除尘装置1

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–对于球形Stokes粒子
2 π 3 VT0 dc p 3πd cVr 6 r0
–分割粒径
18 V r r0 dc V2 p T0

1/ 2
–dc确定后,雷思一利希特模式计算其它粒子的分级 效率
i 1 exp[0.6931 (
dp dc )
1 n 1
]
–另一种经验公式
i
(d pi / d c )2 1 (d pi / d c )2
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4.影响旋风除尘器效率的因素
(1)二次效应-被捕集粒子的重新进入气流 • 在较小粒径区间内,理应逸出的粒子由于聚集或被 较大尘粒撞向壁面而脱离气流获得捕集,实际效率 高于理论效率 • 在较大粒径区间,粒子被反弹回气流或沉积的尘粒 被重新吹起,实际效率低于理论效率
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4.重力沉降室的设计
• 假设通过重力沉降室断面的水平气流的速度 V分布是均匀 的,呈层流状态;入口断面上粉尘分布均匀(即每个颗粒 以自己的沉降末端速度沉降,互不影响);在气流流动方 向上尘粒和气流速度相等,就可得到除尘设计的简单模式。
• (1)沉降时间和(最小粒径时的)沉降速度
• 尘粒的沉降速度为 us ,沉降室的长、宽、高分别为 L、W 、H,要使沉降速度为 us 的尘粒在沉降室内全部去除,气 流在沉降室内的停留时间t( )应大于或等于尘粒
L us V0
• 沉降室宽度:
W
Q HV 0

Q为处理气流量,m3/s
13
• (3)设计要求
• 1.保证粉尘能沉降,L足够长; • 2 .气流在沉降室的停留时间要大于尘粒沉降所需的时间。
L H V0 us
• 3.能100%沉降的最小粒径 • 根据粒径dp算出 • 1)us; • 2)初步确定了V0、H ,根据
• 在其它温度下,Kc值就变化,
Kc
6.021 10 T 1
4
dp
4

1.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
t L / v0 LWH Q
v0
us
• 在t时间内粒子的沉降距离 us L us LWH hc us t v0 Q • 该粒子的除尘效率
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三、旋风除尘器
• 旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘 粒从气流中分离的装置 。 • 用来分离粒径大于5—10μm以上的的颗粒物。 工业上已有100多年的历史。 • 特点:结构简单、占地面积小,投资低,操作 维修方便,压力损失较大,动力消耗也较大, 可用于各种材料制造,能用于高温、高压及腐 蚀性气体,并可回收干颗粒物。 • 缺点:效率 80% 左右,捕集 <5 μm 颗粒的效率 不高,一般作预除尘用。
6
1.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
i
u s LW (n 1) Q
• 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
7
2.湍流式重力沉降室
• 湍流模式1-假定沉降室中气流处于湍流状态,垂直于气 流方向的每个断面上粒子完全混合
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• 旋风除尘器内气流的切向速度和压力分布
30
三、旋风除尘器
• A、切向速度 –根据“涡旋定律” ,外涡旋的切向速度反比于旋转半 径R的n次方 n
VT R const.
–此处n 1,称为涡流指数
n 1 1 0.67 D
0.14
T 283
1 3 1
D L 2
3
35
• 2.旋风除尘器的压力损失
应当指出:旋风除尘器的其他操作因素对压力损失也有影响
-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
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• (4)设计的主要内容:
d min
18 us min 18 Hu s pg g gL p
1 2
H L V0 us
求长度L。
• 3)根据进气量Q求宽度w,Q=V0WH.
14
二、惯性除尘器
• 1.惯性除尘器机理 –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
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旋风除尘器的分类及型式

