大气污染控制工程 第六章 湿式除尘器
湿式除尘器的工作原理
湿式除尘器的工作原理湿式除尘器是一种常用于工业和环境领域的空气净化设备,其主要功能是通过湿润的环境将空气中的颗粒物捕捉并去除。
在湿式除尘器中,水作为清洗媒介,通过与空气接触,能有效地捕捉和去除微小颗粒物,从而改善空气质量,减少对人体健康和环境的危害。
1. 湿式除尘器的基本原理湿式除尘器基于湿润环境中水的吸附和沉降效应来实现颗粒物的分离。
当污染空气通过湿式除尘器时,水雾与颗粒物发生作用,使其附着在水滴上,形成较大的颗粒物。
水滴带着颗粒物进入冷却区域,在这里发生冷凝作用,使水滴形成更大的颗粒物。
水滴和附着在其上的颗粒物沉积下来,达到净化空气的目的。
2. 湿式除尘器的工作过程(1)预处理:在进入湿式除尘器之前,污染空气可能会经过一些预处理过程,例如预过滤器或旋风分离器,以减少颗粒物的数量和大小。
(2)湿润环境:在湿式除尘器中,水通过喷嘴产生雾化,使得空气中的颗粒物与水发生接触。
此时,水雾中的微小水滴可以捕捉和吸附颗粒物。
(3)冷却区域:在湿式除尘器内部,水滴和颗粒物一起进入冷却区域。
在这里,水滴会被冷凝过程中产生的热量吸收,从而形成更大的水滴和颗粒物。
(4)沉降:经过冷却后,水滴和附着在其上的颗粒物由于重力作用而沉降下来。
通过适当的设备设计和水流速度控制,可以使沉降的颗粒物集中在一定区域内,方便后续处理和清理。
3. 湿式除尘器的优势和应用领域(1)高效去除颗粒物:相比传统的干式除尘器,湿式除尘器能够更高效地去除微小颗粒物,尤其是直径小于10微米的细颗粒物。
(2)良好的脱硫效果:由于水的存在,湿式除尘器还可以有效地去除烟气中的二氧化硫等有害气体。
(3)适用范围广泛:湿式除尘器可用于燃煤电厂、钢铁冶炼厂、水泥厂等工业领域的气体净化处理,也可应用于环保领域的室内空气净化、废气处理等场景。
4. 我对湿式除尘器的观点和理解湿式除尘器作为一种常见的空气净化设备,在环保和健康领域发挥着重要的作用。
其工作原理相对简单,通过与水的接触将颗粒物从空气中捕捉和去除。
大气污染控制工程期末考试重点资料修改版
第一章概论1.大气污染:系指由于人类的活动或自然过程使得某些物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到了足够的时间,并因此而危害了人体的舒适、健康生活或危害了生态环境。
2。
全球性大气污染问题包括温室效应、臭氧层破坏和酸雨等三大问题。
3。
大气污染分类按影响范围:局城性污染、广域性污染、全球性污染、地区性污染按污染特征分类:煤炭型污染、石油型污染、混合型污染、特殊型污染按污染物的化学性质分类:还原型、氧化型按存在状态分为:气溶胶状态污染物(粉尘、烟、飞灰、黑烟、霾、雾),气体状态污染物(以二氧化硫为主的含S化合物、以NO为主的含N化合物、碳的氧化物、有机化合物、卤素化合物)4.大气污染源的分类污染源存在的形式:固定污染源和移动污染源污染物排放的方式:高架源和地面源。
污染源的几何形状:点源、面源和线源污染物排放的时间:连续源、间断源、瞬时源人类社会活动功能:工业污染源、农业污染源、交通运输污染源和生活污染源等5.一次污染物:直接从污染源排入大气的各种气体、颗粒物质等。
二次污染物:某些一次污染物在大气中与其他化学物结合而发生化学反应产生的新的污染物。
6.颗粒物:悬浮在大气中的微粒之统称。
降尘:粒径 > 10微米的固体颗粒物。
飘尘: 粒径 < 10微米的固体颗粒物。
第二章燃料与大气污染1.煤的分类:褐煤、烟煤、无烟煤2.燃料按物理状态分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三类.P293.煤的工业分析包括测定煤中水分、灰分、挥发分和固定碳,以及估测硫含量和热值。
4.灰分:是煤中不可燃矿物物质的总称。
5.元素分析:是用化学方法测定去掉外部水分的煤中主要组分碳、氢、氮、硫和氧等的含量.P316.煤中含有硫的形态(四种):黄铁矿硫(FeS2)、硫酸盐硫(MeSO4)、有机硫(CxHySz)和元素硫。
7.煤的成分表示方法中常用的基准有:收到基、空气干燥基、干燥基和干燥无灰基。
8.燃料完全燃烧的条件为:空气条件、温度条件、时间条件和燃料与空气的混合条件。
王书肖 大气污染控制工程 第六章
v 排出管以下部分的长度与特征长度相近 v 锥体和筒体的总高度不应大于筒体直径 D 的 5 倍
三、影响旋风除尘器内的因素
➢ 除尘器下部的严密性
v 在不漏风的情况下进行正常排灰 v 可以采用双翻版式或回转式的锁气器,从而保证除尘器下部的严密性。
二、旋风除尘器内的除尘效率
➢对于球形Stokes粒子
分割粒径
dc愈小,说明除尘效率越高,性能愈好
dc确定后,Leith一Licht模式计算其它粒子的分级效率
另一种经验公式:
二、旋风除尘器内的除尘效率
旋风除尘器除尘效率-粒径曲线
