大气污染控制工程 第三章 除尘技术及装置

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1、第三章除尘技术及装置本章要点掌握颗粒的粒径及粒径分布、粉尘的物理性质、净化装置的性能、颗粒捕集的理论基础。掌握机械式除尘：重力沉降室，旋风除尘器捕集原理、压力损失及除尘效率旋风除尘器的分类及典型结构，选型设计。掌握过滤式除尘：袋式除尘器的基本原理，滤料，结构型式和性能，影响除尘效率的因素，压力损失，选型设计。掌握电除尘：除尘过程及荷电机理，驱进速度与捕集效率，影响电除尘效率的因素，电除尘器基本结构型式及选用。2一.除尘技术基础1.粉尘的物理性质①密度：堆积密度其中：为真密度②比表面积：m2/m3或m2/kg34以质量为

2、基准定义的比表面积为③粉尘的浸润性若粉尘的含水量为mW(g)，干粉尘质量为md(g)，则粉尘的含水率w(%)定义为：④粉尘的荷电性及导电性粉尘导电容积导电表面导电5比电阻⑤粉尘的粘附性：粉尘彼此相互附着⑥粉尘的安息角与滑动角⑦爆炸性：可燃性悬浮物在一定的浓度范围内会导致化学爆炸2.粉尘粒径及粒径分布①单一粒径6单一粒径投影径长径短径定向粒径dF定向面积等分径dM几何当量径等投影面积径dA:等体积径dV等表面积径dS体积表面积平均径物理当量径空气动力直径da斯托克斯直径/沉降直径dst筛分粒径：20µm～12mm。78空

3、气动力直径da指与被测粒子在空气中的终端沉降速度相同、密度为1(g/cm3)的球的直径，其单位用μm(g/cm3)1/2。斯托克斯直径/沉降直径dst9②平均粒径103.粒径分布(1)粒径分布的表示方法①相对频数（或频率）分布ΔD（%）②频度分布f（%/μm）（%·μm-1）11③筛上累计分布R（%）筛下累计分布12众径中位径13（2）分布函数①正态分布(高斯分布)频率密度函数为：1415对数正态分布函数为：式中dg是几何平均粒径，并等于中位径d50；σg是几何标准差，有粒径分布遵从对数正态分布，则以质量、个数和表面积

4、表示的粒径分布，皆遵从对数正态分布。在对数概率纸上代表这三种分布的直线互相平行。1617、、分别是以粒子的质量、个数和表面积表示的对数正态分布的中位径。长度平均粒径表面积平均粒径体积平均粒径积平均粒径18例3－1某粉煤燃烧产生的飞灰的粒径分布遵从对数正态分布，当以质量表示其粒径分布时，中位径为21.5μm，dp（D=15.87%）=9.8μm。试确定以及个数表示时对数正态分布函数的特征值和算术平均粒径。解：对数正态分布函数的特征数是中位径和几何标准差。由图3－5（图中横坐标是对数坐标）得，所以，19由于对数正态分布以个

5、数和质量表示的几何标准差相等，故即为以个数表示的几何标准差。由式（3－28）得以个数表示的中位径μm由式（3－30）的算术平均粒径μm20③罗辛—拉姆勒分布(R-R分布)适用于破碎、研磨、筛分过程中产生的细粒子及分布很广的各种粉尘214.除尘装置的性质（1）总捕集效率入口气体流量为Qi（m3/s），污染物浓度为Ci(g/m3)，污染物流入量为Si（g/s）；净化装置的出口对应Qo（m3/s），So（g/s）,Co(g/m3)。若净化装置捕集的污染物的量为Sc（g/s），则有总捕集效率：22换算成标准态漏风情况23…分别

6、为第1，2，…，n个除尘器的除尘效率。(2)分级捕集效率粉尘流量为（g/s）,则粒径为范围内的颗粒的分级效率为（％）。其数学表达式为若以（g/s）表示在范围内的出口粉尘流量，则粒径为范围内的颗粒的分级通过率为24除尘器总效率和分级效率的关系式其中，是相对频数（3）除尘装置的压力损失25（4）除尘装置的分类及其性能比较2627二.机械式除尘器1.重力沉降室特性：构造简单、造价低、耗能小、便于维护管理；可以处理高温气体（烟气温度350～550℃）；阻力50～130Pa；除尘效率40～60％；去除大于40～50μm的大颗粒；

7、作为预除尘器使用。①分类水平气流沉降室垂直气流沉降室2829（a）屋顶式沉降室扩大烟管式沉降室带有锥型导流器的扩大烟管式沉降室30②水平气流沉降室的主要设计计算沉降室内气体流速一般为0.2～2m/s。沉降室的高度(m)应根据实际需要而定。31Q、vLH要使粒径为dp(m)的尘粒在沉降室中全部沉降下来，必须保证即不同粒径的尘粒的沉降速度可按斯托克斯公式计算32因为>>这种沉降室对各种不同粒径尘粒(m)的分级除尘效率按下式求得由上式可见，要提高沉降室的捕集效率，可从三个方面入手：(1)降低室内气体流速v；(2)降低沉降室高

8、度H；(3)增加沉降室长度L。3334为提高除尘效率，可降低沉降室的高度，在沉降室中装许多水平隔板，形成一层层气流通道，就是多层沉降室35n块隔板将高度为的沉降室分为个n+1个通道：由上分析得知，多层沉降室的分级效率比单层沉降室的效率高（n+1）倍，而能捕集的最小粒径比单层沉降室小倍沉降室分层越多，除尘效果就越好，但必须使各层隔板