第六章 除尘装置01机械除尘器
学习项目3-除尘装置
（4）确定各部分几何尺寸
XLT/A X - 除尘器
入口宽度, b： 入口高度, h：
旋风除尘器 L - 离心
A / 2.5
T – 筒式
2.5 A
筒体直径, D：
排出筒直径, de： 筒体高度, L： 锥体高度, H： 灰斗直径, d1：
3.85b
0.60b
2.26 D 2.00 D 0.30 D
2 电除尘器
缺点:
• 极板腐蚀 • 污泥处理
干式除尘器
• 电磁振打 • 锤式振打
六、电除尘器结构
1、电晕电极
圆形线 星形线 锯齿线 芒刺线
电晕线的要求
• 起晕电压低
• 电晕电流大 • 机械强度大 • 容易清灰
2、集尘极 振打时粉尘的二次扬起少。 单位集尘面积消耗金属量低。 应有一定的刚性，不易变形。 造价低。
压力损失：
1 2 p v1 2
16A / de
2
旋风除尘器的除尘效率
如果FC>FD，离心力作用下粒子将移向外壁而被捕集。
如果FC<FD，气流作用下粒子将移向内涡旋。 如果FC=FD，粒子将位于界面上不停的旋转，50%的可 能性移向外壁而被捕集。
vT 0 3 dc p 3d c vr 6 r0
电晕电极表面上起始电 晕电压： Vc 3 106am( a
电晕特性的影响因素
• 气体的组成 • 温度和压力 • 电压的波形
三、粒子荷电
• 第一种：静电力作用下离子做定向运动， 与粒子碰撞而使粒子荷电，称为电 场荷电或碰撞荷电。 • 第二种：由离子的扩散现象而导致的粒子 荷电过程，称之为扩散荷电。
3、高压供电设备
• 高压供电设备提供粒子荷电和捕集所需要 的高场强和电晕电流。
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。
第六章 颗粒污染物控制技术基础和除尘装置
粉尘的荷电性和导电性
粉尘的荷电性 ➢ 天然粉尘和工业粉尘几乎都带有一定的电荷 ➢ 荷电因素－电离辐射、高压放电、高温产生的离子或电 子被捕获、颗粒间或颗粒与壁面间摩擦、产生过程中荷 电 ➢ 天然粉尘和人工粉尘的荷电量一般为最大荷电量的1/10 ➢ 荷电量随温度增高、表面积增大及含水率减小而增加， 且与化学组成有关
第三节 湿式除尘器
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0.1～20μm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以上粉尘的净 化效率可达90％～95%
➢ 存在能量足够的火源
19
第三节 净化装置的性能
评价净化装置性能的指标 ➢ 技术指标
✓ 处理气体流量：处理气体能力大小 ✓ 净化效率：装置净化污染物效果 ✓ 压力损失：装置能耗大小
➢ 经济指标
✓ 设备费 ✓ 运行费 ✓ 占地面积
20
净化装置技术性能的表示方法
处理气体流量
QN
1 2
(Q 1N
Q2N )
旋风除尘器气流与尘粒的运动
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
➢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
第二节 电除尘器
旋风除尘器对于 dp < 5μm的粒子效率低，必须借助外力 （电场力等）捕集更小的粒子
电除尘器的工作原理
正极是收集极
荷电粒子
《机械式除尘》课件
粉尘的排
分离出来的粉尘通过排灰装置排出机械式除尘器，排灰装置应定期清理，防止粉 尘堆积和堵塞。
排灰装置的设计应考虑到粉尘的物理性质，如粒径、密度等，以便更有效地排出 粉尘。
机械式除尘器的维护与保养
01
定期检查除尘器的各个部件，如分离元件、排灰装 置等，确保其正常运转。
维护简便
机械式除尘器结构简单，维护方便， 可以减少企业的维护成本和停机时间 。
局限性
阻力较大
易磨损
机械式除尘器通常需要较大的空气流动空 间，导致系统阻力较大，可能会影响工艺 流程的正常运行。
机械式除尘器中的滤网等组件容易受到粉 尘的磨损，需要定期更换或维修。
无法处理有害气体
无法回收利用
机械式除尘器主要针对粉尘进行去除，对 于有害气体的处理效果有限。
室内空气净化
总结词
室内空气质量对人的健康至关重要，机械式除尘可以去除室 内空气中的微粒和有害气体，提高室内空气质量。
详细描述
室内空气中的微粒和有害气体是影响人体健康的重要因素， 如灰尘、花粉、细菌、病毒、甲醛等。机械式除尘器通过过 滤、吸附、离心分离等方式将这些微粒和有害气体去除，从 而改善室内空气质量，保护人体健康。
02
根据实际情况，对除尘器进行必要的清洗和维修， 以保持其良好的工作状态。
03
建立维护保养制度，制定相应的操作规程，提高除 尘器的使用寿命和除尘效果。
03
机械式除尘的应用场景
工业除尘
总结词