三、影响旋风除尘器内的因素
二次效应:被捕集粒子的重新进入气流
比例尺寸:高效旋风除尘器的各个部件都有一定的尺寸比例,这些比例 尺寸 关系的变动,都会影响旋风除尘器的效率和压力损失。 v 为获得最佳的除尘效率,一般取排出管直径
四、旋风除尘器的压力损失
➢ 压力损失公式:
ξ——局部阻力系数;
A——旋风除尘器进口面积
旋风除尘器型式
XLT
ξ
5.3
XLT/A Βιβλιοθήκη .5XLP/A 8.0XLP/B 5.8
v 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 v v 2000Pa
➢ 缺点:
v 体积大 v 效率低 v 仅作为高效除尘器的预除尘
装置,除去较大和较重的粒 子
第六章 除尘装置
6-2 旋风除尘器
旋风除尘器
使含尘气流作旋转运动,在离心力作用下使尘粒从气流中分离捕 集下来的装置。
一、旋风除尘器内的气流运动
《大气污染物控制工程》 袋式+湿式除尘
一、袋式除尘器的除尘过程
含尘气流从下部进入圆筒形滤袋, 在通过滤料的孔隙时,粉尘被捕集 于滤料上。
沉积在滤料上的粉尘,可在机械振 动的作用下从滤料表面脱落,落入 灰斗中。
粉尘捕集机理:筛分、拦截、惯性 碰撞、静电和扩散等。
机械振动袋式除尘器
一、袋式除尘器的除尘过程
粉尘初层
粉尘
滤网
新鲜滤料的除尘效率较低; 粉尘初层形成后,成为袋式除尘器的主要过滤层,提高了除尘效率; 滤布则主要起着形成粉尘初层和支撑骨架的作用
ΔPp 0~800
1600
500
300
800
Pj
v2
i 2i
减少△Pj的措施包括: (1) 减少局部阻力系数; (2) 改善流态,缩短流程; (3) 降低气体流动速度。
一、袋式除尘器的压力损失
达西(Darcy)方程
P vg
xK
(6-59)
K — 粉尘或滤料的渗透率(permeability),由实验测定
冲 产 生 冲 击 波 , 使滤袋振动,粉尘层脱落。
必须选择适当压力的压缩空气和适当的脉冲
持续时间 ( 通 常 为 0.1~0.2s)。
每清灰一次,叫做一个脉冲,全部滤袋完成
一个清灰循环的时间称为脉冲周期,通常为 60s。
气流喷嘴 气流脉冲
二、袋式除尘器的清灰
脉冲喷吹清灰
脉冲喷吹耗用压缩空气量
一、袋式除尘器的设计
设计流程
除尘器型式 滤料种类 清灰方式 过滤面积 规格尺寸
第四步:计算过滤面积
除尘器的总过滤面积由处理气体流量和速度确定:
袋式除尘装置
6-6 袋式除尘器的工作原理
空气过滤器:滤纸、玻璃纤维 袋式除尘器:织物纤维 颗粒层除尘器:砂、焦炭等颗粒物
大气污染控制工程-第六章-机械除尘器
18p vvT2r 0r0
dc愈小,说明除尘效率越高,性能愈好。 dc确定后,可根据雷思—利希特模式计算其他粒子的分级效率:
i
1
exp
0.6931
dp dc
1
n
1
n为涡旋指数。
另一种广泛采用的分级效率公式是分析大量实 验数据后提出的经验公式,其精度完全可以满 足工程设计的需要。
i
(d pi 1 (d
考虑漏风,按P142(5-47)
1 2N Q2N 1 0.340 12000 90.3%
1N Q1N
4.2 10000
5.7 解: 按《大气污染控(1 95%)(1 80%) 99%
粉尘浓度为
排放浓度为 排放量为
22.2 g / m3 10g / m3 2.22
(
p
) g 0.714 0.714
0.428 0.286
0.153(200 106 )1.1418500.7149.810.714 (1.81105 )0.4281.2050.286
1.03m / s
Re
p
d p u
200
10 6 1.205 1.03 1.8110 5
13.85
符合过渡区公式。
这种设备, 沿气流方向 设置一级或 多极挡板, 使气体中的 尘粒冲撞挡 板而被分离。
反转式惯性除尘装置
弯管型和百叶窗型反转式除尘装置和冲击式惯性除尘装置一样都适 于烟道除尘,多层隔板型的塔式除尘装置主要用于烟雾的分离。
3. 惯性除尘器的应用
一般惯性除尘器的气流速度愈高,气流方 向转变角度愈大,转变次数愈多,净化效率愈 高,压力损失也愈大。压力损失依型式而定, 一般为100-1000Pa。
空气污染控制工程课件第六章part2ESP
影响电场荷电的因素
粒径dp和介电常数ε 电场强度E0和离子密度N0
一般粒子的荷电时间仅为0.1s,相当于气流在除尘 器内流动10~20cm所需要的时间,一般可以认为粒子 进入除尘器后立刻达到了饱和电荷
(2)颗粒荷电 之 扩散荷电
与电场电荷过程相反,不存在扩散荷电的最大极限值 (根据分子运动理论,不存在离子动能上限) 荷电量取决于离子热运动的动能、粒子大小和荷电时间
火花率是单位时间电场出现火花放电的次数。随 着电场电压升高,火花率增加。电压高对除尘有 利,所以要保持较高的除尘效率,就要有一定的 火花率,大约在每分钟几百次;处理中比电阻尘, 最佳火花率在每分钟10~100次。 试验表明,脉冲供电比平稳直流供电更有利。峰 值电压有利于提高除尘效率,谷值电压可减少火 花放电和连续电弧的发生。
