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1、第6章 除尘装置,主要内容： 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,6.1机械除尘器,重力沉降室 工作原理 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 设计模式：层流式、湍流式,6.1机械除尘器,重力沉降室 层流式 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,6.1机械除尘器,重力沉降室 层流式 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,6.1机械除尘器,重力沉降室 层流式 对于stokes粒子，重力沉降室
2、能100%捕集的最小粒子的dmin,6.1机械除尘器,重力沉降室 层流式 除尘效率： 求出对不同粒径的分级除尘效率，从而得到总除尘效率 提高除尘效率的方法： 降低室内气流速度 增大沉降室长度L 降低沉降室高度：多层沉降室,6.1机械除尘器,重力沉降室 层流式 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,多层沉降室 1.锥形阀；2.清灰孔；3.隔板,6.1机械除尘器,重力沉降室 湍流式 湍流模式：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
3、降而除去,6.1机械除尘器,重力沉降室 湍流式 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,6.1机械除尘器,重力沉降室 亦有人提出完全混合模式 三种模式的分级效率均可用 归一化,重力沉降室归一化的分级率曲线 a层流无混合 b湍流垂直混合 c湍流完全混合,6.1机械除尘器,重力沉降室 设计步骤： 确定需要100%捕集的粒经，并计算该粉尘的沉降速度vs 选取室内气流速度u，沉降室内的气流速度一般为0.22.0m/s 根据现场情况确定宽度W（或高度H） 按下式计算沉降室的长度L和宽度W（或高度H）,6.1机械除尘器,重力沉降室 例：设计锅炉烟气重力沉降
4、室，已知烟气量Q=2800m3/h，烟气温度150C，粉尘真密度p=2100kg/m3。要求能够100%去除dp30m的烟尘。 (150C下，空气粘度=2.410-5Pas),6.1机械除尘器,重力沉降室 优点 结构简单 投资少 压力损失小（一般为50100Pa） 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（ 50m以上）,6.1机械除尘器,惯性除尘器 工作原理： 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 结构形式：冲击式、反转式,6.1机械除尘器,惯性除尘器 结构形式： 冲击式
5、气流冲击挡板捕集较粗粒子 回转式改变气流方向捕集较细粒子,冲击式惯性除尘装置 a单级型 b多级型,反转式惯性除尘装置 a 弯管型 b 百叶窗型 c 多层隔板型,6.1机械除尘器,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1020m以上的粗颗粒 压力损失1001000Pa,6.1机械除尘器,旋风除尘器 工作原理： 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,普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排气管等组成 气流沿外壁由上向下旋转运动：外旋流 少量气体沿径向运动到中心区域 旋转气流在锥体底部
6、转而向上沿轴心旋转：内旋流 气流运动包括切向、轴向和径向：切向速度、轴向速度和径向速度,6.1机械除尘器,旋风除尘器 工作原理： 旋风除尘器内气流与尘粒的运动,切向速度决定气流质点离心力大小，颗粒在离心力作用下逐渐移向外壁 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 上涡旋气流从除尘器顶部向下高速旋转时，一部分气流带着细小的尘粒沿筒壁旋转向上，到达顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，最后从排出管排出,6.1机械除尘器,旋风除尘器： 旋风除尘器内气流的切向速度和压力分布,6.1机械除尘器,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 内涡旋的切向速度正比于半径，类似
7、于刚体旋转 内外涡旋的界面上气流切向速度最大 交界圆柱面直径d0=0.61.0(de)，de为排出管直径,6.1机械除尘器,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,6.1机械除尘器,压力损失计算： 旋风除尘器的压力损失 ：阻力系数 局部阻力系数,6.1机械除尘器,压力损失的影响因素： 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
8、 操作运行中可以接受的压力损失一般低于2kPa,6.1机械除尘器,旋风除尘器 除尘效率： 计算分割直径是确定除尘效率的基础 在交界面上尘粒的受力状况：惯性离心力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% ，此时的尘粒粒径即为分割粒径或临界粒径dcp,6.1机械除尘器,旋风除尘器 除尘效率： 令fc = fd时，得临界粒径： 临界粒径确定后，根据如下方法计算其他粒子的分级效率： 雷思-利希特模式： 经验公式：,6.1机械除尘器,旋风除尘器 分级效率曲线 ：二次效应,
9、6.1机械除尘器,旋风除尘器 影响除尘效率的主要因素： 二次效应及其控制 入口流速vi的影响： Vi越大，除尘效率越高；但vi过大，导致除尘器的阻力急剧上升。一般控制在12-25m/s之间 除尘器结构尺寸的影响： 细而长的旋风除尘器除尘效率高,6.1机械除尘器,旋风除尘器 影响除尘效率的主要因素： 除尘器下部的严密性： 在不漏风的情况下进行正常排灰,锁气器 (a)双翻板式 (b)回转式,6.1机械除尘器,旋风除尘器 影响除尘效率的主要因素： 操作变量 提高烟气入口流速，旋风除尘器分割直径变小，除尘器性能改善 入口流速过大，已沉积的粒子有可能再次被吹起，重新卷入气流中，除尘效率下降 效率最高时的
10、入口速度,6.1机械除尘器,旋风除尘器 旋风除尘器的结构形式： 按进气方式分 切向进入式 轴向进入式,a. 直入切向进入式 b. 蜗壳切向进入式 c. 轴向进入式,6.1机械除尘器,旋风除尘器 旋风除尘器的结构形式： 多管旋风除尘器,回流式多管旋风除尘器,6.1机械除尘器,旋风除尘器 结构形式： 型号代号的意义： C或X：除尘器 P-旁路式 L-离心式 T-筒式 K-扩散式 AB-产品代号 常用旋风除尘器 CLT CLT/A CLP 扩散式旋风除尘器 组合式多管旋风除尘器 旋风除尘器的并联和串联使用,6.1机械除尘器,旋风除尘器 设计选型： 选择除尘器的型式 根据含尘浓度、粒度分布、密度等烟气
11、特征，及除尘要求、允许的阻力和制造条件等因素 根据允许的压力降确定进口气速，或取为 1225 m/s 确定入口截面A，入口宽度b和高度h 确定各部分几何尺寸,6.1机械除尘器,旋风除尘器 设计选型：也可选择其它的结构，但应遵循以下原则 为防止粒子短路漏到出口管，hs，其中s为排气管插人深度； 为避免过高的压力损失，b（Dde）/2； 为保持涡流的终端在锥体内部，（H+L）3D； 为利于粉尘易于滑动，锥角7o8o； 为获得最大的除尘效率，de/D0.40.5，（H+L）/de810；s/de1；,旋风除尘器的设计,例题： 已知烟气处理量Q=5000m3/h，烟气密度=1.2kg/ m3，允许压力损失为900Pa。若选用XLP/B型旋风除尘器，试求其主要尺寸。 解：由式（626） 根据表61，5.8 参考XLP/B品系列；取D=700mm，,