《机械式除尘》PPT课件.ppt

第五章 机械式除尘,机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力）的作用使颗粒物与气体分离的装置，常用的有：重力沉降室惯性除尘器旋风除尘器,第一节 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装置 气流进入重力沉降室后，流动截面积扩大，流速降低，较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降 层流式和湍流式两种,第一节 重力沉降室,层流式重力沉降室,假定沉降室内气流为柱塞流；颗粒均匀分布于烟气中忽略气体浮力，粒子仅受重力和阻力的作用,纵剖面示意图,第一节 重力沉降室,层流式重力沉降室,沉降室的长宽高分别为L、W、H，处理烟气量为Q 气流在沉降室内的停留时间在t时间内粒子的沉降距离该粒子的除尘效率,第一节 重力沉降室,层流式重力沉降室,对于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin=?,第一节 重力沉降室,层流式重力沉降室,提高沉降室效率的主要途径降低沉降室内气流速度增加沉降室长度降低沉降室高度沉降室内的气流速度一般为0.32.0m/s,不同粉尘的最高允许气流速度,第一节 重力沉降室,层流式重力沉降室,多层沉降室：使沉降高度减少为原来的1/（n+1），其中n为水平隔板层数 考虑清灰的问题，一般隔板数在3以下,多层沉降室1.锥形阀；2.清灰孔；3.隔板,第一节 重力沉降室,重力沉降室的优点结构简单投资少压力损失小（一般为50100Pa）维修管理容易缺点体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,机理 沉降室内设置各种形式的挡板，含尘气流冲击在挡板上，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,第二节 惯性除尘器,结构形式冲击式气流冲击挡板捕集较粗粒子反转式改变气流方向捕集较细粒子,冲击式惯性除尘装置a单级型 b多级型,反转式惯性除尘装置a 弯管型 b 百叶窗型 c 多层隔板型,第二节 惯性除尘器,应用一般净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘净化效率不高，一般只用于多级除尘中的一级除尘，捕集1020m以上的粗颗粒压力损失1001000Pa,第二节 惯性除尘器,利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置,第三节 旋风除尘器,一、工作原理,1、旋风除尘器内气流与尘粒的运动,气流从宏观上看可归结为三个运动：外涡旋、内涡旋、上涡旋。,含尘气流由进口沿切线方向进入除尘器后，沿器壁由上而下作旋转运动，这股旋转向下的气流称为外涡旋（外涡流）。,第三节 旋风除尘器,外涡旋到达锥体底部转而沿轴心向上旋转，最后经排出管排出。这股向上旋转的气流称为内涡旋（内涡流）。,外涡旋和内涡旋的旋转方向相同，含尘气流作旋转运动时，尘粒在惯性离心力推动下移向外壁，到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗。,1、旋风除尘器内气流与尘粒的运动（续）,第三节 旋风除尘器,气流从除尘器顶部向下高速旋转时，顶部压力下降，一部分气流会带着细尘粒沿外壁面旋转向上，到达顶部后，在沿排出管旋转向下，从排出管排出。这股旋转向上的气流称为上涡旋。,1、旋风除尘器内气流与尘粒的运动（续）,第三节 旋风除尘器,2、旋风除尘器内气流的速度,为方便，常把内外旋流气体的运动分解为三个速度分量：切向速度Vc、径向速度Vr、轴向速度Vz。切向速度切向速度是决定气流合速度大小的主要速度分量，也是决定气流质点离心力和颗粒捕集效率的主要因素。