单介绍我国旋风除尘器的命名。常用的旋风除尘器：XLT、XLP、XLK、XPW 4.2.4.2旋风除尘器的选用及计算经验法：①计算所要求的除尘效率η；②选定除尘器的结构型式；③确定入口风速；(由允许的压力损失计算气速，或者直接选取）④根据气量Q，入口风速计算进口面积A；⑤由旋风器的类型系数求除尘器筒体直径D，然后便从手册中查到所需的型号规格。 例题讲解：例题一：教材P102旋风除尘器设计计算及相关参数计算例题。 例题二：按以下参数设计普通旋风除尘器。已知气流量为2.5m3/s，粉尘密度2500kg/m3，除尘器最大允许压力损失为2000Pa，除尘器在常温常压下运行，气体密度取1.2kg/m3，黏度为1.81×10－5Pa·s。 例题三：已知普通标准切向进口的旋风除尘器的进口气速为13m/s，气流量为1.37m3/s，筒体直径为0.9m，排气口直径为0.45m，试确定采用该除尘器净化工业锅炉烟气（温度为150摄氏度，粉尘密度为2.1g/cm3）时的分割直径和压力损失，并计算运行时对10um粉尘的分级效率。（150摄氏度该含尘气体的黏度为2.4×10－5Pa·s） 4.2.5旋风除尘器的运行维护（1)保证气密性；（2）保证处理气量基本稳定，否则会对除尘效率和压力损失影响较大；（3)保证及时清灰，防锥体磨损；（4)防止粉尘结块硬化，对设备易磨损部位采用耐磨衬里。 谢谢!'