颗粒物污染控制技术之优秀课件
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5颗粒污染物控制.ppt
36
三、旋风除尘器的分类及选型
(一)旋风除尘器的分类
1.按气体流动状况分 可分为切流返转式和轴流式两种
切流返转式:分为直入式和 蜗壳式，前者的进气管外壁与 筒体相切，后者进气管内壁与 筒体相切。
轴流式:是利用固定的导流
叶片促进气流旋转，在相同的
压力损失下，能够处理的气体
量大，且气流分布较均匀，主
要用于多管旋风除尘器和处理
11
3. 粒径分布函数 (1) 高斯正态分布 (2) 对数正态分布 (3) R－R分布
R(dp)1
0e0xp0.6
9d3d5p0n
12
三、 除尘装置的捕集效率
（一）除尘器性能的评价指标 1. 气体处理量Q。 代表除尘器处理气体能力大小的指标。 单位为Nm3／h, m3／h 2. 除尘效率η。 代表除尘器除尘效果的性能指标。
t1=l/V 而沉降速度为Vt的颗粒，从顶部降落到底部 所需要的时间为:
t2=H/ut
为使粒径为dp的颗粒在沉降室中全部沉降下来， 必须保证t1 ≥t2,即：
Ｌ／v≥Ｈ／ut
23
(二)沉降尺寸
因沉降室高度Ｈ已定，由式可求出沉降室的最小长度Ｌ； 反之，若Ｌ已定，可求出最大高度Ｈ．沉降室宽度Ｗ取决 于处理气体量Ｑ（m3/s）
18
第二节 重力沉降
重力沉降是利用含尘气体中的颗粒受重 力作用而自然沉降的原理,将颗粒污染物 与气体分离的过程。
重力沉降室可能是所有空气污染控制装 置中最简单的一种装置,它的结构简单, 造价低,便于维护管理,压力损失小,而且 可以处理高温气体。
19
一、颗粒沉降速度
当直径为dp的球形颗粒在静止液体中自由沉 降时,所受作用力主要有重力F1 ,流动对 颗粒的浮力F2以及流体对颗粒的阻力F3. 因此,作用在颗粒上的合力为:
三、旋风除尘器的分类及选型
(一)旋风除尘器的分类
1.按气体流动状况分 可分为切流返转式和轴流式两种
切流返转式:分为直入式和 蜗壳式，前者的进气管外壁与 筒体相切，后者进气管内壁与 筒体相切。
轴流式:是利用固定的导流
叶片促进气流旋转，在相同的
压力损失下，能够处理的气体
量大，且气流分布较均匀，主
要用于多管旋风除尘器和处理
11
3. 粒径分布函数 (1) 高斯正态分布 (2) 对数正态分布 (3) R－R分布
R(dp)1
0e0xp0.6
9d3d5p0n
12
三、 除尘装置的捕集效率
（一）除尘器性能的评价指标 1. 气体处理量Q。 代表除尘器处理气体能力大小的指标。 单位为Nm3／h, m3／h 2. 除尘效率η。 代表除尘器除尘效果的性能指标。
t1=l/V 而沉降速度为Vt的颗粒，从顶部降落到底部 所需要的时间为:
t2=H/ut
为使粒径为dp的颗粒在沉降室中全部沉降下来， 必须保证t1 ≥t2,即：
Ｌ／v≥Ｈ／ut
23
(二)沉降尺寸
因沉降室高度Ｈ已定，由式可求出沉降室的最小长度Ｌ； 反之，若Ｌ已定，可求出最大高度Ｈ．沉降室宽度Ｗ取决 于处理气体量Ｑ（m3/s）
18
第二节 重力沉降
重力沉降是利用含尘气体中的颗粒受重 力作用而自然沉降的原理,将颗粒污染物 与气体分离的过程。
重力沉降室可能是所有空气污染控制装 置中最简单的一种装置,它的结构简单, 造价低,便于维护管理,压力损失小,而且 可以处理高温气体。
19
一、颗粒沉降速度
当直径为dp的球形颗粒在静止液体中自由沉 降时,所受作用力主要有重力F1 ,流动对 颗粒的浮力F2以及流体对颗粒的阻力F3. 因此,作用在颗粒上的合力为:
第三讲颗粒物污染控制技术3
粒径 密度
谷物加工
12-14
RA
F
大
低
石灰石（采石场） 6-8
PJ
F
大
中
氧化铅
1.5-2
S
W
小
高
煤飞灰（采暖锅炉） 2-3
RA
W
小
中
煤飞灰（工业锅炉） 4-5
PJ
W/F
中
中
水泥（窑炉）
