除尘装置
1、重力沉降室的结构和原理
重力沉降室是通过重力作用使粉尘从气流中沉降分离的除尘装置。含尘
气流进入重力沉降室后，由于扩大了流动截面积而使气体流速大大降
低，使较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。
重力沉降室分为：层流式、湍流式。
层流式沉降室设计的简单模式的假设是在沉降室内气流为柱塞流，流速
为v0，流动状态保持在层流范围内；颗粒均匀地分布在烟气中。
湍流式沉降室设计的模式是假设沉降室中气流为湍流状态，在垂直于气
流方向的每个横断面上粒子完全混合，即各种粒径的粒子都均匀分布于
气流中。
重力沉降室的主要优点是：结构简单，投资少，压力损失小，维修管理
容易。
缺点：体积大，效率低，因此只能作为高效除尘的预除尘装置，除去较
大和较重的粒子。
提高重力沉降室除尘效率的主要途径：降低沉降室内的气流速度、增加
沉降室长度、降低沉降室高度。2、惯性除尘器分为以气流中粒子冲击挡板捕集较粗粒子的冲击式和通
过改变气流流动方向而捕集较细粒子的反转式。
冲击式的原理是：气流冲击挡板捕集较粗粒子；反转式的原理是改变气
流方向捕集较细粒子。
惯性除尘器的结构和原理：为了改善沉降室的除尘效果，可在沉降室内
设置各种形式的挡板，使含尘气体冲击在挡板上，气流方向发生急剧转
变，借助尘粒本身的惯性力作用，使其与气流分离。
惯性除尘器的应用：惯性除尘器的除尘效率，与气流速度越大、气流方
向转变角度越大、转变次数越多、其净化效率愈高，压力损失愈大。一
般适合于净化密度大和粒径大的金属或矿物性粉尘除尘。对于粘性较强
或纤维性粉尘一般不适合。
惯性除尘一般效率不高，因此，一般只适合于多级除尘中的第一级除
尘。捕集粒径一般在10-20μm以上的粗尘。压力损失一般为100-
1000pa。
3、旋风除尘器原理：旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒
从气流中分离的，一般用来分离粒径大于5μm的尘粒。
旋风除尘器特点：结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，压
力损失中等，动力消耗不大，可用于各种材料制造，能用于高温、高压
大气污染控制工程课程设计任务书
一、设计题目
某燃煤采暖锅炉房烟气除尘脱硫系统设计。
二、设计任务
燃煤锅炉燃烧过程排放的烟气中含有大量的烟尘和二氧化硫，如不采取有效的治理措施，将会对周围大气环境及居民健康造成严重影响与危害。因此，本设计结合燃煤锅炉烟气排放特点，根据所提供的原始参数及资料，拟设计一套燃煤采暖炉房烟气除尘系统。要求设计的净化系统效果好、操作方便、投资省，且出口烟气浓度达到锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001）中二类区标准，即：烟尘排放浓度≤200mg/Nm3、SO2排放浓度≤900mg/Nm3。
三、原始资料
锅炉型号：SZL4-13型，额定蒸发量2.8MW/h
设计耗煤量：见附表。
排烟温度：180℃
烟气密度（标准状态下）：1.50kg/m3
空气过剩系数：α＝1.3
排烟中飞灰占煤中灰分（不可燃成分）的比例，见附表。
烟气在锅炉出口前阻力：800Pa
当地大气压力：970hPa
冬季室外空气温度：2℃
空气含水（标准状态下）按0.01293kg/m3
烟气其它性质按空气计算。
燃煤煤质如下表所示。
表 燃煤煤质（按质量百分含量计，%）
组别 CY HY SY OY NY WY AY VY
(1) 68 4 1 5 1 6 15 13
(2) 68 4 1.2 5 1 6 14.8 13
(3) 68 4 1.4 5 1 6 14.6 13
(4) 68 4 1.6 5 1 6 14.4 13
(5) 68 4 1.8 5 1 6 14.2 13