(2)颗粒荷电 之 电场荷电
颗粒荷电 电荷累积 颗粒场强增加
没有气体分子能够到达颗粒表面,电荷饱和
(2)颗粒荷电 之 电场荷电
颗粒获得的饱和电荷
q 3 E d ( ) 2 0 -真空介电常数,等于8.85×10-12 E0 一电场强度,V/m 一粒子相对介电常数
2 0 0 p
电晕区产生的气体离子大量沉积到颗粒上,使电流减弱。
当进口浓度提高到一定程度,由于电晕产生的气体离子都 沉积到颗粒上,电流几乎减弱到零,电除尘器失效,这种
现象被称为电晕阻塞。
为了防止电晕阻塞,对高浓度含尘气体,应先进行预处理, 使浓度降到适当程度,再进电除尘器。
净化性能影响因素续
f.电极的形状和尺寸
水泥尘(干法)
水泥尘(湿法) 多层床焙烧炉烟尘 红磷尘
0.08
0.08
石膏尘
《大气污染控制工程》(郝吉明版)课后习题及答案Unlock-6
6.23 安装一个滤袋室处理被污染的气体,试估算某些布袋破裂时粉尘的出口浓度。已知系 统的操作条件:1atm,288K,进口处浓度 9.15g/m3,布袋破裂前的出口浓度 0.0458g/m3,被 污染气体的体积流量 14158m3/h,布袋室数为 6,每室中的布袋数 100,布袋直径 15cm,系 统的压降 1500Pa,破裂的布袋数为 2。
层,层间距 0.124cm,气体流速是 8.61L/min,并观测到其操作效率为 64.9%。问需要设置多 少层可能得到 80%的操作效率。
6.3 有一沉降室长 7.0m,高 12m,气速 30cm/s,空气温度 300K,尘粒密度 2.5g/cm3,空气 粘度 0.067kg/(kg.h),求该沉降室能 100%捕集的最小粒径。
1)对于图中显示的四种过滤气速,分别求相应的过滤效率; 2)假定滤饼的孔隙滤为 0.3,颗粒的真密度为 2.0g/cm3,试求滤饼的厚度; 3)当烟气中含尘初始浓度为 0.8g/m3 时,对于图中最低部的曲线,至少应操作多长时间才能 达到上述过滤效率?
Chapter 6
1.A cyclone separator is operating in conditions where DCUT = 10m. We are offered another
质量浓度计算该除尘器的总除尘效率。
6.10 在气体压力下为 1atm,温度 为 293K 下运行的管式电除尘器。圆筒形集尘管直径为 0.3m,
L=2.0m,气体流量 0.075m3/s。若集尘板附近的平均场强 E=100kV/m,粒径为 1.0 µm 的粉尘
荷电量 q=0.3×10-15C,计算该粉尘的驱进速度 w 和电除尘效率。
are 1cm´ 1cm, Assume that a typical breath is 1 litter, drawn in over a period of 1s. Estimate
大气污染控制工程习题答案
第一章概论填空题:1.大气污染按照污染范围分:局部地区污染、地区性污染、广域污染、全球性污染。
2.全球性大气污染问题包括:温室效应、臭氧层破坏和酸雨。
3.大气中的一次污染物主要有:硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物和有机化合物。
4.大气中的二次污染物主要有:硫酸烟雾、光化学烟雾。
5.根据对主要大气污染物的分类统计分析,大气污染源可概括为:燃料燃烧、工业生产、交通运输。
前两类统称为:固定源;交通运输工具称为:流动源。
6.大气污染源的来源可分为:自然污染源、人为污染源。
7.人为污染源按污染源空间分布分为:点源、面源。
按照人们的社会生活功能不同分为:生活污染源、工业污染源、交通运输污染源。
8.中国的大气环境污染仍以煤烟型为主,主要污染物为TSP、SO2。
9.大气污染物侵入人体的三条途径:表面接触、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空气。
10.环境污染质量控制标准按其用途分为:环境空气质量标准、大气污染物排放标准、大气污染物控制技术标准、大气污染预警预报标准。
11.环境污染质量控制标准按其适用范围可分为:国家标准、地方标准、行业标准。
12.目前计入空气污染指数的项目为:可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和臭氧。
简答题:1.简述我国的《环境质量标准》我国的《环境质量标准》规定了9种污染物的浓度限值:总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、铅、苯并芘和氟化物。