2-3
RA
W
中
中
注：RA——空气反吹； PJ——脉冲喷吹；S——振打清灰；F——毡制； W——纺织
滤料的比较
滤料
选择与设计
（1）选定除尘器型式、滤料及清灰方 式
• 根据对除尘效率的要求、厂房面积、 投资和设备定货的情况等，选定除 尘器类型
• 根据含尘气体特性，选择合适的滤 料
• 根据除尘器型式、滤料种类、气体 含尘浓度、允许的压力损失等便可 初步确定清灰方式
清灰方式
应用
粉尘 气布比 主要清灰方式 主要滤布种类
建设投资费用
运行费用
项目
投资比例/%
项目
所占比例/%
袋滤室
33.6
电力
15.6
管道
27.3
劳务
39.0
基建和安装
11.8
厂内杂项开支
32.5
风机和马达
10.5
滤布
13.0
处理设备
4.2Leabharlann 设计4.2试车4.2
测试仪表
2.1
运输费
2.1
费用与清灰频率之间的关系
例题
解
斯）
聚四氟乙烯
10～20 18
5～15
5～8
谷物加工
12-14
RA
F
大
低
石灰石（采石场） 6-8
PJ
F
大
中
氧化铅
1.5-2
S
W
小
高
煤飞灰（采暖锅炉） 2-3
RA
W
小
中
煤飞灰（工业锅炉） 4-5
PJ
W/F
中
中
水泥（窑炉）
2-3
RA
W
中
中
注：RA——空气反吹； PJ——脉冲喷吹；S——振打清灰；F——毡制； W——纺织
滤料的比较
滤料
选择与设计
（1）选定除尘器型式、滤料及清灰方 式
• 根据对除尘效率的要求、厂房面积、 投资和设备定货的情况等，选定除 尘器类型
• 根据含尘气体特性，选择合适的滤 料
• 根据除尘器型式、滤料种类、气体 含尘浓度、允许的压力损失等便可 初步确定清灰方式
清灰方式
应用
粉尘 气布比 主要清灰方式 主要滤布种类
建设投资费用
运行费用
项目
投资比例/%
项目
所占比例/%
袋滤室
33.6
电力
15.6
管道
27.3
劳务
39.0
基建和安装
11.8
厂内杂项开支
32.5
风机和马达
10.5
滤布
13.0
处理设备
4.2Leabharlann 设计4.2试车4.2
测试仪表
2.1
运输费
2.1
费用与清灰频率之间的关系
例题
解
斯）
聚四氟乙烯
10～20 18
5～15
5～8
五章颗粒污染物控制技术基础PPT课件
第五章 颗粒污染物控制技术基础
1.粉尘的粒径及粒径分布 2.粉尘的物理性质 3.净化装置的性能 4.颗粒捕集理论基础
第一节 颗粒的粒径及粒径分布
大气污染中涉及到的颗粒物，一般指粒径介于0.01～ 100μm的粒子。颗粒的大小不同，其物理、化学特性不 同，对人和环境的危害亦不同，而且对除尘装置的影 响甚大，因此颗粒的大小是颗粒物的基本特性之一。
筛下分布为增函数。
粒数频率密度（粒数频度） ——单位粒径间隔时的频率
粒数分布的测定及计算
0.425
粒数众径——频度p最大时对应的粒径，此时
dp dd p
d2F dd p2
0
粒数中位径（NMD）——累计频率F=0.5时对应的粒径
F
粒径
粒径分布
质量分布
➢ 类似于数量分布，也有质量频率(gi)、质量筛下累积 频率(Gi)、质量频率密度(q)等
➢ 正态分布是最简单的分布函数
（1） dp d50 dd
（2）累计频率曲线在正态概率坐标纸上为一条直线，其斜率 取决于σ
（3）
1 d 8 4 .1 d 5 0 d 5 0 d 1 5 .92(d 8 4 .1 d 1 5 .9)
➢ 正态分布函数很少用于描述粉尘的粒径分布，因为大多数 粉尘的频度曲线向大颗粒方向偏移
✓ 空气动力学当量直径da：在空气中与颗粒沉降速度相等的单 位密度（1g/cm3）的球体的直径
斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密切相 关，是除尘技术中应用最多的两种直径
粒径分布
粒径分布指不同粒径范围内颗粒的个数（或质量或表面积） 所占的比例。除尘技术中多采用粒径的质量分布。