工业生产过程中会产生大量粉尘，机械式除尘可以有效去除这些粉尘，保护环境和工人健康。
详细描述
在工业生产过程中，如冶金、化工、建材等，会产生大量粉尘，这些粉尘不仅污染环境，还会对工人的健康造成 危害。机械式除尘器通过各种机械力（如重力、惯性力、离心力等）将粉尘从气流中分离出来，从而达到净化空 气的目的。
第六章除尘装置(精)
第六章除尘装置§6-1机械除尘器重点：1.重力沉降室的设计2.旋风除尘器的工作原理3.旋风除尘器的压力损失结构及影响除尘效率的因素机械力除尘装置是相对电除尘器而言。
除重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器外，还包括湿式除尘器和袋式除尘器等，其除尘机理可概括为五个方面：1．重力沉降：气流中的尘粒依靠重力自然沉降，从气流中分离出来。
主要适用于粒径较大的尘粒，沉降速度V较小。
2．离心碰撞：含尘气流作圆周运动时，在惯性离心力作用下，尘粒和气流产生相对运动，使尘粒从气流中分离。
主要适用于10μm以上的尘粒。
3．惯性碰撞：含尘气流运动过程中遇到障碍物（如挡板、水滴等）时，气流会改变方向而绕流，细小的尘粒会随气流一起流动，而较大的尘粒惯性较大，则脱离流线保持自身的惯性运动，于是尘粒就和物体发生了碰撞。
见图5-1（a）。
4．滞留：细小的尘粒随气流绕流时，如流线和物体表面靠得很近，有些尘粒就和物体表面接触，从气流中分离出来。
见图5-2（b）。
5．扩散：小于1μm的微小粒子在气流中会和气体一样作不规则的布朗运动，布朗运动随粒径减小而增大。
若作布朗运动的尘粒和物体表面接触，就可能从气流中分离，这种分离机理称为扩散。
见图5-1（c）。
除此之外，还涉及筛滤、静电力和声波凝聚作用等。
一、重力沉降室重力沉降室是通过重力从气流中分离尘粒的。
其结构如图所示。
沉降室可能是所有空气污染控制装置中最简单和最粗糙的装置。
就其本身的特点而论，有广泛的用途。
能用于分离颗粒分布中的大颗粒，在某些情况下，其本身就是能进行适当的污染控制，它的主要用途是对更有效的控制装置作为一种初筛选装置。
在大颗粒特别多的地方，沉降室能除掉颗粒分布中的大量大颗粒，这些颗粒如不除掉，就要堵塞其它控制装置。
(一) 原理：利用含尘气体中的颗粒受重力作用而自然沉降的原理。
含尘气流进入沉降室后，引流动截面积扩大，流速迅速下降，气流为层流，尘粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。
《大气污染控制工程》教案 第六章
第六章 除尘装置从气体中去除或捕集固态或液态微粒的设备称为除尘装置或除尘器。
根据主要除尘机理，目前常用的除尘器可分为：(1)机械式除尘器；(2)电除尘器；(3)袋式除尘器(4)湿式除尘器等。
近年来为提高对微粒的捕集效率，陆续出现了综合几种除尘机制的一些新型除尘器，如通量力／冷凝(FF ／C)洗涤器，高梯度磁分离器、荷电袋式过滤器、荷电液滴洗涤器等。
下面分别介绍几种常用除尘装置的工作原理。
第一节 机械式除尘器机械式除尘器通常指利用质量力(重力、惯性力和离心力等)的作用使颗粒物与气流分离的装置，包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。
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起置，它的结构如图6－1所示。
含尘气流进入重力沉降室后，由于扩大了流动截面积而使气体流速大大降低．使较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。
设计重力沉降室的模式有层流式和湍流式两种。
图6－1 简单的重力沉降室1．层流式重力沉降室沉降室设计的简单模式的假定是在沉降室内气流为校塞流，流动状态保持在层流范围内，颗粒均匀地分布在烟气中。
粒子的运动内两种速度组成。
在垂直方向，忽略气体的浮力，仅在重力和气体阻力的作用下，每个粒子以其沉降速度独立沉降，在烟气流动方向，粒子和气流具有相同的速度。
图6—2是这种沉降室纵截面的示意图。
图6－2 层流式重力沉降室纵断面图假定粒子沉降运动处于斯托克斯区域，则重力沉降室能100％捕集的最小粒子直径为2.湍流式重力沉降室重力沉降室设计的另一种模式是假定沉降室中气流为湍流状态，在垂直于气流方向的每个横断面上粒子完全混合，即各种粒径的粒子都均匀分布于气流中。
图6－3为湍流式重力沉降室内粒子分离示意图。
图6－3 湍流式重力沉降室粒子分离示意图降低沉降室内气体流速，降低沉降室高度和增加沉降室长度，可提高粉尘的沉降效率。
为提高沉降室沉降效率和容积利用率，从降低高度出发，出现了设有多成水平隔板的多层沉降室；从增大长度出发，设计出带有多块垂直挡板的沉降室。
《机械式除尘器》课件
