第05章除尘技术基础PPT讲稿.ppt

第05章除尘技术基础第1页，共51页，编辑于2022年，星期日5.1粉尘的粒径及其分布粉尘的粒径n单一粒径w投影径(显微镜法)n定向直径dF（Feret 直径）：各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度n定向面积等分直径dM（Martin直径）：各颗粒在投影图中同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度n投影面积直径dA（Heywood直径）：与颗粒投影面积相等的圆的直径 Heywood测定分析表明，同一颗粒的dFdAdM第2页，共51页，编辑于2022年，星期日5.1粉尘的粒径及其分布粉尘的粒径n单一粒径w投影径a-定向直径定向直径b-定向面积等分直径定向面积等分直径c-投影面积直径投影面积直径第3页，共51页，编辑于2022年，星期日5.1粉尘的粒径及其分布粉尘的粒径n单一粒径w几何当量径：取与颗粒的某一几何量（面积、体积、）相同的球形颗粒的直径为其几何当量径，如球等直径dv（体积相等）w物理当量径：取与颗粒的某一物理量相同的球形颗粒的直径为其物理当量径n斯托克斯径（dst）：密度相同，在同一流体中沉降速度相同的圆球的直径n空气动力学当量直径（da）：在空气中与颗粒的沉降速度相等的单位密度(1g/cm3)的球的直径。第4页，共51页，编辑于2022年，星期日5.1粉尘的粒径及其分布粉尘的粒径n粒径的测定结果与颗粒的形状有关，不同方法的差别往往很大。n圆球度：w通常用圆球度表示颗粒形状与球形不一致的程度w圆球度：与颗粒体积相等的球体的表面积和颗粒的表面积之比s（s1）第5页，共51页，编辑于2022年，星期日5.1粉尘的粒径及其分布粉尘的粒径分布n粒径分布（分散度）：指不同粒径范围内颗粒所占的比例n表示方法：个数分布、质量分布第6页，共51页，编辑于2022年，星期日5.1粉尘的粒径及其分布粉尘的粒径分布n个数分布w个数分布:每一粒径间隔内的颗粒个数w个数频率f(%)：第i个间隔中的颗粒个数ni与颗粒总数ni之比第7页，共51页，编辑于2022年，星期日5.1粉尘的粒径及其分布粉尘的粒径分布n个数分布w个数筛下累积频率：小于第i个间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比第8页，共51页，编辑于2022年，星期日5.1粉尘的粒径及其分布粉尘的粒径分布n个数分布w个数频率密度：单位粒径间隔时的频率。第9页，共51页，编辑于2022年，星期日5.1粉尘的粒径及其分布粉尘的粒径分布n个数分布w个数分布的测定及计算第10页，共51页，编辑于2022年，星期日5.1粉尘的粒径及其分布粉尘的粒径分布n个数分布w个数众径频度p最大时对应的粒径，此时w个数中位径（NMD）累计频率F=0.5时对应的粒径第11页，共51页，编辑于2022年，星期日5.1粉尘的粒径及其分布粉尘的粒径分布n质量分布w类似于个数分布，也有质量频率、质量筛下累积频率、质量频率密度等w在所有颗粒具有相同密度、颗粒质量与粒径立方成正比的假设下，粒数分布与质量分布可以相互换算w同样的，也有质量众径和质量中位径（MMD）第12页，共51页，编辑于2022年，星期日5.1粉尘的粒径及其分布粉尘的粒径n平均粒径：单一粒径的某种加和平均w算术平均径w表面积平均粒径w体积平均径w体积表面积平均直径第13页，共51页，编辑于2022年，星期日5.1粉尘的粒径及其分布粉尘的粒径n平均粒径：单一粒径的某种加和平均w几何平均直径w对于频率密度分布曲线对称的分布，众径 、中位径 和算术平均直径 