第六章 除尘装置01机械除尘器
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第六章除尘装置§6-1机械除尘器重点:1.重力沉降室的设计2.旋风除尘器的工作原理3.旋风除尘器的压力损失结构及影响除尘效率的因素机械力除尘装置是相对电除尘器而言。
除重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器外,还包括湿式除尘器和袋式除尘器等,其除尘机理可概括为五个方面:1.重力沉降:气流中的尘粒依靠重力自然沉降,从气流中分离出来。
主要适用于粒径较大的尘粒,沉降速度V较小。
2.离心碰撞:含尘气流作圆周运动时,在惯性离心力作用下,尘粒和气流产生相对运动,使尘粒从气流中分离。
主要适用于10μm以上的尘粒。
3.惯性碰撞:含尘气流运动过程中遇到障碍物(如挡板、水滴等)时,气流会改变方向而绕流,细小的尘粒会随气流一起流动,而较大的尘粒惯性较大,则脱离流线保持自身的惯性运动,于是尘粒就和物体发生了碰撞。
见图5-1(a)。
4.滞留:细小的尘粒随气流绕流时,如流线和物体表面靠得很近,有些尘粒就和物体表面接触,从气流中分离出来。
见图5-2(b)。
5.扩散:小于1μm的微小粒子在气流中会和气体一样作不规则的布朗运动,布朗运动随粒径减小而增大。
若作布朗运动的尘粒和物体表面接触,就可能从气流中分离,这种分离机理称为扩散。
见图5-1(c)。
除此之外,还涉及筛滤、静电力和声波凝聚作用等。
一、重力沉降室重力沉降室是通过重力从气流中分离尘粒的。
其结构如图所示。
沉降室可能是所有空气污染控制装置中最简单和最粗糙的装置。
就其本身的特点而论,有广泛的用途。
能用于分离颗粒分布中的大颗粒,在某些情况下,其本身就是能进行适当的污染控制,它的主要用途是对更有效的控制装置作为一种初筛选装置。
在大颗粒特别多的地方,沉降室能除掉颗粒分布中的大量大颗粒,这些颗粒如不除掉,就要堵塞其它控制装置。
(一) 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,引流动截面积扩大,流速迅速下降,气流为层流,尘粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。
第六章 除尘装置从气体中去除或捕集固态或液态微粒的设备称为除尘装置或除尘器。
根据主要除尘机理,目前常用的除尘器可分为:(1)机械式除尘器;(2)电除尘器;(3)袋式除尘器(4)湿式除尘器等。
近年来为提高对微粒的捕集效率,陆续出现了综合几种除尘机制的一些新型除尘器,如通量力/冷凝(FF /C)洗涤器,高梯度磁分离器、荷电袋式过滤器、荷电液滴洗涤器等。
下面分别介绍几种常用除尘装置的工作原理。
第一节 机械式除尘器机械式除尘器通常指利用质量力(重力、惯性力和离心力等)的作用使颗粒物与气流分离的装置,包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。
一、重力沉降室重力沉降室是通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘起置,它的结构如图6-1所示。
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。
设计重力沉降室的模式有层流式和湍流式两种。
图6-1 简单的重力沉降室1.层流式重力沉降室沉降室设计的简单模式的假定是在沉降室内气流为校塞流,流动状态保持在层流范围内,颗粒均匀地分布在烟气中。
粒子的运动内两种速度组成。
在垂直方向,忽略气体的浮力,仅在重力和气体阻力的作用下,每个粒子以其沉降速度独立沉降,在烟气流动方向,粒子和气流具有相同的速度。
图6—2是这种沉降室纵截面的示意图。
图6-2 层流式重力沉降室纵断面图假定粒子沉降运动处于斯托克斯区域,则重力沉降室能100%捕集的最小粒子直径为2.湍流式重力沉降室重力沉降室设计的另一种模式是假定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。
图6-3为湍流式重力沉降室内粒子分离示意图。
图6-3 湍流式重力沉降室粒子分离示意图降低沉降室内气体流速,降低沉降室高度和增加沉降室长度,可提高粉尘的沉降效率。
为提高沉降室沉降效率和容积利用率,从降低高度出发,出现了设有多成水平隔板的多层沉降室;从增大长度出发,设计出带有多块垂直挡板的沉降室。
常见除尘装置及原理一、机械除尘器机械除尘器主要依靠机械力(如:重力、惯性力、离心力等)的作用,使粉尘与气体分离。
这种除尘器结构简单,费用较低,但除尘效率相对较低。
常见的机械除尘器包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。
1.重力沉降室:利用重力作用使粉尘沉降下来,主要用于除去粒径较大(通常大于50微米)的粉尘。
2.惯性除尘器:利用粉尘和气体在运动中的惯性力不同,使粉尘在气流方向改变时与气体分离。
3.旋风除尘器:利用离心力将粉尘从气体中分离出来,除尘效率较高,尤其对5微米以上粉尘的去除效果较好。
二、湿式除尘器湿式除尘器主要通过液体(如水)洗涤气体的方式,使粉尘和气体分离。
这种除尘器对细粉尘有较高的去除效率,但需要消耗大量的水,且容易造成二次污染。
常见的湿式除尘器包括喷淋塔、水膜除尘器等。
1.喷淋塔:通过喷淋水使气体中的粉尘与水接触并被洗涤下来。
2.水膜除尘器:利用水膜将气体中的粉尘吸附下来,同时水膜还能起到冷却的作用。
三、袋式除尘器袋式除尘器主要通过滤袋过滤的方式,使粉尘和气体分离。
这种除尘器对细粉尘有较高的去除效率,且滤袋更换方便,但滤袋成本较高。
常见的袋式除尘器包括脉冲袋式除尘器和反吹风袋式除尘器等。
1.脉冲袋式除尘器:利用脉冲喷吹装置清除附着在滤袋上的粉尘。
2.反吹风袋式除尘器:利用反吹气流清除附着在滤袋上的粉尘。
四、电除尘器电除尘器主要通过高压电场的作用,使气体电离,从而使带电的粉尘颗粒在电场中受力而被收集。
这种除尘器对细粉尘有很高的去除效率,但对烟气温度和湿度有一定的要求。
常见的电除尘器包括静电除尘器和电凝并除尘器等。
1.静电除尘器:利用高压电场使气体电离,带电的粉尘颗粒在电场中受到库仑力的作用而被收集。
2.电凝并除尘器:通过电场的作用使粉尘颗粒带上电荷,然后利用凝并技术将小颗粒凝并成大颗粒,再通过其他方式去除。
五、过滤式除尘器过滤式除尘器主要通过过滤材料过滤的方式,使粉尘和气体分离。
这种除尘器对细粉尘有较高的去除效率,且无需消耗大量的水或电,但需要定期更换过滤材料。