大气污染控制工程

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1、【课前回顾】5分钟粉尘粒径及粒径分布，颗粒沉降速度。【新课导入】1-2分钟大颗粒粉尘自然沉降，百叶窗的拦截作用。【新课讲授】75分钟第四章除尘技术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

2、理。4.2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

3、，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。-32-图6－2层流式重力沉降室纵断面图　　图6-2为颗粒在降尘室内的运动情况。设气流的速度为u，颗粒的沉降速度为ut，降尘室高度H、宽度B、长度L，则颗粒的停留时间为t0=L/u。而从室顶到室底的沉降时间为tt=H/ut。故要想使颗粒从降尘室中被除去，必须满足：　　　　　　　　　　　　　　　　　

4、　　　　　　　　能够刚好被100%除去的最小颗粒，将满足其中的条件，即　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　此时气体体积流量　　　　　　　　　式中A为降尘室底面积。　　上式表明，降尘室生产能力（用气体体积流量表示）与底面积、沉降速度有关，而与降尘室高度无关，所以降尘室一般采用扁平的几何形状，或在室内加多层隔板，形成多层降尘室。常用的隔板间距为40~100mm。　　假设颗粒沉降服从斯托克斯公式，根据式3-41、3-46，可得处理量为Vs时能够被100%除去的最小颗粒直径为：　　　　　　　　　　　　　

5、　　　　理论上讲，凡是满足t03tt条件的颗粒均能被100%除去，但实际上，由于降尘室内流速分布不均，使得部分气体停留时间较短，分离效果不象理论计算的那样理想。因此，气流在降尘室的均匀分布十分重要。另外，降尘室内气体流速不应过高，以免将已沉降下来的颗粒重新扬起。根据经验，多数灰尘的分离，可取u<3m/s，对于较易扬起灰尘的，宜取u<1.5m/s。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

6、湍流式重力沉降室内粒子分离示意图。-32-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。3.优缺点及注意事项沉降室适用于净化密度大，颗粒粗的颗粒，特别是磨损性很强的粉尘。它能捕集50微米以上的尘粒，而不宜捕集20微米以下的尘粒，其缺点是体积大，沉降效率低。因此只能作为高效除尘的预除尘装置，除去大于50微米的尘粒

7、。但因其结构简单，投资少，维护管理容易及压力损失少等优点，仍有一定应用。重力沉降室的优点是:结构简单，上马快，投资省，气体阻力小(一般为7-15毫米水柱)，无需加大引风机。缺点是:较小的尘粒(小于505的烟尘)不易除掉，占地面积大。设计及安装时应注意以下几点:1.沉降室尺寸以矮、宽、长的原则布置为宜，2.沉降室可设置一定数量的挡板(或挡墙)以增加气流扰动，提高除尘效率，3.沉降室宜布置在锅炉与引风机之间，这样可以减少烟尘对引风机的磨损，4.由于烟气中的一些分子溶于水，使水封池呈酸性，这对除尘室引风机、烟囱等有

8、一定的腐蚀，必须采取有效的防腐措施。这种除尘器的除尘效率一般为50-80%。例:降尘室计算　　用降尘室除去矿石焙烧炉炉气中的氧化铁粉尘（密度4500kg/m3），操作条件下的气体体积流量为6m3/s，密度为0.6kg/m3，粘度为0.03cP，降尘室高2m，宽2m，长5m。试求能100%除去的最小尘粒直径。若将该降尘室用隔板分成10层（不计隔板厚度），而需完全除去的最小颗粒要求不变，则降尘室的气体处