粒数分布:每一粒径间隔内的颗粒个数分布。 粒数频率：第i个间隔中的颗粒个数ni与颗粒总数Σni之比
1.粉尘的粒径及粒径分布 2.粉尘的物理性质 3.净化装置的性能 4.颗粒捕集理论基础
第一节 颗粒的粒径及粒径分布
大气污染中涉及到的颗粒物，一般指粒径介于0.01～ 100μm的粒子。颗粒的大小不同，其物理、化学特性不 同，对人和环境的危害亦不同，而且对除尘装置的影 响甚大，因此颗粒的大小是颗粒物的基本特性之一。
筛下分布为增函数。
粒数频率密度（粒数频度） ——单位粒径间隔时的频率
粒数分布的测定及计算
0.425
粒数众径——频度p最大时对应的粒径，此时
dp dd p
d2F dd p2
0
粒数中位径（NMD）——累计频率F=0.5时对应的粒径
F
粒径
粒径分布
质量分布
➢ 类似于数量分布，也有质量频率(gi)、质量筛下累积 频率(Gi)、质量频率密度(q)等
➢ 正态分布是最简单的分布函数
（1） dp d50 dd
（2）累计频率曲线在正态概率坐标纸上为一条直线，其斜率 取决于σ
（3）
1 d 8 4 .1 d 5 0 d 5 0 d 1 5 .92(d 8 4 .1 d 1 5 .9)
➢ 正态分布函数很少用于描述粉尘的粒径分布，因为大多数 粉尘的频度曲线向大颗粒方向偏移
✓ 空气动力学当量直径da：在空气中与颗粒沉降速度相等的单 位密度（1g/cm3）的球体的直径
斯托克斯直径和空气动力学当量直径与颗粒的空气动力学行为密切相 关，是除尘技术中应用最多的两种直径
粒径分布
粒径分布指不同粒径范围内颗粒的个数（或质量或表面积） 所占的比例。除尘技术中多采用粒径的质量分布。
粒数分布:每一粒径间隔内的颗粒个数分布。 粒数频率：第i个间隔中的颗粒个数ni与颗粒总数Σni之比
第5章-颗粒污染物控制技术基础PPT课件
a-定向直径 b-定向面积等分直径 c-投影面积直径
• 4）筛分直径，用筛分法测得，为颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度；
• 5）等体积直径dV，用光散射法测得，为与颗粒体积相等的圆球 的直径，一般dV=(6V/π)1/3；
• 6）Stokes直径ds，用沉降法测定，为在同一流体中与颗粒的密 度相同和沉降速度相等的圆球的直径；
• 若设 G1exp(得d到pn)
dp (1/ )1/n
G 1 exp[(dp )n ] dp
• 一般
d
多选用质量中位径
p
或d 5 0
d 6 3 .2
G1exp[0.693(dp)n] 或G1exp[( dp )n] ...RRS分 布 函 数
d50
d63.2
d500.6931/nd63.2
dd(nn 1)1/nd63.2
i
N
i
Fi ni / ni fi
N
FN
fi 1
• 3）个数筛上累积频率：大于第i间隔上限粒径的所有颗粒个数 与颗粒总个数之比（或百分比）。
• 4）个数频率密度：单位粒径间隔（1μm）的频率分布。
dF
p dp
dd p
• 众径dd，指频度最大时所对应的粒径； • 中位粒径d50（NMD），指累积频率等于50％时对应的粒径。
• 个数分布：以颗粒的个数表示所占的比例； • 质量分布：以颗粒的质量表示所占的比例； • 表面积分布：以颗粒的表面积表示所占的比例；
• 5.1.2.1 个数分布
• 1）个数频率：第i间隔中的颗粒个数ni与颗粒总个数 • ∑ ni之比（或百分比），即
fi
ni ni
N
fi 1
• 2）个数筛下累积频率：小于第i间隔上限粒径的所有颗粒个数 与颗粒总个数之比（或百分比），即
• 4）筛分直径，用筛分法测得，为颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度；
• 5）等体积直径dV，用光散射法测得，为与颗粒体积相等的圆球 的直径，一般dV=(6V/π)1/3；