(6) 68 4 2 5 1 6 14 13 净化系统布置场地如下图所示的锅炉房北侧20m以内。
四、设计内容及要求
1、编写设计计算书
设计计算内容包括以下几方面：
（1）燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算。
（2）净化系统设计方案的分析确定。
（3）除尘或脱硫设备的比较和选择：确定除尘或脱硫设备的类型、型号及规格，并确定其主要运行参数。
第四章 大气扩散浓度估算模式
第一节 湍流扩散的基本理论
一、湍流概念简介
大气的无规则运动称为大气湍流。风速的脉动（或涨落）和风向的摆动就是湍流作用的结果。
按照湍流形成原因可分为两种湍流：一是由于垂直方向温度分布不均匀引起的热力湍流，其强度主要取决于大气稳定度；二是由于垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度引起的机械湍流，其强度主要取决于风速梯度和地面粗糙度。实际的湍流是上述两种湍流叠加的结果。
湍流有极强的扩散能力，比分子扩散快105～106倍。但在风场运动的主风方向上，由于平均风速比脉动风速大的多，所以在主风方向上风的平流输送作用是主要的。归结起来，风速越大，湍流越强，大气污染物的扩散速度越快，污染物的浓度就越低。风和湍流是决定污染物在大气中扩散稀释的最直接最本质的因素，其他一切气象因素都是通过风和湍流的作用来影响扩散稀释的。
二、湍流扩散理论简介
大气扩散的基本问题，是研究湍流与烟流传播和物质浓度衰减的关系问题。目前处理这类问题有三种广泛应用的理论：梯度输送理论、湍流统计理论和相似理论。
1.梯度输送理论
梯度输送理论是通过与菲克扩散理论的类比而建立起来的。菲克认为分子扩散的规律与傅立叶提出的固体中的热传导的规律类似，皆可用相同的数学方程式描述。
湍流梯度输送理论进一步假定，由大气湍流引起的某物质的扩散，类似于分子扩散，并可用同样的分子扩散方程描述。为了求得各种条件下某污染物的时、空分布，必须对分子扩散方程在进行扩散的大气湍流场的边界条件下求解。然而由于边界条件往往很复杂，不能求出严格的分析解，只能是在持定的条件下求出近似解，再根据实际情况进行修正。
2．湍流统计理论
泰勒首先应用统计学方法研究湍流扩散问题，并于1921年提出了著名的泰勒公式。图4-1是从污染源放心的粒子，在风沿着x方向吹的湍流大气中的扩散情况。假定大气湍流场是均匀、稳定的。从原点放出的一个粒子的位置用y表示，则y随时间而变化，但其平均值为零。如果从原点放出很多粒子，则在x轴上粒子的浓度最高，浓度分布以x轴为对称轴，并符合正态分布。
第七章 袋式除尘器
7.1 袋式除尘器处理烟气量为3600m3/h，过滤面积为1000m2，初始浓度为8g/m3，捕集效率为99%，已知清洁滤布阻力系数ξ=6×107/m，烟气粘度µ=1.84×10-5Pa·s，要求滤袋压力损失不超过1300Pa，集尘层的平均阻力系数α=8×108m/kg，试确定清灰周期和清灰后的压力损失。
解：（1）过滤速度：μf=Q/60A
=3600/(60×1000)
=0.06m/min
清洁滤袋的压力损失：△Po=ξoμuf
=6×107×1.84×10-5×0.06
=66.24Pa
∴ △Pd=1300-66
=1234Pa
由式7.11得 t =
ifdCuaP2
= 325810806.01084.11081234
= 2910.8min
即清灰周期为2910.8min，显然不合理。
（2）取过滤面积为100m2，则
uf = Q/60A
=3600/(60×100)
=0.6m/min
清洁滤袋的压力损失：
△Po=ξoμuf
=6×107×1.84×10-5×0.6 =662.4Pa
∴△Pd=1300-662.4
=637.6Pa
由式7.11得 t =
ifdCuP
=32581086.01084.11086.673
