大气污染控制工程过滤式除尘器
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3.61 3 0 40.094
C 2－ 粉 尘 出 口 浓 度 ， g/m 3 P ns－ 无 量 纲 常 数
－ 表 面 过 滤 速 度 ， m /s
C 1－ 粉 尘 入 口 浓 度 ， g/m 3 C R－ 脱 落 浓 度 （ 常 数 ） ， g/m 3
W － 粉 尘 负 荷 ， g/m 2
D e n n i s a n d K l e m m 取 C R = 0 . 5 15
g－ 粉 尘 粒 子 的 几 何 标 准 偏 差
P－ 粒 子 的 真 密 度 ， g /c m 3
CC － 坎 宁 汉 校 正 系 数 c / p－ 颗 粒 堆 积 密 度 与 真 密 度 的 比 值
19
粉尘的比阻力系数
20
三、袋式除尘器的滤料
• 1.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，可以采用较高的过滤速度，但必须及时清灰
Rp
g
S
2 0
6 PC C
3
3 2 5/3 4 .5 1/3 4 .5 5 /3
3 2
g － 气 体 粘 度 ， 1 0 － 1P a .s
S0－
比
表
面
参
数
，S 0
1 0 1 .1 5 1 lg 2 6(
MMD
g)
，
cm － 1
M M D － 粉 尘 粒 子 的 质 量 中 位 径 ， cm
惯性碰
惯性碰撞
粒子
靶 拦截
气流流线
7
一、袋式除尘器的工作原理
• 扩散、电沉积
扩散 粒 子
靶 气流流线 电沉积
8
一、袋式除尘器的工作原理
筛分
气流流线 粒子
已收集粒子 筛分
9
一、袋式除尘器的工作原理
• 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
• 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
• 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
• 通过袋式除尘器的压力损失主要由 PP 决定 • ΔP主要由颗粒层渗透率K和厚度XP决定
17
二、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 At C
A－滤袋的过滤面积 C一烟气中粉尘浓度
• 因此
x C / c t
• 粉尘层的压力损失
P P x P K P g C c t ( K g P ) K 2 C P t c g
• 令 R p K P g C ，定义为颗粒层的比阻力系数，因此
P P R P 2 C t
18
二、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，PP 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
越广泛的应用
10
一、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
11
一、袋式除尘器的工作原理
含尘气wk.baidu.com 粉尘层
清洁气体
中间层
流流线线
厚度
12
一、袋式除尘器的工作原理
▪ 袋式除尘器的分级效率曲线
13
袋式除尘器除尘效率的影响因素
▪ 粉尘负荷 ▪ 过滤速度
• 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。
x—粉 尘 或 滤 料 的 厚 度
16
二、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 P P f P P x f K f g x P K P g
• 对于给定的滤料和操作条件，Pf 滤料的压力损 失 基本上是一个常数
21
三、袋式除尘器的滤料
• 2.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
第六章 除尘装置
• §4过滤式除尘器教学内容：
• 一、袋式除尘器的原理
• 二、袋式除尘器的压力损失
• 三、袋式除尘器的滤料
• 四、袋式除尘器的清灰
• 五、袋式除尘器的选择、设计和应用
• 六、颗粒层除尘器
• 教学要求：
• 1、袋式除尘器的除尘原理
• 2、袋式除尘器的滤料结构及选型
• 教学重点：
• 理解袋式除尘器的除尘原理
• 教学重点:
• 袋式除尘器的选型与设计
1
§4 过滤式除尘器
• 使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置
• 分类
➢空气过滤器 •滤纸或玻璃纤维 ➢颗粒层除尘器 •砂、砾、焦炭等颗粒物
2
布袋除尘器示意图
3
食堂油烟废气净化图
4
5
一、袋式除尘器的工作原理
6
一、袋式除尘器的工作原理
截留、惯性碰撞
二、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
➢Pf — 通过洁净滤料的压力损失，100～130Pa; ➢PP — 通过粉尘层（dust cake）的压力损失； ➢两者均可以用达西定律表示
Pvg
xK
K—粉 尘 或 滤 料 的 渗 透 率 （ permeability） ， 由 实 验 测 定
• 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
14
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
C 2[P ns(0.1P ns)eaw ]C 1C R P ns1.510 7exp[12.7(1e1.03 )]
C 2－ 粉 尘 出 口 浓 度 ， g/m 3 P ns－ 无 量 纲 常 数
－ 表 面 过 滤 速 度 ， m /s
C 1－ 粉 尘 入 口 浓 度 ， g/m 3 C R－ 脱 落 浓 度 （ 常 数 ） ， g/m 3
W － 粉 尘 负 荷 ， g/m 2
D e n n i s a n d K l e m m 取 C R = 0 . 5 15
g－ 粉 尘 粒 子 的 几 何 标 准 偏 差