为确保机械式除尘器的正常运行和使用寿命，需定期对除 尘器进行检查，包括各部件的紧固情况、磨损情况、气流 状况等。同时，还需定期清洁设备，去除积灰和杂物，保 证设备的畅通。在发现部件损坏或性能下降时，应及时进 行更换或维修。此外，还应根据实际情况制定合理的维护 与保养计划，并严格执行，以确保除尘器的性能和效率。
提高过滤效率
采用高效过滤材料，优 化滤袋设计，提高对颗
粒物的捕集效率。
降低压降
合理设计气流通道，减 少设备阻力，降低运行
能耗。
增强清灰性能
改进清灰装置的设计， 提高清灰效果，延长滤
袋使用寿命。
智能化控制
引入智能控制系统，实 现设备的自动化运行和 远程监控，提高运行稳
定性。
05
机械式除尘器的未来发展
技术创新方向
高效过滤技术
研发更高效的过滤材料和结构， 提高机械式除尘器的过滤效率和
降低阻力。
智能控制技术
引入物联网、大数据和人工智能 等先进技术，实现机械式除尘器
的智能化控制和远程监控。
多功能集成技术
将机械式除尘器与其他环保设备 进行集成，形成综合治理方案，
提高治理效果。
应用领域拓展
工业烟气治理
机械式除尘器通常适用于处理颗 粒物浓度较高、粒径较大的情况 ，对于超细颗粒物或气态污染物
的去除效果有限。
阻力较大
机械式除尘器通常需要较大的空气 流量和较高的运行阻力，可能会增 加能源消耗和运营成本。
易受磨损
机械式除尘器中的滤料、滤网等易 受磨损，需要定期更换，增加了运 营成本和维护工作量。
如何克服局限性
利用高速旋转的气流产生 的离心力，将颗粒物从气 体中分离出来。
机械式除尘器的应用场景
第六章除尘装置
（一）惯性碰撞
• 含尘气体在运动过程中
与液滴相遇时，在液滴 前Xd米处，气流开始改 变方向，绕着液滴流动。 而惯性大的尘粒要继续 保持原有的直线运动。 尘粒脱离流线后，由于 空气的阻力，尘粒的惯 性运动速度不断下降，
从最初的 v0 一直下降
到等于零为止（或者和 液滴发生碰撞为止）。
第六章除尘装置
• 喷头的埋水深度 h0=20~30mm 。
除尘器阻力约为400~700Pa。
• 水浴除尘器可在现场用砖或钢筋混
凝土构筑，适合中小型工厂采用。
它的缺点是泥浆清理比较困 难。
第六章除尘装置
（二）自激式除尘器
• 含尘气体进入除尘器后转弯向下，冲激在液面上，
部分粗大的尘粒直接沉降的泥浆斗内。随后含尘气 体高速通过S型通道，激起大量水滴，使粉尘与水 滴充分接触。在正常情况下，除尘器阻力为 1500Pa左右，对5μm的粉尘，效率为93%。冲激 式除尘机组把除尘器和风机组合在一起，具有结构 紧凑、占地面积小，维护管理简单等优点。
同时，并非是液滴直径越小越好，过小将会随气 流一起运动。当液滴直径在补集粒径的150倍时最佳。
第六章除尘装置
（二）扩散 粒径在0.1μm左右时，扩散是尘粒运动的主要因
素。
当处理粉尘的粒径比较细小，在设计和选用湿式 除尘器或过滤式除尘器时，应有意识地利用扩散机 理。
第六章除尘装置
二、湿式除尘器的结构形式
工业通风与除尘
湿式除尘器
第六章除尘装置
湿式除尘器
湿式除尘器是通过含尘气体与液滴或液膜的接触 使尘粒从气流中分离的。
优点:结构简单，投资低，占地面积小，除尘效率 高，能同时进行有害气体的净化。它适宜处理有爆炸 危险或同时含有多种有害物的气体。
常见除尘装置及原理
常见除尘装置及原理一、机械除尘器机械除尘器主要依靠机械力（如：重力、惯性力、离心力等）的作用，使粉尘与气体分离。
这种除尘器结构简单，费用较低，但除尘效率相对较低。
常见的机械除尘器包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。
1.重力沉降室：利用重力作用使粉尘沉降下来，主要用于除去粒径较大（通常大于50微米）的粉尘。
2.惯性除尘器：利用粉尘和气体在运动中的惯性力不同，使粉尘在气流方向改变时与气体分离。
3.旋风除尘器：利用离心力将粉尘从气体中分离出来，除尘效率较高，尤其对5微米以上粉尘的去除效果较好。
二、湿式除尘器湿式除尘器主要通过液体（如水）洗涤气体的方式，使粉尘和气体分离。
这种除尘器对细粉尘有较高的去除效率，但需要消耗大量的水，且容易造成二次污染。
常见的湿式除尘器包括喷淋塔、水膜除尘器等。
1.喷淋塔：通过喷淋水使气体中的粉尘与水接触并被洗涤下来。
2.水膜除尘器：利用水膜将气体中的粉尘吸附下来，同时水膜还能起到冷却的作用。
三、袋式除尘器袋式除尘器主要通过滤袋过滤的方式，使粉尘和气体分离。
这种除尘器对细粉尘有较高的去除效率，且滤袋更换方便，但滤袋成本较高。
常见的袋式除尘器包括脉冲袋式除尘器和反吹风袋式除尘器等。
1.脉冲袋式除尘器：利用脉冲喷吹装置清除附着在滤袋上的粉尘。
2.反吹风袋式除尘器：利用反吹气流清除附着在滤袋上的粉尘。
四、电除尘器电除尘器主要通过高压电场的作用，使气体电离，从而使带电的粉尘颗粒在电场中受力而被收集。
