环境污染控制工程(大气篇第二讲)

7.4 480 1 92.5% 15 3200 0.6 480 1 99.55% 20 3200
η>40=100%
环境工程
(2)计算除尘器的除尘效率
gdid i
i 1 n
=(20×0.415+10×0.79+15×0.925+
20×0.9955+35×1）/100
环境工程
堆积密度：自然堆积状态下单位体积 粉尘的质量，用ρb表示。 它与粉尘的贮运设备和除尘器灰斗的设 计有密切关系。 真密度：密实状态下单位体积粉尘的质 量，用ρp表示。 它对机械式除尘器的工作和效率有较 大的影响。
环境工程
对于粒径大，真密度大的粉尘可以选用机械 力除尘器，而对于真密度小的粉尘，即使颗粒 大也不宜采用这种类型的除尘设备。
环境工程
质量分级效率用ηi表示，可用下式计算：
G3 gd3 i 100% G1 gd1
式中： G1 、 G3---- 分别为除尘器进口和被除 尘器捕集的粉尘量，kg/h； gd1,gd2--- 分别为除尘器进口和被除尘器捕集 的粉尘中，粒径为d的粉尘质量分数，%； ηi------质量法表示的分级效率。
环境工程
2、除尘效率
除尘效率是表示除尘器性能的重要技 术指标。
除尘效率分为总效率和分级效率两种 表示方法。
环境工程
除尘器的总效率：是指在同一时间 内被除尘装置捕集的粉尘质量占进入除 尘装置的粉尘质量的百分数，常用η表示。
环境工程
假定：
Q1---进口的气体流量（m3/s）,粉尘流入量 为G1(g/s)，气体含尘浓度C1(g/m3); Q2---出口的气体流量（m3/s）,粉尘流出量 为G2(g/s)，气体含尘浓度C2(g/m3); G3---除尘装置捕集的粉尘(g/s)。
二、除尘装置的性能指标
环境工程
一般采用技术指标和经济指标来评价 除尘器的优劣。
技术指标主要包括含尘气体处理量、 净化效率和压力损失等。 经济指标主要包括设备费、占地面积 或占用间体积、使用寿命等。
环境工程
1、含尘气体处理量
含尘气体处理量是衡量除尘器处理气 体能力的指标，一般用气体的体积流量来 表示。
这类粉尘为爆炸性粉尘。
环境工程
具有爆炸危险的粉尘只有浓度在一定
的范围内才能发生爆炸，这个爆炸范围 的最低浓度叫做爆炸下限。
粉尘的粒径越小，比表面越大，粉尘和
空气的湿度越小，爆炸的危险越大。
环境工程
有些粉尘与水接触后也会引起自燃或 爆炸，不能用湿法除尘，如镁粉、碳化 钙粉等。
有些粉尘互相接触或混合时也会引起 爆炸，在除尘时应注意防爆，如溴与磷、 锌粉和镁粉等。
=85%
环境工程
3、除尘装置的压力损失
压力损失是指含尘气体经过除尘装 置后会产生压力降。
压力损失常用净化装置进出口气流 的全压差表示，单位是Pa。 压力损失的大上除了与装置的结构 形式有关之外，还与流体的流速有关。
环境工程
两者之间的关系是：
p
u
2
2 1
式中：ΔP-----除尘装置的压力损失，Pa； ε------净化装置的阻力系数； ρ------气体的密度，kg/m3； u1------装置进口气体流速，m/s
环境工程
7、粉尘的比电阻
粉尘的导电性通常用比电阻来表示。 比电阻是指电流通过面积为1cm2、厚度 为 1cm 的粉尘时具有的电阻值，单位是 Ω.cm。 粉尘的导电性主要取决于粉尘和气 体的温度和成分。
环境工程
8、粉尘的爆炸性 粉尘的爆炸性是指悬浮在空气中的某些 粉尘（如煤粉等）达到一定浓度时，若 在高温、明火、电火花、磨擦、撞击等 条件下就会引起爆炸的性质。
环境工程
4、粉尘的润湿性
粉尘的润湿性：是指粉尘能否与液体相互 附着或附着难易的性质。 根据粉尘被液体润湿的难易程度将粉尘分 成两大类。
亲水性粉尘：指容易被水润湿的粉尘；如锅炉 飞灰、石灰粉尘。 疏水性粉尘：难被水润湿的粉尘；如石墨粉尘、 炭黑。
5、粉尘的粘附性
环境工程
粉尘的粘附性：粉尘颗粒相互附着或 附着于固体表面上的现象。 粉尘的粒径小、形状不规则、表面粗糙、 含水率高、润湿性好以及荷电量大时，易产 生粘附现象。
由于装置漏气等原因，造成除尘器的进出 口气体流量不同。可用二者的平均值表示 除尘器的气体处理量。
环境工程
式中： Q1-----除尘器入口气体标准状态 下的体积流量，m3/s； Q2-----除尘器出口气体标准状态下的体 积流量，m3/s； Q-----除尘器处理气体标准状态下的体 积流量，m3/s。
环境工程
根据除尘效率的定义，除尘效率可 用下式表示：
G3 100% G1
环境工程
由于G3=G1-G2，G1=Q1C1，G2=Q2C2，
因此有：
G1 G2 G2 100% (1 ) 100% G1 G1