该标准根据对空气质量要求的不同,将环境空气质量分为三级:一级标准:为保护自然生态和人群健康,在长期接触情况下,不发生任何危害性影响的空气质量要求。
二级标准:为保护人群健康和城市、乡村的动植物在长期和短期的接触情况下,不发生伤害的空气质量要求。
三级标准:为保护人群不发生急慢性中毒和城市一般动植物(敏感者除外)正常生长的空气质量要求。
该标准将环境空气质量功能区分为三类:一类区:自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区。
二类区:城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。
大气污染控制工程-第六章-湿式除尘器
2.接触功率与除尘效率
根据接触功率理论得到的经验公式,能够较好地关 联湿式除尘器压力损失和除尘效率之间的关系
接触功率理论:假定洗涤器除尘效率仅是系统总能 耗的函数,与洗涤器除尘机理无关
2.接触功率与除尘效率
总能耗Et:气流通过洗涤器时的能量损失EG+雾化喷淋液 体过程中的能量消耗EL
装置名称 喷淋塔 填料塔
旋风洗涤器 转筒洗涤器
气体流速 (m/s) 0.1-2
0.5-1
15-45
(300-750r/min)
冲击式洗涤器
10-20
液气比 (l/m3)
2-3 2-3 0.5-1.5 0.7-2
10-50
压力损失(Pa) 100-500 1000-2500 1200-1500 500-1500 0-150
湿式除尘器的除尘机理
1.惯性碰撞参数与除尘效率
➢ 简化模型
含尘气体与液滴相遇,在液滴前xd处开始绕过液滴流动, 惯性较大的尘粒继续保持原来的直线运动。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,若xs大于xd;尘粒和液滴就会发生碰撞
1.惯性碰撞参数与除尘效率
➢ 定义惯性碰撞参数NI:停止距离xs与液滴直径dD的比值 ➢ 对斯托克斯粒子
3
0
d
2 p
E0
2
扩散荷电理论方程 :
n 2 0kTdp ln(1 e2 ud p N0t )
e2
8 0 k T
驱进速度:
qE
m/s
3 d p
i
1
2i 1i
1
exp(
大气污染控制工程6_2
六、电除尘器结构-除尘器类型
单区电除尘器-控制各种工业尾气和燃烧烟气污染
单区电除尘器
管式电除尘器用于气体流量小,含雾滴气体,或需 要用水洗刷电极的场合
板式电除尘器为工业上应用的主要型式,气体处理 量一般为25~50m3/s以上
2.电晕电极
常用的有直径 3mm左右的圆 形线、星形线及 锯齿线、芒刺线 等
0.08 0.08
冲天炉(铁-焦比=10) 水泥生产(干法) 水泥生产(湿法) 多层床式焙烧炉 红磷 石膏
二级高炉(80%生铁)
0.03~0.04 0.06~0.07 0.10~0.11
0.08 0.03 0.16~0.20 0.125
五、被捕集粉尘的清除
电晕极和集尘极上都会有粉尘沉积 粉尘沉积在电晕极上会影响电晕电流的大小和均匀性,
有效驱进速度的用途:作为类似除尘器设计的基 础,并且可以利用有效驱进速度表示工业电除尘 器的性能。
粉尘种类
驱进速度/m∙s-1
粉尘种类
驱进速度/m∙s-1
煤粉(飞灰)
纸浆及造纸 平炉
酸雾(H2SO4) 酸雾(TiO2)
飘旋焙烧炉 催化剂粉尘
0.10~0.14 0.08 0.06
0.06~0.08 0.06~0.08
1 exp A/ Qk
K—指数,一般取0.5
3.有效驱进速度
德意希公式的假设条件,与实际工艺生产条件有 所不同,使得根据公式计算得到的捕集效率比实 际值高得多。
为此实际中常常根据在一定的除尘器结构型式和 运行条件下测得的总捕集效率值,代入德意希方 程式中反算出的相应驱进速度值,称为有效驱进 速度,以ω e表示。
烟气湿度和温度对粉尘比电阻的影响
[理学]大气污染控制工程
⑩ 组合式旋风除尘器 (见图6-12)等
旋风除尘器
57
旋风除尘器
58
旋风除尘器
59
切流式旋风除尘器结构如图6-13所示, 蜗壳进口旋风除尘器 [见图 6-13(a)] 螺旋面进口旋风除尘器 [见图 6-13(b)] 狭缝进口旋风除尘器 [见图 6-13(c)] 狭缝进 口旋风除尘器按二次风引人方式分为切流式 [见图6-
①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
②处理风量增大压损随之增大 ③除尘器相对尺寸的影响:进口面积增大和排出管直径减小压
损增大,圆筒和圆锥部分增长压损减小 ④含尘浓度增高,压力降明显下降 ⑤气体温度(及黏度)增高压损减小 ⑥除尘器内部障碍物,对旋转气流的摩擦阻力增大,压损降低 操作运行中可以接受的压力损失一般低于2kPa
②
us
d
2 p
p 18
g m / s
③ 知L,可求H、可求W
Q W•H•u W • L•us
知H,可求L、可求W
13
若已知L、H,对于粒径为dp捕集效率?