这种除尘器对细粉尘有很高的去除效率，但对烟气温度和湿度有一定的要求。
常见的电除尘器包括静电除尘器和电凝并除尘器等。
1.静电除尘器：利用高压电场使气体电离，带电的粉尘颗粒在电场中受到库仑力的作用而被收集。
2.电凝并除尘器：通过电场的作用使粉尘颗粒带上电荷，然后利用凝并技术将小颗粒凝并成大颗粒，再通过其他方式去除。
五、过滤式除尘器过滤式除尘器主要通过过滤材料过滤的方式，使粉尘和气体分离。
这种除尘器对细粉尘有较高的去除效率，且无需消耗大量的水或电，但需要定期更换过滤材料。
6 除尘装置-第一部分
(40106 ) 2 2670 9.81 us m / s 0.129m / s 5 18 181.8110
15
2 dp pg
一、机械除尘器
1、重力沉降室
重力沉降室的设计
[例] 用沉降室作为含尘气流的初级净化装置，粉尘真密度 为2670kg/m3，浓度为28.9g/m3，常温常压下的空气流量 为1800m3/h。试确定全部捕集40μm以上的颗粒时沉降室 的尺寸。
8
一、机械除尘器
1、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
i
u s LW (n 1) Q
• 考虑清灰的问题， 一般隔板数在3以下
9
一、机械除尘器
1、重力沉降室
湍流式重力沉降室
• 垂直混合湍流模式：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 • 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
• 三种模式的分级效率均可用
i hc u L s H v 0H
us L ) v 0H
(
u s L 1/ 2 ) v0 H
归一化
i 1 exp(
i
us L / v 0 H 1 us L / v 0 H
图6－4 重力沉降室归一化的分级效率曲线 a层流－无混合 b湍流一垂直混合 c湍流一完全混合
1 0.3 n 1 d T 0.14 p n 1 1 0.67 D i 1 exp 0.693 d 283 c
大气污染第六章
d min
18 Q p gWL
由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分 级效率公式的一半作为实际分级效率
d min 36 Q p gWL
重力沉降室效率的影响因素
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
不同粉尘的最高允许气流速度 沉降室内的气流速度一般为 0.3～2.0m/s
6、 旋 风 除 尘 器 的 选 型 算 计： 1） 根 据 待 处 理 气 流 的 尘 含浓 度 、 除 尘 要 求 1； 2） 根 据 粉 尘 、 气 流 的 性 特初 步 选 定 除 尘 器 的号 型， 根 据 其 提 供 的 分 级 效 率 i 2 i g i； 待 去 除 粉 尘 的 质 量 分g 布 i 若 2 1， 除 尘 器 的 选 型 正 确 否 。则 ， 重 选 。
1）取一气流速度v气（0.3～2m/s); 2）计算沉降速度us（粒径一般取50μm， 不能太小） H L v 气 H； 3）根据实际情况假设一高度 us 4）计算沉降室长度L： Q
W
Hv气
5）计算宽度W：
2、重力沉降室分级效率
沉降室的长宽高分别为L、W、H，处理烟气量 LWH 为Q t L/v
50%
旋风除尘器
旋风除尘器的除尘效率（续） 对于球形Stokes粒子 2 π 3 VT0 dc p 3π d cVr
6 r0
分割粒径 18 V r r 0
1/ 2
dc V2 p T0
Q 1、径向速度Vr0＝ 2R 0 H 0 2、切向速度VT0的计算： a、在外涡旋处：有 VT R n＝常量，即VT1R 1 ＝VT0 R 0 VT1 外壁附近的切线速度。 b、实验表明： 当017 F j / D 0.41 时，VT1＝3.74 F j / Du 当0.17 F j / D时，VT1＝0.6u 其中：F j 进口管截面积 , m 2；u－进口风速, m / s； D－筒体直径, m
第六章 除尘装置01
u s = 1 . 74 [ d p ( ρ p − ρ ) g / ρ ]
一 、重力沉降室
（1）已知尺寸的重力沉降室的分级除尘效 率如何？对实际待处理气体能否达到处 理要求？（预测型问题） （2）对实际待处理气体（已知粉尘的粒径 和粒径分布）需要设计多大的重力沉降 室才能达到处理要求？（设计型问题）
一、重力沉降室
水平气流沉降室的设计计算及注意事项 设计步骤 例：某石棉厂拟建一重力沉降室处理含石棉尘的气 体，已知待净化的石棉尘气量为8000m3/h，石棉 尘气体温度为30℃，此温度下的空气粘度为 1.864×10-5Pa·s，石棉尘真密度为2200kg/m3。 在车间附近可建造重力沉降室的用地为：长5m， 宽2m，空间不受限制。要求能除去50微米以上的 烟尘。