Q2C2 (1 ) 100% Q1C1
环境工程
dp=0~5µ m粉尘 dp=5~10µ m粉尘
0~5
78 480 1 41.5% 20 3200
5~10
14 480 1 79.0% 10 3200
环境工程
dp=5~10µ m粉尘 dp=5~10µ m粉尘 dp>40µ m粉尘
10 ~ 20
20~ 40
环境工程
尘粒在液体中的粘附性要比在气体中 弱得多；在粗糙或粘性物质的固体表面 上，粘附力会大大提高。
这是 为什 么？
环境工程
利用粉尘的粘附性可以使粉尘相互凝聚和
附着在固体表面上，这有利于粉尘的捕集和
避免二次扬尘。但在含尘气体通过的设备或 管道中，又会因为粉尘的粘附和堆积，造成 管道和设备的堵塞。
为什么？
环境工程
3、安息角
安息角：将粉尘通过小孔连续自然堆 放在水平面上，堆积锥体的母线与水平 面的夹角，也称静止角或堆积角。
环境工程
将粉尘置于光滑的平板上，使该倾斜 到粉尘开始滑动时，板与水平面的夹角称 为粉尘的动安息角或滑动角。
粉尘的安息角是评价粉尘流动性的重 要指标。它与粉尘的粒径、含水率、形状、 表面光滑程度、粘附性等因素有关。安息 角是确定灰斗锥度和含尘通风管道倾斜角 的主要依据。
作业
环境工程
2 、有一两级除尘系统用来处理含石棉粉 尘的气体。已知含尘气体流量为2.5m3/s， 工艺设备的产尘量为 22.5g/s ，各级除尘效 率分别为83%和95%。 （ 1 ）计算该除尘系统总除尘效率和粉尘 排放量，粉尘排放浓度是否达标？ （ 2 ）若仅使用第一级除尘，粉尘排放浓 度是否达标？
gdid i
式中： gdi----除尘器进口中粒径为 di的粉 尘的质量分数，%； ηdi---粒径为di的粉尘的分级效率。
i 1
n
环境工程
例 在现场对某除尘器进行测定，测得除 尘器进口和出口气体中含尘浓度分别为 3.2×10-3kg/m3 和 4.8×10-4kg/m3 ，除尘器 进口和出口粉尘的粒径分布如下：
环境工程
当几台除尘装置串联使用时
η1-n=1-（1-η1）（1-η2）(1-η3)……..
（1-ηn）
环境工程
例 有一两级除尘系统，除尘效率分 别为 60% 和 85% ，用以处理含尘浓度为 3g/m3的锅炉烟尘，计算该系统的总除尘 效率和排放浓度。净化后的粉尘浓度是 否达到国家规定的排放标准？（国标为 200mg/m3）
(Q1 Q2 ) Q 2
环境工程
若进出口气体不是在标准状态
（T=272K，P=101.3×103Pa），可用下
式将其换算为标准状态下的体积流量。
环境工程
式中:
T P Q0 Q T0 P0
Q0,T0,P0---- 标准状态下的流量（ m3/s ）、 温度（K）、压力（Pa）； Q,T,P----- 操作状态下的流量（ m3/s ）、 温度（K）、压力（Pa）；
环境工程
浓度分级效率用ηd表示，可用下式计算：
Q1 gd1C1 Q2 gd2C2 d 100% Q1 gd1C1
环境工程
如果除尘装置不漏风， Q1=Q2 ，则上 式可简化为：
gd1C1 gd2 C2 d 100% gd1C1
环境工程
式中： Q1 、 Q2--- 分别为除尘器进口和出
若装置不漏风，Q1=Q2，于是有：
C2 (1 ) 100 % C1
环境工程
（1）总效率
当入口气体中含尘浓度很高，或者要 求出口气体中含尘浓度较低时，用一种除 尘装置往往不能满足除尘效率的要求。可 将两种或多种不同类型的除尘器串联起来 使用，形成两级或多级除尘系统。
环境工程
若两台除尘装置串联使用时，η1和η2 分别是第一级和第二级除尘器的除尘效 率，则除尘系统的总效率为： η1-2=1-（1-η1）（1-η2）
口风量，m3/h； gd1,gd2--- 分别为除尘器进口和被除尘 器捕集的粉尘中，粒径为d的粉尘质量分 数，%； C1 、 C2--- 分别为除尘器进口和出口气 体的含尘浓度，g/m3。
环境工程
对某一除尘装置，如果进口含尘气体 中粉尘的粒径分布gdi 和它的分级效率ηdi， 则可由下式计算除尘装置的除尘效率 η 。
环境工程
解：该系统的总效率为 η1-2=1-（1-η1）（1-η2）
=1-（1-0.6）（1-0.85） =0.94
尘后，从第二级除尘器排入大气的气体 含尘浓度为: C2=C1（1-η1-2）
=3000×（1-0.94）
C2 (1 ) 100% 根据式 ，经两级除 C1
环境工程
=180(mg/m3)
环境工程
除尘装置的压力损失是一项重要的 经济技术指标。装置的压力损失大，动 力消耗也大，通风机的设备费用和运行 费用就高。通常，除尘装置的压力损失 一般控制在2000Pa以下。