在t时间内粒子的沉降距离?
hc
us
t
us L v0
us LWH Q
①hc≥H,ηd达到100%
② hc<H,ηd=?
v0
us
该粒子的捕集效率?
i
hc H
us L v0 H
us LW Q
(hc H )
14
i
hc H
us L v0 H
us LW Q
(hc H )
已知:密度为ρp、粒径为dp、沉降速度 为us尘粒,在t秒内沉降的高度为h,当h=H时, ηd=100%
大气污染控制工程期末复习题答案
大气污染控制工程期末复习题第一章概述一、名词解释大气和环境空气,大气污染,温室效应,酸雨,TSP和PM10,二次污染物,硫酸烟雾,光化学氧化剂,能见度,大气污染综合防治:二、填空题1.大气是由多种气体混合而成的,其组成可以分为三部分:干结空气、水蒸气、各种杂质。
2.干结空气的平均分子量为28.966,在标准状态下(273.15k,101325Pa)密度为1.293kg/m3 3.按照大气污染的范围来分,大致可分为:局部地区污染、地区性污染、广域污染、全球性污染四类。
4.全球性大气污染问题包括温室效应、臭氧层破坏和酸雨等三大问题。
5.大气污染物的种类很多,按其存在状态可概括为两大类:气溶胶状态污染物和气体状态污染物。
6.气体状态污染物是以分子状态存在的污染物,简称气态污染物,其种类很多,包括含硫化合物、含氮化合物、碳氧化合物、有机化合物、卤素化合物五大类。
7.从大气污染的控制角度,按气溶胶来源和物理性质,可将其分为粉尘、烟、飞灰、黑烟、雾。
8.大气污染物的来源可分为自然污染源和人为污染源两类,人为污染源按照污染源的空间分布可分为点源、面源、线源。
按人们社会活动功能不同分为生活污染源、工业污染源、交通污染源。
按对污染物的分类统计分析可分为燃料燃烧,工业生产和交通运输。
9.大气中悬浮颗粒物的平均粒径为1.0μm,密度为2500kg/m3,如果散射率K=2,能见度为8km时颗粒物的浓度是mg/m3。
10.目前我国的大气环境污染仍以煤烟型为主,主要污染物为TSP和SO2.11.大气污染物侵入人体主要有三条途径:表面接触、食入含污染物的食物、吸入污染空气。
12.环境空气质量控制标准按其用途可分为环境空气质量标准、大气污染物排放标准、大气污染物控制技术标准、大气污染警报标准。
按其使用范围分为国家标准、地方标准和行业标准。
13.目前,我国空气污染指数的记入项目为PM10、SO2、NO2、CO、O3。
三、简答题1、简述硫酸烟雾与光化学烟雾的区别4、如何实现大气污染的综合防治。
大气污染控制工程第三版期末复习考试重点
大气污染控制工程第三版期末复习考试重点《大气污染控制工程》复习要点第一章概论第一节:大气与大气污染1、大气的组成:干洁空气、水蒸气和各种杂质。
2、大气污染:系指由于人类活动或自然过程使得某些物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到了足够的时间,并因此而危害了人体的舒适、健康和福利,或危害了生态环境。
P3(名词解释/选择)3、按照大气污染范围分为:局部地区污染、地区性污染、广域污染、全球性污染。
4、全球性大气污染问题包括温室效应、臭氧层破坏和酸雨等三大问题。
P3(填空)5、温室效应:大气中的二氧化碳和其他微量气体,可以使太阳短波辐射几乎无衰减地通过,但却可以吸收地表的长波辐射,由此引起全球气温升高的现象,称为“温室效应”。
P3第二节:大气污染物及其来源1、大气污染物的种类很多,按其存在状态可概括为两类:气溶胶状态污染物,气体状态污染物。
P42、气体状态污染物:硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、有机化合物、硫酸烟雾、光化学烟雾3、对于气体污染物,有可分为一次污染物和二次污染物。
P54、大气污染物的来源可分为自然污染源和人为污染源两类。
P75、人为污染源有各种分类方法。
按污染源的空间分布可分为:点源、面源、线源。
P76、人为污染源:生活污染源、工业污染源、交通运输污染源7、对主要大气污染物的分类统计:燃料燃烧、工业生产、交通运输和氮氧化物。
8、中国的大气环境污染以煤烟型为主,主要污染物为颗粒物、SO2第三节:大气污染的影响1、大气污染物侵入人体的主要三条途径:表面接触、食入含污染物的食物和水、吸入被污染的空气2、大气污染物的影响:①对人体健康的影响②对植物的伤害③对器物和材料的影响④对大气能见度和气候的影响第四节:大气污染综合防治1、大气污染综合防治:实质上就是为了达到区域环境空气质量控制目标,对多种大气污染控制方案的技术可行性、经济合理性、区域适应性和实施可能性等进行最优化选择和评价,从而得出最优的控制技术方案和工程措施。
湖大大气污染控制工程课件06电除尘器
6、1、1电除尘器的工作原理 1、气体电离 2、粒子荷电 3、粒子沉降 4、粒子清除
6、1、2电除尘的分类 1、按集尘极形式分:管式和板式; 2、按粒子荷电和放电空间位置分:一段式和两段式; 3、按气流流动方向分:卧式、立式; 4、按清灰方式分:干式、湿式
6、3 粒子荷电