,旋风除尘器内气流的切向速度分布,第三节 旋风除尘器,切向速度外涡旋的切向速度分布：反比于旋转半径的n次方 此处n 1，称为涡流指数 内涡旋的切向速度正比于半径 内外涡旋的界面上气流切向速度最大 交界圆柱面直径 dI=(0.61.0)de,de 为排气管直径,第三节 旋风除尘器,径向速度 假定外涡旋气流均匀地经过交界圆柱面进入内涡旋平均径向速度 r0和h0分别为交界圆柱面的半径和高度，m 轴向速度外涡旋的轴向速度向下内涡旋的轴向速度向上在内涡旋，轴向速度向上逐渐增大，在排出管底部达到最大值,第三节 旋风除尘器,二、旋风除尘器的压力损失,第三节 旋风除尘器,除尘器内的压力 分布,二、旋风除尘器的压力损失：局部阻力系数 缺乏实验数据时，可用下式表示：A：旋风除尘器进口面积 局部阻力系数,第三节 旋风除尘器,二、旋风除尘器的压力损失相对尺寸对压力损失影响较大，除尘器结构型式相同时，几何相似放大或缩小，压力损失基本不变 含尘浓度增高，压力降明显下降 操作运行中可以接受的压力损失一般低于2kPa,第三节 旋风除尘器,三、旋风除尘器的除尘效率计算分割直径是确定除尘效率的基础 分级效率为50%的粉尘粒径为临界粒径或分割直径dc50。临界粒径dcp愈小，除尘效率愈高。,第三节 旋风除尘器,三、旋风除尘器的除尘效率,第三节 旋风除尘器,尘粒在旋风器中受到两个力的作用：a.离心力b.向心力,三、旋风除尘器的除尘效率,第三节 旋风除尘器,离心力fc：向心力fd：(Rep1时),三、旋风除尘器的除尘效率,第三节 旋风除尘器,在交界面上尘粒有三种情况：fcfd 移向外壁fdfc 移向内壁fc=fd 进去50%，出来50%，即除尘效率为50%。一般而言：dp(100%)2-3dp(50%),三、旋风除尘器的除尘效率,第三节 旋风除尘器,临界粒径dcp 根据假想圆筒理论求取 由 ft=fd 得：r0假想圆柱面半径当处理气量为Q(m3/s)时，则代入上式得：,三、旋风除尘器的除尘效率（续）Dcp确定后，雷思一利希特模式计算其它粒子的分级效率 另一种经验公式,第三节 旋风除尘器,影响旋风除尘器效率的因素进口速度Vi Vi增大，则切向速度V增大，dcp减小，效率增大。但不能过大，过大会影响气流运动的方向（剧烈、方向混乱），破坏了正常的涡流运动，另外阻力会加大，故常选用V2=1225m/s。,第三节 旋风除尘器,影响旋风除尘器效率的因素（续）比例尺寸在相同的切向速度下，筒体直径愈小，离心力愈大，除尘效率愈高；筒体直径过小，粒子容易逃逸，效率下降。锥体适当加长，对提高除尘效率有利排出管直径愈少分割直径愈小，即除尘效率愈高；直径太小，压力降增加，一般取排出管直径de=（0.40.65）D。特征长度（natural length）-亚历山大公式旋风除尘器排出管以下部分的长度应当接近或等于l，筒体和锥体的总高度以不大于五倍的筒体直径为宜。,第三节 旋风除尘器,影响旋风除尘器效率的因素（续）比例尺寸对性能的影响,第三节 旋风除尘器,影响旋风除尘器效率的因素（续）除尘器下部的严密性在不漏风的情况下进行正常排灰,锁气器(a)双翻板式(b)回转式,第三节 旋风除尘器,影响旋风除尘器效率的因素（续）烟尘的物理性质气体的密度和粘度、尘粒的大小和比重、烟气含尘浓度,第三节 旋风除尘器,a.直入切向进入式 b.蜗壳切向进入式 c.轴向进入式,四、结构形式进气方式分 切向进入式轴向进入式,第三节 旋风除尘器,四、结构形式（续）气流组织分 回流式、直流式、平旋式和旋流式 多管旋风除尘器 由多个相同构造形状和尺寸的小型旋风除尘器（又叫旋风子）组合在一个壳体内并联使用的除尘器组常见的多管除尘器有回流式和直流式两种,回流式多管旋风除尘器,第三节 旋风除尘器,五、选择除尘器的型式 根据含尘浓度、粒度分布、密度等烟气特征，及除尘要求、允许的阻力和制造条件等因素 根据允许的压力降确定进口气速，或取为 1225 m/s确定入口截面A，入口宽度b和高度h 确定各部分几何尺寸,第三节 旋风除尘器,旋风除尘器的比例尺寸,第三节 旋风除尘器,也可选择其它的结构，但应遵循以下原则 为防止粒子短路漏到出口管，hs，其中s为排气管插人深度；为避免过高的压力损失，b（Dde）/2；为保持涡流的终端在锥体内部，（H+L）3D；为利于粉尘易于滑动，锥角7o8o；为获得最大的除尘效率，de/D0.40.5，（H+L）/de810；s/de1；,第三节 旋风除尘器,例题：已知烟气处理量Q=5000m3/h，烟气密度=1.2kg/m3，允许压力损失为900Pa。若选用XLP/B型旋风除尘器，试求其主要尺寸。解：由式（519）根据表51，5.8 v1 的计算值与表52的气速与压力降数据一致。参考XLP/B品系列；取D=700mm，,第三节 旋风除尘器,