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第五章 机械除尘 机械除尘器 电除尘器 湿式除尘器 过滤式除尘器 除尘器的选择与发展 除尘装置 从气体中除去或收集固态或液态粒子的设备称为除尘装置 湿式除尘装置 干式除尘装置 按分离原理分类 ： 重力除尘装置（机械式除尘装置） 惯性力除尘装置（机械式除尘装置） 离心力除尘装置（机械式除尘装置） 洗涤式除尘装置 过滤式除尘装置 电除尘装置 声波除尘装置 机械除尘器 机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力）的作用使颗粒物与气体分离的装置，常用的有： 重力沉降室 惯性除尘器 旋风除尘器 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装置 气流进入重力沉降室后，流动截面积扩大，流速降低，较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降 层流式和湍流式两种 层流式重力沉降室 假定沉降室内气流为柱塞流；颗粒均匀分布于烟气中 忽略气体浮力，粒子仅受重力和阻力的作用 层流式重力沉降室 沉降室的长宽高分别为L、W、H，处理烟气量为Q 气流在沉降室内的停留时间 在t时间内粒子的沉降距离 该粒子的除尘效率 层流式重力沉降室 对于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin = ? 层流式重力沉降室 提高沉降室效率的主要途径 降低沉降室内气流速度 增加沉降室长度 降低沉降室高度 沉降室内的气流速度一般为0.3～2.0m/s 层流式重力沉降室 多层沉降室：使沉降高度减少为原来的1/（n+1），其中n为水平隔板层数 考虑清灰的问题，一般隔板数在3以下 湍流式重力沉降室 湍流模式1－假定沉降室中气流处于湍流状态，垂直于气流方向的每个断面上粒子完全混合 宽度为W、高度为H和长度为dx的捕集元，假定气体流过dx距离的时间内，边界层dy内粒径为dp的粒子都将沉降而除去 湍流式重力沉降室 粒子在微元内的停留时间 被去除的分数 对上式积分得 边界条件： 得 因此，其分级除尘效率 湍流式重力沉降室 湍流模式2－完全混合模式，即沉降室内未捕集颗粒完全混合 单位时间排出： （ 为除尘器内粒子浓度，均一） 单位时间捕集： 总分级效率 湍流式重力沉降室 三种模式的分级效率均可用 归一化 对Stokes颗粒，分级效率与dp成正比 重力沉降室 重力沉降室的优点 结构简单 投资少 压力损失小（一般为50～100Pa） 维修管理容易 缺点 体积大 效率低 仅作为高效除尘器的预除尘装置，除去较大和较重的粒子 惯性除尘器 机理 沉降室内设置各种形式的挡板，含尘气流冲击在挡板上，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 结构形式 冲击式－气流冲击挡板捕集较粗粒子 反转式－改变气流方向捕集较细粒子 惯性除尘器 应用 一般净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘 净化效率不高，一般只用于多级除尘中的一级除尘，捕集10～20μm以上的粗颗粒 压力损失100～1000Pa 旋风除尘器 利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置 旋风除尘器内气流与尘粒的运动 旋风除尘器气流与尘粒的运动 旋风除尘器内气流与尘粒的运动（续） 旋风除尘器 旋风除尘器内气流的切向速度和压力分布 旋风除尘器 切向速度 外涡旋的切向速度分布：反比于旋转半径的n次方 此处n ? 1，称为涡流指数 内涡旋的切向速度正比于半径 内外涡旋的界面上气流切向速度最大 交界圆柱面直径 dI = ( 0.6～1.0 ) de , de 为排气管直径 旋风除尘器 径向速度 假定外涡旋气流均匀地经过交界圆柱面进入内涡旋 平均径向速度 r0和h0分别为交界圆柱面的半径和高度，m 轴向速度 外涡旋的轴向速度向下 内涡旋的轴向速度向上 在内涡旋，轴向速度向上逐渐增大，在排出管底部达到最大值 旋风除尘器 旋风除尘器的压力损失 ?：局部阻力系数 A：旋风除尘器进口面积 局部阻力系数 旋风除尘器 旋风除尘器的压力损失 相对尺寸对压力损失影响较大，除尘器结构型式相同时，几何相似放大或缩小，压力损失基本不变 含尘浓度增高，压力降明显下降 操作运行中可以接受的压力损失一般低于2kPa 旋风除尘器 旋风除尘器的除尘效率 计算分割直径是确定除尘效率的基础 在交界面上，离心力FC，向心运动气流作用于尘粒上的阻力FD 若 FC FD ，颗粒移向外壁 若 FC FD ，颗粒进入内涡旋 当 FC = FD时，有50%的可能进入外涡旋，既除尘效率为50% 旋风除尘器 旋风除尘器的除尘效率（续） 对于球形Stokes粒子 分割粒径