第5章机械式除尘器

第五章机械式除尘器2大纲要求•了解机械式除尘器得分类及特点；•熟悉机械式除尘器的工作原理和结构特征；•掌握重力除尘器的设计方法。3分类与特点•机械力除尘器是利用机械力（重力、惯性力、离心力）将尘粒从气体中分离的装置。这类除尘器主要包括重力除尘器、惯性除尘器和旋风除尘器等。•机械力除尘装置的特点是：–结构简单、造价低廉、使用和维护方便；–能处理粒子浓度高的气体，处理气量较大;–能适应高温烟气的处理；–除尘效率不高，一般用于多级除尘系统的预除尘或火星捕集。45.1重力除尘器•工作原理又叫重力沉降室，利用尘粒与气体的密度不同，通过重力作用使尘粒从气流中自然沉降分离的除尘设备，是一种最简单的除尘设备。5重力除尘器•基本结构–水平气流沉降室：单层重力沉降室和多层重力沉降室。包括气体进口管、沉降室、灰斗和出口管四大部分组成。67重力除尘器•基本结构–垂直气流沉降室：含尘气流从管道进人沉降室后，一般向上运动，由于横截面积的扩大，气体的流速降低，其中沉降速度大于气体速度的尘粒就沉降下来。8重力除尘器•重力沉降室主要特点–结构简单、造价低、维护管理容易；–压力损失小（50～100Pa）；–体积庞大；–除尘效率低。重力沉降室主要用以捕集那些密度大，粒径大于50µm的粗粉尘。在多级除尘系统中常作为高效除尘器的预除尘。9重力除尘器•捕集效率：–捕集条件：L/u≥H/us（t≥ts)–沉降速度：–分级效率：d=h/H=（us·L）/（u·H）＝usLW/Q•当其在t秒内沉降的高度恰好是h=H时，其分级效率等于100%；粒径大于dp的粉尘，则在t秒钟之前就到达了沉降室的底部落入灰斗，其分级除尘效率为100%；小于dp的粉尘可按分级除尘效率计算公式求得。（d≤1）18)(2gpsgdu10重力除尘器•捕集效率：–最小捕集粒径：理论上100％捕集的最小粉尘粒径min1818()()pgpguHQdgLgLW11重力除尘器•提高重力沉降室的捕集效率采取措施：–降低沉降室内气流速度u，0.2～2.0m/s；–降低沉降室的高度H；–增大沉降室长度L。在实际工作中多采用多层沉降室以降低H的办法。12重力除尘器•设计步骤–根据要求来确定该沉降室应能100%捕集的最小尘粒的粒径dmin；–根据粉尘的密度计算最小尘粒的沉降速度us；–选取沉降室内气体流速u；–根据现场的情况确定沉降室的高度H（或宽度W）；–按照公式计算沉降室的长度L和宽度W（或高度H）。13重力除尘器•设计注意问题：–沉降室内的气体流速一般取0.4～1m/s，应尽可能选低一些．以保持接近层流状态；–沉降室的高度应根据实际情况确定，尽量小一些，可加隔板分层布置，以减少沉降室长度；–为保证沉降室横截面上气流分布均匀，一般将进气管设计成渐宽管形，若受场地限制，可装设导流板、扩散板等气流分布装置；–用于净化高温烟气时，由于热压作用，排气口以下的空间的气流有可能减弱，从而使除尘效率降低，应使沉降室的进出口位置设计得低一些。1415165.2惯性除尘器惯性力、离心力和重力共同作用的结果。气体出口挡板挡板含尘气体17惯性除尘器•结构形式–碰撞式：冲击挡板的气流速度越大，捕尘的效率就越高，但阻力也越大。.–反转式：气流折转式。气流转换方向的曲率半径越小，就越能分离细小的尘粒。气流折转角越大，折转次数越多，气流速度越高，除尘效率越高，但阻力也越大。1819惯性除尘器•主要特征：–结构简单，阻力较小；–除尘效率比重力沉降室要高，但还是属于低效率除尘器，一般用于一级除尘或作高效除尘器的前级除尘；–适应于捕集粒径在10～20µm以上的金属或矿物性粉尘，对粘结性和纤维性粉尘，因易堵塞，故不宜采用。205.3旋风除尘器•基本结构–进气管–筒体–锥体–排气管–集尘室（灰斗）2122旋风除尘器•除尘原理–利用气流在旋转运动中产生的离心力来清除气流中尘粒。–外旋涡：向下准自由涡流–内旋涡：向上刚体旋转–上涡旋：顶部，粉尘外逸23旋风除尘器•切向速度与压力分布–切向速度：外漩涡处随半径增大而降低，内旋涡处随半径增大而增大，交界面处切向速度最大；d0=（0.6～1.0）de–压力：径向压力变化显著，由外壁向轴心逐渐降低，轴心处静压为负压，直至锥体底部均处于负压状态。