6、3、1电场荷电 1、电场荷电有关的概念和计算 (1)电场荷电的概念:指粒子在电场中沿电力线作定向移动而与粒子碰撞并使其荷电,这是粒径大于1.0μm的大粒子的主要荷电机制。 (2)饱和电荷:在电场荷电的过程中,随着粒子荷电量的增加,电力线逐渐受到排斥,最后全部电力线都不由粒子发出,此时粒子所带的电荷称为饱和电荷。
式中:Ep——集尘极表面的电场强度V/m; q——粒子荷电量,C; μ——气体粘度,Pa.s; dp——尘粒的直径, m; 注:当粒径小于0.4μm时,粒子荷电量可按扩散荷电量计算;当粒径大于0.4μm小于1μm时,粒子荷电量可按扩散荷电量加上饱和荷电量计算,但须进行康宁汉修正。
3、粒子驱进速度公式的适用条件 ①理论驱进速度公式是假设含尘气流在除尘器内作层流运动下导出的; ②该公式计算出的粒子驱进速度,仅是粒子的平均驱进速度的近似值。
(3)粒子荷电量的计算 ①饱和荷电量
式中:qs——饱和荷电量,C;dp——粒子直径, m;E0——两极间的平均电场强度,V/m;εo——真空介电系数, 8.85×10-12; εP——粒子的相对介电系数,无因次,1~∞
式中: qt—荷电时间为t时粒子的荷 电量,C; t——荷电时间,即粒子在荷电区的停留时间,s ; t o——荷电时间常数, 即qt/qs=50% 时所需的时间, s ; N0—电晕场中的离子密度,个/m3 ; e—电子的电量, e=1.60×10-19 C, K—气体离子的迁移率, m2/(v.s) 注意:当t≥ 10t0时,即可认为qt= qs。
大气污染控制工程 第六章 电除尘器
(1)电场荷电(续) 电场荷电(
粒子荷电 电荷累积 粒子场强增加
没有气体分子能够到达粒子表面, 没有气体分子能够到达粒子表面,电荷饱和
(1)电场荷电(续) 电场荷电(
影响电场荷电的因素
粒径d 和介电常数ε 粒径 p和介电常数ε 电场强度E0和离子密度 0 电场强度 和离子密度N
一般粒子的荷电时间仅为0.1s,相当于气流在除尘器内 , 一般粒子的荷电时间仅为 流动10-20cm所需要的时间,一般可以认为粒子进入除尘器 所需要的时间, 流动 所需要的时间 一般可以认为粒子进入除尘器 后立刻达到了饱和电荷
电晕放电
影响电晕特性的因素 电极的形状、 电极的形状、电极间距离 气体组成、压力、 气体组成、压力、温度
不同气体对电子的亲合力、迁移率不同 不同气体对电子的亲合力、 气体温度和压力的不同影响电子平均自由程和加速电子及 能产生碰撞电离所需要的电压
气流中要捕集的粉尘的浓度、粒度、 气流中要捕集的粉尘的浓度、粒度、比电阻以及在电 晕极和集尘极上的沉积 电压的波形
dc确定后,可根据雷思—利希特模式计算其他粒子的分级效率: 确定后,可根据雷思—利希特模式计算其他粒子的分级效率:
1 d p n +1 0 . 6931 × η i = 1 exp d c
n为涡旋指数。 为涡旋指数。 为涡旋指数
经验公式:
η
i
=
(d
pi
/ d
pi
A/2
XLT/A
A / 2 .5 2 .5 A
XLT
A / 1 . 75 1 . 75 A
2A
上3.85b 下0.7D 上0.6D 下0.6 上1.35D 下1.0D 上0.50D 下1.00 0.0296D 700(600) 1100(940) 1400 (1260)
大气污染控制工程
ηd
y H
LVt HV
L
WVt Q
对一定结构的沉降室,可按上式求出不同粒径颗粒的分级效率 或作出分级效率曲线。
17
➢ 沉降室的主要结构形式
• 空心式
• 室内装有竖向档板 • 室内装有横向隔板
为了便于清灰, 可将隔板装成可翻动式
或倾斜式。
在气速相同的情况下, 该种沉降室的净化效
果更好。
隔板间基本上保持 了相同的流动速度,颗粒
一般取: Dc=(0.25-0.5)D, 且Dc≥ 70mm为宜。 38
斯台尔曼(Stairmand)、斯威夫特(Swlft)和拉 普尔(Lapple)等人根据调查研究的结果,提 出了一般旋风除尘器与高效旋风除尘器各部 件的尺寸比例:
39
旋风除尘器的压力损失
旋风除尘器的压力损失与其结构型式和运行条件
➢ 若已知粒子群的粒径分布,则可由下式算出旋风除尘 器的总效率:
T Ri di
25
▪ 影响捕集效率的因素
➢ 入口风速(或流量)
流量大,捕集效率高,但风速过高又会影响捕集效率的提高. 入口风速一般为12-20m/s,不宜低于10m/s,以防入口管道积灰。
➢ 除尘器的结构尺寸
筒体直径、锥体长度、排气管直径
排气管的插入深度与除尘器类型有关。 对切向入口除尘器,排气管插入深度越 短,压损越小,但效率低。
实验表明,插入深度大约为排气管直径或 稍低于入口管底部为宜。
36
• 筒体与锥体高度
在一定范围内增大锥体高度L2,有利于 提高补集效率,但压损有所增加。 一般取:锥体高度L2=(2-3)D,多为2D左右;
筒体高度L1=(1.4-2.0)D;L1+ L2不超 过5D。
大气污染控制工程 6-12章答案
10.安装一个滤袋室处理被污染的气体,试估算某些布袋破裂时粉尘的出 口浓度。已知系统的操作条件:1atm,288K,进口处浓度 9.15g/m3,布袋 破裂前的出口浓度 0.0458g/m3,被污染气体的体积流量 14158m3/h,布袋 室数为 6,每室中的布袋数 100,布袋直径 15cm,系统的压降 1500Pa, 破裂的布袋数为 2。 解: 9.15 0.0458 100% 99.5%