• 6）Stokes直径ds，用沉降法测定，为在同一流体中与颗粒的密 度相同和沉降速度相等的圆球的直径；
• 若设 G1exp(得d到pn)
dp (1/ )1/n
G 1 exp[(dp )n ] dp
• 一般
d
多选用质量中位径
p
或d 5 0
d 6 3 .2
G1exp[0.693(dp)n] 或G1exp[( dp )n] ...RRS分 布 函 数
d50
d63.2
d500.6931/nd63.2
dd(nn 1)1/nd63.2
i
N
i
Fi ni / ni fi
N
FN
fi 1
• 3）个数筛上累积频率：大于第i间隔上限粒径的所有颗粒个数 与颗粒总个数之比（或百分比）。
• 4）个数频率密度：单位粒径间隔（1μm）的频率分布。
dF
p dp
dd p
• 众径dd，指频度最大时所对应的粒径； • 中位粒径d50（NMD），指累积频率等于50％时对应的粒径。
• 个数分布：以颗粒的个数表示所占的比例； • 质量分布：以颗粒的质量表示所占的比例； • 表面积分布：以颗粒的表面积表示所占的比例；
• 5.1.2.1 个数分布
• 1）个数频率：第i间隔中的颗粒个数ni与颗粒总个数 • ∑ ni之比（或百分比），即
fi
ni ni
N
fi 1
• 2）个数筛下累积频率：小于第i间隔上限粒径的所有颗粒个数 与颗粒总个数之比（或百分比），即
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3 2 5/3 3 4.5 1/3 4.5 5/3
3 2
g －气体粘度，10－1Pa.s
S0
－比表面参数，S0
101.151 6(
lg2
g
MMD
)
，cm－1
MMD－粉尘粒子的质量中位径，cm
g －粉尘粒子的几何标准偏差
P－粒子的真密度，g/cm3 CC －坎宁汉校正系数
c / p －颗粒堆积密度与真密度的比值
袋式除尘器的除尘效率
丹尼斯 （Dennis）和克莱姆（Klemm）提出了一系列方程， 以预测袋式除尘器的粉尘出口浓度和穿透率
C2 [Pns (0.1Pns)eaw]C1 CR Pns 1.5107exp[12.7(1e1.03)]
3.61034 0.094
C2 －粉尘出口浓度，g/m3 Pns －无量纲常数
g KPC
，定义为颗粒层的比阻力系数，因此
PP RP2Ct
袋式除尘器的压力损失
▪ 对于给定的烟气特征和粉尘层渗透率， P P 与粉尘浓度C和过 滤时间t成线性关系，而与过滤速度的平方成正比
▪ 若已知粉尘的粒径分布、堆积密度和真密度，可以利用丹 尼斯和克莱姆提出的下述方程式估算
Rp
gS02 6PCC
Pvg
xK
K—粉尘或滤料的渗透率（permeability），由实验测定
x—粉尘或滤料的厚度
袋式除尘器的压力损失
渗透率K是沉积粉尘层性质，如孔隙率、比表面积、孔隙大 小分布和粉尘粒径分布等的函数
PP f P PxfK fgxP K P g
对于给定的滤料和操作条件，滤料的压力损失 P f 基本上是 一个常数
• 滤布（编织物）
• 毛毡 －工艺简单；致密，除尘效率高；容尘量小，易于清灰
袋式除尘器的滤料
滤料名称
直径/μm
棉织物（植 物短纤维）
蚕丝（动物 长纤维）
羊毛（动物 短纤维）
尼龙
奥纶
涤纶（聚脂）
玻璃纤维 （用硅酮树 脂处理） 芳香族聚酰 胺（诺梅克
斯）
聚四氟乙烯
10～20 18
5～15
5～8
耐温性能/K
－表面过滤速度，m/s
C1 －粉尘入口浓度，g/m3 CR －脱落浓度（常数），g/m3
W－粉尘负荷，g/m2
D e n n i sa n dK l e m m取 C R=0 . 5
袋式除尘器的压力损失
