东南大大气污染控制工程教案09湿式除尘器.docx

第15次课2学时上次课复习：颗粒状污染物控制技术本次课题（或教材章节题目）：第九章湿式除尘器第一节湿式除尘器概述第二节各类湿式除尘器举例教学要求：1、了解并掌握湿式除尘器除尘机理和特点；2、掌握常见的气液界面类型重点：L湿式除尘器除尘机理和特点2.常见的气液界面类型3,碰撞参数难点：湿式除尘器除尘机理和特点教学手段及教具：多媒体讲授内容及时间分配：1 .概述2 .除尘机理3 .气液界面及除尘器的型式讲课时间：2学时课后作业参考资料第九章湿式除尘器湿式除尘是利用洗涤液来捕集粉尘，利用粉尘与液滴的碰撞及其它作用来使气体净化的方法。特点（优点）：不仅可除粉尘，还可净化气体；效率较高，粉尘粒径较小；体积小，占地面积小；能处理高温、高湿的气流。缺点：有泥渣；防冻设备（冬天）；易腐蚀设备：动力消耗大。工程上使用的湿式除尘器型式很多，大体分为低能、高能两类。低能压力损失0.2-1.5KPa,包括喷雾塔、旋风洗涤器等。一般耗水量（L/G比）0.5-3.01/0?,对10m以上的n可达90-95%。常用于焚烧炉、化肥制造、石灰窑的除尘，高能湿式除尘器AP=2.5-9.0KPa,可达95%以上。如文丘里洗涤器。一、湿式除尘机理湿式除尘机理涉及各种机理中的一种或几种。主要是惯性碰撞、扩散效应、粘附、扩散漂移和热漂移、凝聚等作用。1.惯性碰撞惯性碰撞是湿式除尘的一个主要机理。现讨论尘粒、液滴和气流性质对碰撞的影响问题，为简化,现考虑下述模型：含尘气流在运动过程中同液滴相遇，在液滴前Xd处气流开始改变方向，绕过液滴运动，而惯性较大的尘粒有继续保持其原来直线运动的趋势。尘粒运动主要受两个力支配，即其本身的惯性力以及周围气体对它的阻力。定义：尘粒从脱离流线到惯性运动结束时所移动的直线距离为粒子的停止距离Xs,Xd为原始距离,气流改变方向时，液滴距尘粒的距离。若Xs2xd时发生碰撞。定义XS与液滴直径孔的比值为惯性碰撞数Ni,对Stocks粒子的除尘效率有：Ni吟=Vp在流动方向上粒子的速度，m/s；Vl液滴的速度，m/s；C肯尔汉校正系数，5m的粒子必须考虑修正。由上式可见，当尘粒直径和密度确定以后，碰撞参数与粒子和液滴之间的相对速度成正比，而与液滴直径成反比。所以对于给定的烟气系统，要提高（P值，必须提高气液相对运动速度和减小液滴直径。目前，工业上常用的各种湿式除尘器基本上是围绕这两个因素发展起来的。但液滴直径并非愈小愈好，直径过小，液滴容易随气流一起运动，减小了气液相对运动速度。气体的粘度越大则效率愈低。现以液滴直径dD代替Xd,液滴直径dD大，流线拐弯处的距离越大，Xd越大，将XS与ch的比值称为碰撞数Nio尘粒与液滴间的碰撞率，即尘粒从气流中除去的效率与此碰撞数有关。粉尘运动时主要受两个力的作用：惯性力R和阻力fd。FLm”,dtX_ VPOdPPPS - 18N 二 VPOdPPPL 18皿R=ftl时经过积分得XS（过程见书P5-20）Vp0相对速度，即尘粒相对于液滴的速度;匕，VN/OC叱dD一一液滴直径。%碰撞数的影响因素：Vp0:VPO增大，Ni增大，则效率增大。dD：dD增大，Ni减小，则效率减小。但太小，相对速度会变得太小，粉尘跟液滴碰撞不上。一般dD>100m（据SK）CkS公式可推算出来）分大生选小；uPd小冬选大;%150dp小（lm）,>150dpdpdpdp>100mdp大（5-10m）,<150另一种解释方法:图（a）图（b）图（C）图（d）尘粒的惯性越大，气体流线曲率半径越小,粒与液滴碰撞时，尘粒若能被该液体润湿,尘粒脱离流线而被液滴捕集的可能性越大。如图a,当尘则进入液体内部（b）,若不能被润湿，则粘附在液滴表面。所有接近液滴的尘粒，在直径曲的面积范围内将与液滴碰撞（c）。通常把气流中又可能被分离的垂直从捕集角度来看，希断面面积与液滴在气流方向上的投影面积之比叫做碰撞效率,望Th接近于1，0与惯性参数中的关系为:大气污染控制工程教案9+0.6518“2 .扩散效应、粘附、扩散漂移和热漂移4D扩散几率：=-为液滴周围气膜的有效厚度。D为扩散系数。Vs=Vp-Vl若气流中含有饱和蒸汽，当其与较冷液滴接触时，饱和蒸汽会在较冷的液滴表面上凝结，形成一个向液滴运动的附加气流，这就是所谓的热漂移和扩散漂移，这种气流促使较小尘粒向液滴移动，并沉积在液滴表面而被捕集。3 .凝聚作用排烟中常含有水蒸汽、气态有机物等。随着温度降低，这些凝结成分就会被吸附在粉尘表面，使尘粒彼此凝聚成较大的二次粒子，易于被液滴捕集。二、气液界面及除尘器的型式用液体来洗涤和捕集气体中微粒，大体要在四种气一液交界面上进行。即气泡表面、液体喷射表面、液膜表面以及液滴表面。现分析如下：1 .气泡表面含尘气流通过多孔板上的液体时，气体在孔眼处形成气泡，并逐渐变大，随后上升通过液层，筛板可分为三个区域：最下层是鼓泡区，主要为液体；中间层是运动的气泡层，主要使气体，液体是以气泡膜的形式存在；上层是溅沫区，液体变成了不连续的溅沫。气流中的尘粒主要在气泡区被捕集。A溅沫区A运动的气泡区A鼓泡区2 .液体射流表面压力喷咀形成的射流。喷出的射流经一定距离后破碎为直径分布范围很广的液滴群。气体和液体发生强烈混合，常见的除尘器是引射式文丘里洗涤器，由于尘粒和液滴相对速度较小，故此装置的捕集效率不很高，但由于液体喷射的抽吸作用，气体不需引风设备。3 .液膜液体依靠其流动性，润湿性在固体表面铺展开来，即形成液膜，如洗涤塔，内装装填料，在填料表面形成液膜。4 .液滴靠机械力、惯性力以及摩擦力等使液体分散在大量气体中，从而形成液滴。