• • • • • • • • •
旋风除尘器分类 目前国内外常用的旋风除尘器种类很多 , 按照结构型式及各部尺寸 的比例不 同,可分为 以下几类 : ① 基本型旋风除尘器 ② 螺旋型旋风除尘器 ③ 蜗旋型除尘器 ④ 圆筒型旋风除尘器 ⑤ 扩散型旋风除尘器 ⑥ 旁路式旋风除尘器 ⑦ 平面旋流旋风除尘器 (见图 6-10) ⑧ 龙卷风旋流除尘器 (见图6-11) ⑨ 斜置式旋风除尘器 ⑩ 组合式旋风除尘器 (见图6-12)等。
K——常数,等于20—40; A——进口面积,a×b; L——筒体长度; H——锥体长度; de——排出管直径。
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• ξ的求法: • 1)Shepherd—Lapple式,
BH k Da
2)Louis—Thodore式,
HB D 7.38 2 L kDe 1
t
• 从顶部沉降到灰斗的时间( ), H • 即: tc
L V0
L H V0 us
us
10
4.重力沉降室的设计
W us V0 00 0 H L
L V0 us 净气 H
W
11
4.重力沉降室的设计
2 d • 将 V 0 p p g 代入 L H ,可求出沉降室能100%捕集的最 V 0 us 18
• 小粒径dmin
d min
• • 上式是在理想状况下得到的,实际中常出现反混现象,工 程上常用36代替式中的18,这样理论和实践更接近。室内 的气流速度v0应根据尘粒的密度和粒径确定。一般取0.3— 2m/s。 • 沉降室的设计: L t • 1).沉降时间 V 0; • 2).沉降速度(按要求沉降的最小颗粒) • 3). 沉降室尺寸
i
hc us L us LW H v0 H Q (hc H )
i 1.0
(hc H )
5
1.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0.3~2.0m/s
不同粉尘的最高允许气流速度
–电除尘装置 –声波除尘装置
电除尘
1
§1 机械除尘器
• 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
2
一、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
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1.旋风除尘器内气流与尘粒的运动(续)
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
切向速度决定气流质点 离心力大小,颗粒在离心 力作用下逐渐移向外壁
上涡旋-气流从除尘器 顶部向下高速旋转时,一 部分气流带着细小的尘粒 沿筒壁旋转向上,到达顶 部后,再沿排出管外壁旋 转向下,最后从排出管排 出
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18 Hv 0 18 Q p gL g LW p
1 2
(2)沉降室尺寸
• 先按 us
2 dp pg
18
算出捕集尘粒的沉降速度us,
• 假设沉降室内的气流速度V0和沉降室高度H(或宽度W) ,而后求沉降室的长度和宽度(或高度)。 • Q=WHV0=WLus • 沉降室长度: H
• 3.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 –在交界面上,离心力FC,向心运动气流作用于 尘粒上的阻力FD
• 若 FC > FD ,颗粒移向外壁
• 若 FC < FD ,颗粒进入内涡旋
• 当 FC = FD时,有50%的可能进入外涡旋,既除尘效
率为50%
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• 3.旋风除尘器的除尘效率(续)
24
三、旋风除尘器
25
旋风除尘图
气流动图
胖子型图
实物图
并行图
26
三、旋风除尘器
27
三、旋风除尘器
• 1.旋风除尘器内气流与尘粒的运动 普通旋风除尘器是由进气管、 筒体、锥体和排气管等组成
气流沿外壁由上向下旋 转运动:外涡旋
少量气体沿径向运动到 中心区域 旋转气流在锥体底部转 而向上沿轴心旋转:内涡 旋 气流运动包括切向、轴 向和径向:切向速度、轴 向速度和径向速度
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旋风除尘器
21
旋风除尘器
22
旋风除尘器
23
• • • • • • • • • • •
பைடு நூலகம்
切流式旋风除尘器结构如图6-13所示, 分为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 6-13(d)〕和轴流式 [见图 6-13(e)]0 轴流式旋风除尘器按气体在旋风除尘器内的流动情况分为 轴流反转式 [见图 6-13(f)] 轴流直流式 [见图 6-13(g)] 将排出气体中含尘浓度较大部分 (或干净气体)以二次风的 形式再导回旋风除尘器就变成龙卷风旋风除尘器 龙卷风旋风除尘器按二次风导人方式分为切流二次风 [见 图 6-13(h) 轴流二次风 [见图 6-13(i)].
除尘装置概述
• 从气体中除去或收集固态或液态粒子的设备称为除尘装置
–湿式除尘装置 –干式除尘装置 • 按分离原理分类 : –重力除尘装置(机械式除尘装置) –惯性力除尘装置(机械式除尘装置) –离心力除尘装置(机械式除尘装置) –洗涤式除尘装置
袋式除尘 湿式除尘 重力除 尘 惯性除尘
–过滤式除尘装置
3
一、重力沉降
• 工业粉尘粒径大致为1—100μm,粒径小于5μm的尘粒实际 沉降速度要比 Stocks 定律预示的大,需修正。故 dp≤5μm 的尘粒:us=c· us· Stocks • c为修正系数,在空气中温度为20℃,压强为1atm时, • 0.172 c 1 • dp为μm。
dp
15
二、惯性除尘器
• 2.惯性除尘器结构形式 – 冲击式-气流冲击挡板捕集较粗粒子
冲击式惯性除尘装置 a单级型 b多级型
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二、惯性除尘器
– 反转式-改变气流方向捕集较细粒子
反转式惯性除尘装置 a 弯管型 b 百叶窗型 c 多层隔板型
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设备示意图
反转式
弯管惯性除尘
冲击式
3.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10~20µm以上的粗颗粒 压力损失100~1000Pa
表6-1
旋风除尘器型式 ξ XLT 5.3
局部阻力系数
XLT⁄A 6.5 XLP⁄A 8.0 XLP⁄B 5.8
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• 缺乏实验数据时,可用下式表示: • A 16 2 • de
A:旋风除尘器进口面积
• KA D • 2 de L H • T P n • P P n TPn •
0.3
–内涡旋的切向速度正比于半径
VT / R w -角速度
–内外涡旋的界面上气流切向速度最大 –交界圆柱面直径 d0= ( 0.6~1.0 ) de , de 为排气管直径
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三、旋风除尘器
• B、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 Q –平均径向速度 Vr
2πr0 h0
r0和h0分别为交界圆柱面的半径和高度,m
• C、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
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2.旋风除尘器的压力损失
• 旋风除尘器的压力损失
P 1 V in 2 2
ρ :气体的密度,kg/m3 Vin:气体入口速度,m/s :局部阻力系数
• 宽度为W、高度为H和长度为dx的捕集元,假定气体流过 dx距离的时间内,边界层dy内粒径为dp的粒子都将沉降而 除去
8
3.重力沉降室优缺点
• 重力沉降室的优点 – 结构简单 – 投资少 – 压力损失小(一般为50~100Pa) – 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
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