• 垂直折板
二、惯性除尘器
• 4、惯性除尘器的特点
处理粒径范围：10-20μm；效率：70%；阻力100-1000Pa。 有的可直接安装在风管上，不需风机。 与别的除尘器连用，可达到较高效率。
二、惯性除尘器
• 5、惯性除尘器设计与应用
气流速度对惯性除尘器性能影响较大。 对冲击式惯性除尘器，冲击挡板流速越大，流出速度越 小，效率越高； 百叶窗式惯性除尘器，缝隙不大于6mm 惯性除尘器阻力与其内部结构有关，结构越复杂，阻力越 大。 出气应注意导流。 清灰系统，注意防漏气。 防结垢
η
i
usL = υ0H
2 ρ pL d p ρ p LW = g = 18 υ 0 H μ 18 Q μ
d
2 p
g
则重力沉降室能100％捕集的最小粒子直径为：
d min =
18 μ Q ρ p gWL
给定重力沉降室的结构，可求出不同粒径粒子的分级效 率； η = ∑ ΔDiηi 根据沉降室入口粉尘的粒径分布，可求总效率
大气污染控制第六章 除尘装置
⑷ 操作变量 提高烟气入口流速，旋风除尘器的分割粒径变小，效率提高。
100 a (Qa )0.5 100 b Qb 气流速度过高，己沉积的粒子有可能再次被卷起，导致效率下降。
旋风除尘器效率最高时的入口气速估算式：
1
3030 p
2 g
(b / D)1.2 (1 b / D)
D0.201
(m / s)
四、 荷电粒子的运动与捕集 1. 驱进速度
qEp /(3d p )
2. 粒子的捕集效率____德意希公式
1 exp( A / Q)k
3. 有效驱进速度 由实际测得的除尘效
率代入德意希公式反算出 的驱进速度。
五、 被捕集粉尘的清除 湿法和干法
六、 电除尘器结构 电晕电极
集尘极
喷雾洗涤塔
4. 异常荷电 ⑴ 沉积在集尘极上的高比电阻粒子导致在低压下发生火花放电或在 集尘极产生反电晕现象。
⑵ 当气流中微小粒子的浓度高时，虽然荷电尘粒所形成的电晕电流 不大，可是形成的空间电荷却很大，严重地抑制了电晕电流的产生， 使尘粒不能得到足够的电荷。
⑶ 当含尘量大到某一数值时，由晕现象消失，粒子荷不到电荷，电 晕电流几乎为零，失去除尘作用，即电晕闭塞。
第三节 湿式除尘器
旋风洗涤器
第四节
袋式除尘器工作原理
袋式除尘器
重力沉降室的缺点：
体积大，效率低，只能作为 高效除尘器的预除尘装置，除去 较大或较重的粒子。
二、 惯性除尘器
1. 惯性除尘器除尘机理
2. 惯性除尘器的结构型式 ( 冲击式和反转式 )
惯性除尘器用于净化密度和粒度较大的金属或矿物粉尘具有较高除尘效
率。对粘结性和纤维性粉尘，则因易堵塞而不宜采用。净化效率不高，一般 只用于多级除尘的第一级除尘，捕集10~20um以上的粗尘粒。压力损失一般为 100~1000Pa。
第六章除尘装置
第一节机械除尘器机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力等）的作用使颗粒物与气流分离的装置，包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。
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含尘气流从入口管道进入比管道横截面积大得多的沉降室时，气体流速大为降低，较大的尘粒在沉降室内有足够的时间因重力作用而沉降下来。
1、层流式重力沉降室沉降原理：假定：①在沉降室内气流为柱塞流，流速为υ0()；②流动状态保持在层流范围内；③颗粒均匀地分布在烟气中。
粒子的运动由两种速度组成，在垂直方向，忽略气体的浮力，仅在重力和气体阻力的作用下，每个粒子以其沉降速度()独立沉降，在烟气流动方向，粒子和气流具有相同的速度。
层流式重力沉降室纵截面示意图设沉降室的长、宽、高分别为L、B、H，处理烟气量为Q(m3)。
气流在沉降室内停留时间为：在时间t内，粒径为的粒子的沉降距离为：沉降室对粒径为的粒子的分级效率为:根据假定2，沉降室内为层流状态，沉降速度为：得层流式重力沉降室分级效率的计算公式为：则重力沉降室能100％捕集的最小粒子直径为：给定重力沉降室的结构，可求出不同粒径粒子的分级效率；根据沉降室入口粉尘的粒径分布，可求总效率由分级效率计算公式可以看出，提高沉降室除尘效率的主要途径为，降低沉降室内的気流速度，增加沉降室长度或降低沉降室的高度。
例题：某石棉厂拟建一重力沉降室处理含石棉尘的气体，已知待净化的石棉尘气量为8000m3，石棉尘气体温度为30℃，此温度下的空气粘度为1.864×10-5·s，石棉尘真密度为22003。
在车间附近可建造重力沉降室的用地为：长5m，宽2m，空间不受限制。
要求能除去50微米以上的烟尘。