压力损失：重要的技术经济指标，不仅决定着能量消耗， 而且决定着除尘效率和清灰间隔时间等 ➢ P f— 通 过 洁 净 滤 料 的 压 力 损 失 ， 100～ 130Pa; ➢ P P— 通 过 粉 尘 层 （ dustcake） 的 压 力 损 失 ； ➢ 两 者 均 可 以 用 达 西 定 律 表 示
通过袋式除尘器的压力损失主要由 P P 决定
袋式除尘器的压力损失
在时间t内，沉积在滤袋上的粉尘质量m可以表示为
m A tC
A － 滤 袋 的 过 滤 面 积 C 一 烟 气 中 粉 尘 浓 度
因此 xCt/c
粉尘层的压力损失
P PxPK P gC ct(K gP)K 2C Ptcg
令 Rp
袋式除尘器的清灰
粉尘的比阻力系数
袋式除尘器的压力损失
过滤阻力与粉尘负荷
袋式除尘器的滤料
对滤料的要求
➢ 容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力低 ➢ 使用寿命长，耐温、耐磨、耐腐蚀、机械强度 ➢ 表面光滑的滤料容尘量小，清灰方便，适用于含尘浓度
低、粘性大的粉尘，采用的过滤速度不宜过高 ➢ 表面起毛（绒）的滤料容尘量大，粉尘能深入滤料内部，
颗粒物污染控制技术之 优秀课件
除尘器工作原理
工作原理 ➢ 截留、惯性碰撞
除尘器工作原理
工作原理 ➢ 扩散、电沉积
工作原理 ➢ 筛分
除尘器工作原理
袋式除尘器
采用纤维织物作滤料的袋式除尘器（主要讨论），在工业尾气 的除尘方面应用较广
除尘效率一般可达99%以上 效率高，性能稳定可靠、操作简单，因而获得越来越广泛的应
尘效率 随着粉尘在滤袋上积聚，滤袈两侧的压力差增大，会把已附
在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降
除尘器压力过高，还会使除尘系 统的处理气体量显著下降，因此除尘 器阻力达到一定数值后，要及时清灰
清灰不应破坏粉尘初层
袋式除尘器的工作原理
▪ 袋式除尘器的分级效率曲线
袋式除尘器除尘效率的影响因素
用
袋式除尘器的工作原理
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
粉尘因截留、惯性碰撞、静电和 扩散等作 用，在滤袋表面形成粉 尘层，常称为粉层初层
袋式除尘器的工作原理
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
很好
强度 1
0.4 2.5 1.6 1.6 1 2.5 2.5
袋式除尘器的清灰
清灰是袋式除尘器运行中十分重要的一环，多数袋式除 尘器是按清灰方式命名和分类的
常用的清灰方式有三种
➢ 机械振动式 ➢ 逆气流清灰 ➢ 脉冲喷吹清灰
袋式除尘器的清灰
机械振动清灰
➢ 机械振动袋式除尘器的过滤风速一般取1.0～2.0m/min，压力 损失为800－1200Pa
可以采用较高的过滤速度，但必须及时清灰
袋式除尘器的滤料
滤料种类 ➢ 按滤料材质分
• 天然纤维 –棉毛织物，适于无腐蚀、350～360K以下气体
• 无机纤维 –主要指玻璃纤维，化学稳定性好，耐高温；质地脆
• 合成纤维 –性能各异，满足不同需要，扩大除尘器的应用领域
袋式除尘器的滤料
滤料种类 ➢ 按滤料结构分
长期
最高
348～358
368
353～363
373
353～363
373
348～358
368
398～408
423
413
433
523
493
533
493～523
吸水率/ ％
8 16～22 10～15 4.0～4.5
6 6.5 4.0
4.5～5.0 0耐酸源自性很差稍好 稍好好 好 好
差 很好
耐碱性 稍好
很差 好 差 差 差 好
▪ 粉尘负荷 ▪ 过滤速度
➢ 烟气实际体积流量与滤布面积之比，也称气布比 ➢ 过滤速度是一个重要的技术经济指标。选用高的过滤速度，
所需要的滤布面积小，除尘器体积、占地面积和一次投资等 都会减小，但除尘器的压力损失却会加大。 ➢ 一般来讲，除尘效率随过滤速度增加而下降 ➢ 过滤速度的选取还与滤料种类和清灰方式有关