大气污染控制工程讲义PAGE９６第六章除尘装置第一节机械式除尘器一重力沉降室—最简单的除尘器1．定义：通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置2．结构及工作原理：结构：原理：含尘气体由断面较小的风管进入重力沉降室后，由于流动截面积扩大，使气流速度大大降低，气流为层流，较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。3．层流式重力沉降室的设计计算假设：①通过重力沉降室断面的水平气流的速度V分布式均匀的，呈层流状态；②入口断面上粉尘分布均匀，即每个颗粒以自己的末端沉降速度沉降，互不影响；③在水平方向上尘粒和气流速度相等为v0，在垂直方向上，以末端沉降速度沉降us沉降，忽略流体浮力，只受重力和流体阻力的作用。假定：①沉降室内气流为活塞流，流速为vo，流动状态为层流：同一截面的粒子不混合；②气流进入沉降室时，颗粒均匀分布气流中；③粒子速度：v水平=vo，粒子与气流具有相同速度；V垂直=us，只受FG,FD,忽略FB;设沉降室的长、宽、高分别为L、W、H，处理烟气量为Q（m3/s）（1）气流在沉降室内的停留时间t；（2）在t时间内粒子的沉降距离为：（3）该粒子的分级除尘效率及总效率a若hC<H，只有在高度hC以下进入沉降室的粒子才能沉降，部分去除分级除尘效率：总效率：b若hC≥H，对于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin=?将代入上式，可求出沉降室能100%捕集的最小粒径dmin注：上式是在理想状况下得到的，实际中常出现反混现象，工程上常用分级效率公式的一半作为实际分级效率，即，这样理论和实践更接近。说明：1．若没有特殊说明，都可以采用斯托克斯沉降公式。2．沉降室内的气流速度一般为0.3～2.0m/s。3．Dmin越小，说明该重力沉降室的除尘效率越高。4．提高沉降室效率的主要途径：①降低沉降室内气流速度Vo↓→Q↓②增加沉降室长度L↑③降低沉降室高度H↓，增加斜板来减少H（Vo不变），但隔板数（层数）n不大于3注意：层距≥25mm，不应处理高浓度含尘气体；若处理高温烟气，应防止隔板变形，隔板间设置清扫刷或用水冲洗；5．分级除尘效率正比于粒径的平方，故沉降室对小颗粒的粉尘去除效果较差，适宜于捕集密度大、颗粒粗的粉尘，一般dp>50μm。ni∝us∝dp26．重力沉降室的优点：结构简单，施工容易（砖砌或钢板焊制）投资少，造价低压力损失小（一般为50～100Pa）维修管理容易缺点：体积大，占地面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；第一级除尘二惯性除尘器1除尘机理：为提高除尘效率，沉降室内设置各种形式的挡板，含尘气流冲击在挡板上，或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。2．结构形式冲击式（惯性碰撞式）－气流冲击挡板捕集较粗粒子反转式（气流折转式）－改变气流流动方向捕集较细粒子冲击式惯性除尘器（a单级型b多级型）反转式惯性除尘器（a弯管型b百叶窗型c多层隔板型）说明：①气流速度越高，气流流动方向转变角度越大，转变次数越多，净化效率越高，阻力损失越大；②一般适于净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘，η高；③对于粘结性和纤维性粉尘，易堵塞，不宜采用；④压力损失100～1000Pa；⑤与重力沉降室相比，除尘效率明显改善，适于捕集10～20µm以上的粗颗粒，一般只用于多级除尘中的一级除尘。三旋风除尘器刚开始仅用来分离粗颗粒物料，后来逐渐用于气体净化，目前已有了捕集分离数微米细尘的高效除尘器，应用广泛，目前仍是中小型燃煤锅炉烟气净化的主要除尘设备之一。1．除尘原理：利用旋转的含尘气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置2．结构形式及工作过程结构：普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排气管等组成工作过程：含尘气体由除尘器进气口沿切线进入后，沿外壁自上向下做旋转运动。向下的旋转气流称外涡旋，外涡旋到达锥体底部后，转而向上，沿轴心向上旋转，最后从排气管排出。向上旋转的气流称为内涡旋。内外涡旋的旋转方向是一致的。在外涡旋中粉尘在离心力的作用下向边壁移动，到达边壁的粉尘在下旋气流和重力的共同作用下沿壁面落入灰斗。主体气流：外涡旋内涡旋局部涡流：上涡流：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，最后从排出管排出下涡流：外涡旋在运动到锥体底部向上折转时产生的局部涡流，下涡流一直会延伸到灰斗，将灰斗中的细尘搅起被向上气流带走。另外，在外涡旋，少量气体沿径向运动到中心区域在内涡旋，存在离心的径向运