24旋风除尘器•除尘性能–分割粒径：（概念）dc＝[（18·r·r0）/（p·c2）]1/2–应当指出，尘粒在旋风除尘器内的分离过程是非常复杂的,根据某些假设条件得出的理论公式还不能进行比较精确的汁算。目前，旋风除尘器的效率一般通过实验确定25旋风除尘器•影响旋风除尘器性能的主要因素–除尘器的比例尺寸：•在相同的切向速度下，筒体直径越小，除尘效率越高，但粉尘容易逃逸使效率下降；•锥体长度适当增加，有利于提高除尘效率，但会使阻力增加。因此高效除尘器锥体长度为筒体直径的2.8～2.85倍。筒体和锥体的总高度不超过筒体直径的5倍。•排气管直径越小，分割粒径就越小，除尘效率也就越高，但会引起阻力增大。—般取排气管直径为筒体直径的0.4～0.65倍。26比例变化性能趋向投资趋向压力损失效率增大旋风除尘器直径降低降低提高加长筒体稍有降低提高提高增大入口面积（流量不变）降低降低——增大入口面积（速度不变）提高降低降低加长锥体稍有降低提高提高增大锥体的排出孔稍有降低提高或降低——减小锥体的排出孔稍有提高提高或降低——加长排出管伸入器内的长度提高提高或降低提高增大排气管管径降低降低提高旋风除尘器27旋风除尘器•影响旋风除尘器性能的主要因素–除尘器底部的严密性：旋风式除尘器无论是在正压还是在负压下操作，其底部总是处于负压状态。（双翻板式或回转式锁气室）–进口风速：提高进口风速，使粉尘受到的离心力增大，分割粒径dc变小，除尘效率提高，烟气处理量增加。但入口风速过大，不仅使阻力急剧加大，还会加剧粉尘的返混，导致效率下降。进口风速—般取15～25m/s，但不应低于10m/s，以防进气管积尘。2829旋风除尘器•影响旋风除尘器性能的主要因素–烟尘的物理性质：尘粒的真密度和粒径越大，除尘效率越高；进口含尘浓度越大，除尘器压力损失下降，对效率影响不大；气体粘度增大和温度的升高，使除尘器的效率下降。–安装方式：进口速度较高时，惯性离心力大，重力的影响可以忽略，因此即使旋风除尘器水平安装甚至倒立，对其效率的影响不大。只有在进口流速较小，粉尘粒径较大，浓度较高时，重力对除尘效率才有影响。30旋风除尘器•旋风除尘器分类–切向进入式•直入式•蜗壳式–轴向进入式31323334旋风除尘器•旋风除尘器优点：–设备结构简单、体积小、占地面积少、造价低；–没有转动机构和运动部件，维护、管理方便；–可用于高温含尘烟气的净化；–干法清灰，有利于回收有价值的粉尘；–除尘器内易敷设耐磨、耐腐蚀的内衬，可用来净化含高腐蚀性粉尘的烟气。35旋风除尘器•旋风除尘器选用–旋风除尘器适合于分离密度较大、粒度较粗的粉尘，对于小于5m的尘粒和纤维性粉尘，捕集效率很低；–单台旋风除尘器的处理风量是有限的，当处理风量大时，需多个单台并联；–不适合于净化粘结性粉尘；–设计和运行时，应特别注意防止除尘器底部漏风，以免造成除尘效率下降；–在并联时用时，要尽量使每台旋风除尘器的处理风量相同；–在多级除尘系统中，旋风除尘器一般作为预除尘装置或火花捕集，有时也起粉料分级的作用。36旋风除尘器（设计）3/A2/A5.2/A75.1/AA3A2A5.2A75.1尺寸名称XLP/AXLP/BXLT/AXLT入口宽度，b入口高度，h筒体直径，D上3.85b下0.7D3.33b（b=0.3D）3.85b4.9b排出筒直径，de上0.6D下0.6D0.6D0.6D0.58D筒体长度，L上1.35D下1.0D1.7D2.26D1.6D锥体长度，H上0.50D下1.00D2.3D2.0D1.3D灰口直径，d10.296D0.43D0.3D0.145D压力损失12m/s700（600）5000（420）860（770）440（490）15m/s1100（940）890（700）1350（1210）670（770）18m/s1400（1260）1450（1150）1950（1740）990（1110）37旋风除尘器旋风除尘器的设计：①为防止粒子短路漏到出口管，h≤s，其中s为排气管插人深度；②为避免过高的压力损失，b≤（D－de）/2；③为保持涡流的终端在锥体内部，（H+L）≥3D；④为利于粉尘易于滑动，锥角＝7o～8o；⑤为获得最大的除尘效率，de/D≈0.4～0.5，（H+L）/de≈8～10；s/de≈1；38旋风除尘器