i
1 exp( A Q
Байду номын сангаас
wi )
1 exp( 1.885 0.1761.165) 0.075
99.4% 。
6. 某板式电除尘器的平均电场强度为 3.4kV/cm,烟气温度为 423K,电场
中离子浓度为 108 个/m3,离子质量为 5×10-26kg,粉尘在电场中的停留
时间为 5s。试计算:
9.水以液气比 12L/m3 的速率进入文丘里管,喉管气速 116m/s,气体粘度 为 1.845×10-5Pa.s,颗粒密度为 1.789g/cm3,平均粒径为 1.2μm,f 取 0.22。求文丘里管洗涤器的压力损失和穿透率。 解:
p
1.03
103
vT2
(
Ql Qg
)
1.03 10 3
尘的驱进速度 w 和电除尘效率。 解:驱进速度
w
qE p 3d p
0.3 1015 100 103 3 1.81105 1106
0.176m / s 。
坎宁汉修正 c=1+0.165/dp=1+0.165=1.165
A dL 0.3 2 1.885m2 ,Q=0.075m3/s
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6.7解: 据《大气污染控制工程》P169(6-13)
1 1 2 p v1 9.9 1.293 15 2 1440 Pa 2 2
6.10解: 驱进速度按《大气污染控制工程》P187(6-33)
0.3 1015 100 103 w 0.176m / s 5 6 3d p 3 1.81 10 1 10 qEp
文丘里洗涤器
通常假定
微细尘粒以气流相同的速度进入喉管 洗涤液滴的轴向初速度为零,由于气流曳力在喉管部 分被逐渐加速。在液滴加速过程中,由于液滴与粒子 之间惯性碰撞,实现微细尘粒的捕集
碰撞捕集效率随相对速度增加而增加,因此气流入口
速度必须较高
文丘里洗涤器
D1
L1 1 2
L2 D2 Diverging section
装置名称
喷淋塔 填料塔 旋风洗涤器 转筒洗涤器
压力损失(Pa)
100-500 1000-2500 1200-1500 500-1500
冲击式洗涤器
文丘里洗涤器
10-20
60-90
10-50
0.3-1.5
0-150
3000-8000
0.2
0.1
湿式除尘器的优点
在耗用相同能耗时,比干式机械除尘器高。高能耗湿式除尘 器清除0.1m以下粉尘粒子,仍有很高效率
2.接触功率与除尘效率
除尘效率
1 e
N t Et
Nt
其中,传质单元数
、 -特性参数(见下页),与粉尘特性
和除尘器类型相关
2.接触功率与除尘效率
、 特性参数
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 粉尘和尘源类型 L-D转炉粉尘 滑石粉 磷酸雾 化铁炉粉尘 炼钢平炉粉尘 滑石粉 从硅钢炉升华的粉尘 鼓风炉粉尘 石灰窑粉尘 从黄铜熔炉排出的氧化锌 从石灰窑排出的碱 硫酸铜气溶胶 肥皂生产排出的雾 从吹氧平炉升华的粉尘 没有吹氧的平炉粉尘
2 T
Pa
文丘里洗涤器
除尘效率
卡尔弗特等人作了一系列简化后提出下式以计算文丘 里洗涤器的通过率
P exp(
2 6.1109 L PCC d p f 2 P
2 g
适用于处理烟气量大,含尘浓度高的场合
可单独使用,也可安装在文丘里洗涤器之后作除雾器 由于气流的旋转运动,使其带水现象减弱 可采用比喷雾塔更细的喷嘴
文丘里洗涤器
除尘器系统的构成
文丘里洗涤器 除雾器 沉淀池 加压循环水泵
除尘过程
文丘里除尘器: 收缩管, 喉管, 扩散管 就其断面形状
文丘里洗涤器
几何尺寸(续)
扩散管的扩散角α 2一般为5o-7o 出口管的直径Dz按与其相联的除雾器要求的气速确定
喉管长度一般取喉管直径0.8~1.5倍,或取200~500mm
收缩管和扩散管长度:
D1 DT 1 L1 ctg 2 2 D2 DT 2
L2 2 ctg 2
旋风洗涤器的压力损2 QL P P0 L uD QG
P -旋风洗涤器的压力损失,pa
P0 -喷雾系统关闭时的压力损失,Pa L -液滴密度,kg/m3
u D -液滴初始平均速度,m/s
旋风洗涤器
离心洗涤器净化dp<5μ m的尘粒仍然有效 耗水量L/G=0.5-1.5L/m3
除尘效率:NI值越大,粒子惯性越大,则η 越高 对于势流和粘性流,η =f(NI)有理论解,一般情况下, John Stone等人的研究结果
1 exp( KL N I )
K—关联系数,其值取决于设 备几何结构和系统操作条件
L—液气比,L/1000m3
2.接触功率与除尘效率
根据接触功率理论得到的经验公式,能够较好地关 联湿式除尘器压力损失和除尘效率之间的关系
驱进速度:
qE 3d p
m/s
2i A i 1 1 exp( i ) 1i Q
有效驱进速度ω e
电除尘器的选择和设计
比集尘表面积的确定
1 1 1 A/Q ln( ) ln( ) e 1 e P 1
电除尘器不适合处理哪种粉尘?