解：①计算：②选择水平气流速度v(0.2~2)，假设H或L取沉降室内气速为2，1.5m③计算L或H，并根据计算B。
由于沉降室过长，可采用五层水平隔板，即6通道（n＝6）沉降室，取每层高△H＝0.25m，则此时所需沉降室长度若取2.5m，则沉降室宽度B为2、湍流式重力沉降室右图为多层沉降室中的一个通道，气流从图示方向流过由上、下隔板构成的空间。
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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。
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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
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1. 层流式重力沉降室
缺点
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二、惯性除尘器
1. 惯性除尘器除尘机理
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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二、惯性除尘器
三、旋风除尘器
例题：已知XZT一90型旋风除尘器在选取入口速度v1=13m/s时，处理气 体量Q=1.37m3/s。试确定净化工业锅炉烟气（温度为423K，烟尘真密度 为2.1g/cm3）时的分割直径和压力损失。已知该除尘器筒体直径 0.9m， 排气管直径为 0.45m ，排气管下缘至锥顶的高度为 2.58m ， 423K 时烟气 的粘度 （近似取空气的值）µ =2.4×10－5pa﹒s。
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三、旋风除尘器
利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置
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
us L ) v0H
1 exp(
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2. 湍流式重力沉降室
湍流模式2:完全混合模式，即沉降室内未捕集颗粒完 全混合
ni v0 HW ni（为除尘器内粒子浓度， 单位时间排出： 均一） 单位时间捕集： n u HW
i s
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第六章 除尘装置
1. 2.
3.
4. 5.
机械除尘器 电除尘器 湿式除尘器 过滤式除尘器 除尘器的选择与发展
掌握各类除尘器的工作原理、结构及性能 能够进行简单除尘器的选择和设计 了解目前除尘器的研究和发展情况 1
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对上式积分得 ln N us x ln C p
v0 H
x 0 Np Np0 ; x L Np NpL 边界条件： 得 N N exp( us L ) pL p0 v0 H
因此，其分级除尘效率
i 1
NpL Np0
1 exp( us LW ) Q
声波除尘装置 2
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第一节 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
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一、重力沉降室
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。 10
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2. 湍流式重力沉降室
粒子在微元内的停留时间 dt dx / v0 dy / us
dy usdx 被去除的分数 Np H v0 H dN p
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三、旋风除尘器
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% 28
0.14
VT Rn const.
T 283
0.3
n 1 自由旋涡 n -1 强制旋涡