P－ 粒 子 的 真 密 度 ， g /c m 3
CC － 坎 宁 汉 校 正 系 数 c / p－ 颗 粒 堆 积 密 度 与 真 密 度 的 比 值
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粉尘的比阻力系数
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三、袋式除尘器的滤料
• 1.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，可以采用较高的过滤速度，但必须及时清灰
Rp
g
S
2 0
6 PC C
3
3 2 5/3 4 .5 1/3 4 .5 5 /3
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g － 气 体 粘 度 ， 1 0 － 1P a .s
S0－
比
表
面
参
数
，S 0
1 0 1 .1 5 1 lg 2 6(
MMD
g)
，
cm － 1
M M D － 粉 尘 粒 子 的 质 量 中 位 径 ， cm
惯性碰
惯性碰撞
粒子
靶 拦截
气流流线
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一、袋式除尘器的工作原理
• 扩散、电沉积
扩散 粒 子
靶 气流流线 电沉积
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一、袋式除尘器的工作原理
筛分
气流流线 粒子
已收集粒子 筛分
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一、袋式除尘器的工作原理
• 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
• 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
• 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
• 通过袋式除尘器的压力损失主要由 PP 决定 • ΔP主要由颗粒层渗透率K和厚度XP决定
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二、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 At C
A－滤袋的过滤面积 C一烟气中粉尘浓度
• 因此
x C / c t
• 粉尘层的压力损失
P P x P K P g C c t ( K g P ) K 2 C P t c g
• 令 R p K P g C ，定义为颗粒层的比阻力系数，因此
P P R P 2 C t
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二、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，PP 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
越广泛的应用
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一、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
11
一、袋式除尘器的工作原理
含尘气wk.baidu.com 粉尘层
清洁气体
中间层
流流线线
厚度
12
一、袋式除尘器的工作原理
▪ 袋式除尘器的分级效率曲线
13
袋式除尘器除尘效率的影响因素
▪ 粉尘负荷 ▪ 过滤速度
• 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。
x—粉 尘 或 滤 料 的 厚 度
16
二、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 P P f P P x f K f g x P K P g
• 对于给定的滤料和操作条件，Pf 滤料的压力损 失 基本上是一个常数
21
三、袋式除尘器的滤料
• 2.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
第六章 除尘装置
• §4过滤式除尘器教学内容：
• 一、袋式除尘器的原理
• 二、袋式除尘器的压力损失
• 三、袋式除尘器的滤料
• 四、袋式除尘器的清灰
• 五、袋式除尘器的选择、设计和应用
• 六、颗粒层除尘器
• 教学要求：
• 1、袋式除尘器的除尘原理
• 2、袋式除尘器的滤料结构及选型
• 教学重点：
• 理解袋式除尘器的除尘原理
• 教学重点:
• 袋式除尘器的选型与设计
1
§4 过滤式除尘器
• 使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置
• 分类
➢空气过滤器 •滤纸或玻璃纤维 ➢颗粒层除尘器 •砂、砾、焦炭等颗粒物
2
布袋除尘器示意图
3
食堂油烟废气净化图
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5
一、袋式除尘器的工作原理
6
一、袋式除尘器的工作原理
截留、惯性碰撞
二、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
➢Pf — 通过洁净滤料的压力损失，100～130Pa; ➢PP — 通过粉尘层（dust cake）的压力损失； ➢两者均可以用达西定律表示
Pvg
xK
K—粉 尘 或 滤 料 的 渗 透 率 （ permeability） ， 由 实 验 测 定
• 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
14
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
C 2[P ns(0.1P ns)eaw ]C 1C R P ns1.510 7exp[12.7(1e1.03 )]