第三节 湿式除尘器
0.5317 1.2295 1.0679 1.4146 1.6190 1.5940
3.分割粒径与除尘效率
分割粒径法:基于分割粒径能全面表示从气流中分离 粒子的难易程度和洗涤器的性能 多数惯性分离装置的分级通过率可以表示为
Pi exp( Ae d aBe ) 1 i
da: 粒子的空气动力学直径 Ae,Be: 均为常数 对填充塔和筛板塔,Be=2; 离心式洗涤器,Be=0.67; 文丘里洗涤器(当NI=0.5-5),Be=2
L1 1 2 DT
Converging section
throat
Diverging section
文丘里洗涤器
压力损失 高速气流的动能要用于雾化和加速液滴,因而压力 损失大于其它湿式和干式除尘器 卡尔弗特等人基于气流损失的能量全部用于在喉管 内加速液滴的假定,发展了计算文丘里洗涤器压力
使含尘气体与液体 (一般为水)密切接触,利用水滴和尘粒的惯
性碰撞及其它作用捕集尘粒或使粒径增大的装置
可以有效地除去直径为0.1-20μ m的液态或固态粒子,亦能脱除
气态污染物
高能和低能湿式除尘器
低能湿式除尘器的压力损失为0.2~1.5kPa,对10μm以止粉尘的净化 效率可达90~95% 高能湿式除尘器的压力损失为2.5~9.0kPa,净化效率可达99.5%以上
4.450 3.626 2.324 2.255 2.000 2.000 1.226 0.955 3.567
2.180 2.200 1.350 1.169 0.880 0.795
0.4663 0.3506 0.6312 0.6210 0.5688 0.6566 0.4500 0.8910 1.0529
6.3解:
粘度单位是“帕∙秒”和“泊”两种 1泊=1克/(厘米∙秒)=0.1帕∙秒
0.067kg /(m.h) 1.86105 Pa s
d min 18v0 H 181.86105 0.3 12 8.4 105 m 84m p gL 2.5 103 9.81 7
A dL 0.3 2 1.885m 2
Q=0.075m3/s,代入P188(6-34)
A 1.885 i 1 exp( wi ) 1 exp( 0.176) 98.8% Q 0.075
电除尘器的除尘原理(三个基本过程)? 起始电晕电压与哪些因素有关?
损失的数学模式
文丘里洗涤器
压力损失(续)
vT—喉管内气流速度
QL P 1.03 10 v ( ) QG
3 2 T
cm H2O
根据由多种型式文丘里洗涤器得到的实验数据间的关 系,海斯凯茨(Hesketh)提出了如下方程式
P 0.863 G ( A)
A—喉管截面积
0.133
1000 L 0.78 Q v ( ) QG
Ec 3 106 m( 0.03 / a ) T0 P T P0
粉尘荷电的两种机制?
单个球形颗粒的饱和荷电量:
qs
2 3 0 d p E0
2
ln(1 e 2 ud p N 0 t 8 0 kT
扩散荷电理论方程 :
n
2 0 kTd p e
2
)
DT
throat
几何尺寸
Converging section
进气管直径D1按与之相联管道直径确定 收缩管的收缩角α 1常取23o-25o 喉管直径DT按喉管气速vT确定,其截面积与进口管截面
积之比的典型值为1:4
vT的选择择要考虑到粉尘、气体和洗涤液的物理化学性 质、对洗涤器效率和阻力的要求等因素
3.分割粒径与除尘效率
通过率与分割粒径的关系
3.分割粒径与除尘效率
分割直径与压力降的关系(分割-功率关系)
喷雾塔洗涤器
清洁气体
假定
所有液滴具有相同直径
液滴进入洗涤器后立刻以 终末速度沉降
液滴在断面上分布均匀、 含尘气体 无聚结现象
循环水 含尘水
喷雾塔洗涤器
立式逆流喷雾塔靠惯性碰撞捕集粉尘的效率可以用下 式预估
喷雾作用发生在外涡旋区,并捕 集尘粒,携带尘粒的液滴被甩向
旋风洗涤器的湿壁上,然后沿壁
面沉落到器底
在出口处通常需要安装除雾器
旋风水膜除尘器
喷雾沿切向喷向筒壁,使壁面形 成一层很薄的不断下流的水膜
含尘气流由筒体下部导入,旋转 上升,靠离心力甩向壁面的粉尘 为水膜所粘附,沿壁面流下排走
旋风洗涤器
1.惯性碰撞参数与除尘效率
定义惯性碰撞参数NI:停止距离xs与液滴直径dD的比值 对斯托克斯粒子
xs St N I DC
2 d p p (u p uD )C
18 DC
up:粒子运动速度 uD:液滴运动速度 DC:液滴直径
2 dpp
18
1.惯性碰撞参数与除尘效率
接触功率理论:假定洗涤器除尘效率仅是系统总能 耗的函数,与洗涤器除尘机理无关
2.接触功率与除尘效率
总能耗Et:气流通过洗涤器时的能量损失EG+雾化喷淋液 体过程中的能量消耗EL