外旋: 随直径增大而切向 速度变小，自由旋涡 内旋: 随直径增大而切向 速度增大，强制旋涡
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 dI = ( 0.6～1.0 ) de , de 为排气管直径
忽略气体浮力，粒子仅受重力和阻力的作用
纵剖面示意图
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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
LWH t L / v0 Q
在t时间内粒子的沉降距离hc
us L us LWH hc us t v0 Q
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除尘装置
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 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 过滤式除尘装置
按分离原理分类 ：
电除尘装置
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三、旋风除尘器
2. 旋风除尘器的压力损失 1 P V in 2 2 ：局部阻力系数 A 16 2 de A：旋风除尘器进口面积 局部阻力系数
旋风除尘器型式 ξ
XLT XLT⁄A XLP⁄A XLP⁄B 5.3 6.5 8.0 5.8 26
2. 惯性除尘器的结构形式
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
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二、惯性除尘器
3. 惯性除尘器的应用
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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三、旋风除尘器
旋风除尘器分级效率曲线
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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 4
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1. 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
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三、旋风除尘器
2. 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
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解 : 假设接近圆筒壁处的气流切向速度近似等于气流的入口速度，即 v1=13m/s， 取内、外涡旋交界圆柱的直径d0=0.7 de，根据式 （6－10）
T 0 .3 n 1 [1 0.67( D )][ ] 283 423 0.3 0 .1 4 1 [1 0.67(0.9) ][ ] 283 0.62
总分级效率：
ni usWL us L / Hv0 i＝ ni Hv0W＋ni usWL 1 us L / Hv0
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2. 湍流式重力沉降室
usL 1/2 ) 三种模式的分级效率均可用 v0H 归一化 (
对Stokes颗粒，分级效率与dp成正比
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
us 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
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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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三、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 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 轴向速度