相等w频率密度非对称的分布，第14页，共51页，编辑于2022年，星期日5.1粉尘的粒径及其分布粉尘的粒径分布函数n正态分布：w频率密度w筛下累积频率w标准差第15页，共51页，编辑于2022年，星期日5.1粉尘的粒径及其分布粉尘的粒径分布函数n正态分布：w正态分布是最简单的分布函数w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w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第16页，共51页，编辑于2022年，星期日5.1粉尘的粒径及其分布粉尘的粒径分布函数n正态分布：w正态分布的累积频率分布曲线第17页，共51页，编辑于2022年，星期日5.1粉尘的粒径及其分布粉尘的粒径分布函数n对数正态分布：w以lndp代替dp得到的正态分布的频度曲线第18页，共51页，编辑于2022年，星期日5.1粉尘的粒径及其分布粉尘的粒径分布函数n对数正态分布：w对数正态分布在对数概率坐标纸上为一直线，斜率决定于几何标准差g第19页，共51页，编辑于2022年，星期日5.1粉尘的粒径及其分布粉尘的粒径分布函数n对数正态分布：w对数正态分布的累积频率曲线第20页，共51页，编辑于2022年，星期日5.1粉尘的粒径及其分布粉尘的粒径分布函数n罗辛-拉勒姆分布(R-R分布)w对细粉尘更为适用w通式：w若设w得到：第21页，共51页，编辑于2022年，星期日5.2粉尘的物理性质粉尘的密度n定义：单位体积粉尘的质量，kg/m3或g/cm3n粉尘体积不包括颗粒内部和之间的缝隙真密度n用堆积体积计算堆积密度n空隙率粉尘颗粒间和内部空隙的体积与堆积总体积之比第22页，共51页，编辑于2022年，星期日5.2粉尘的物理性质粉尘的比表面积n定义：单位体积（或质量）的粉尘具有的总表面积Sb(cm2/cm3)w单位体积所具有的表面积w以质量表示的比表面积w以堆积体积表示的比表面积第23页，共51页，编辑于2022年，星期日5.2粉尘的物理性质粉尘的含水量n粉尘中的水分包括附在颗粒表面和包含在凹坑和细孔中的自由水分以及颗粒内部的结合水分w含水率：第24页，共51页，编辑于2022年，星期日5.2粉尘的物理性质粉尘的润湿性n润湿性粉尘颗粒与液体接触后能够互相附着或附着的难易程度的性质n润湿性与粉尘的种类、粒径、形状、生成条件、组分、温度、含水率、表面粗糙度及荷电性有关，还与液体的表面张力及尘粒与液体之间的粘附力和接触方式有关。n粉尘的润湿性随压力增大而增大，随温度升高而下降n润湿性是选择湿式除尘器的主要依据第25页，共51页，编辑于2022年，星期日5.2粉尘的物理性质粉尘的荷电性n天然粉尘和工业粉尘几乎都带有一定的电荷n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n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26页，共51页，编辑于2022年，星期日5.2粉尘的物理性质粉尘的导电性n导电机理：颗粒本体的容积导电、颗粒表面化学膜的表面导电n低温条件下，主要为表面导电；高温条件下主要是容积导电n比电阻（表观电阻）：粉尘的电阻率第27页，共51页，编辑于2022年，星期日5.2粉尘的物理性质粉尘的粘附性n粘附和自粘现象n粘附力克服附着现象所需要的力n粘附力：分子力（范德华力）、毛细力、静电力（库仑力）n断裂强度表征粉尘自粘性的指标，等于粉尘断裂所需的力除以其断裂的接触面积n分类：不粘性、微粘性、中等粘性、强粘性n粒径、形状、表面粗糙度、润湿性、荷电量均影响粘附性第28页，共51页，编辑于2022年，星期日5.2粉尘的物理性质粉尘的安息角与滑动角n安息角：粉尘从漏斗连续落下自然堆积形成的圆锥体母线与地面的夹角n滑动角：自然堆积在光滑平板上的粉尘随平板做倾斜运动时粉尘开始发生滑动的平板倾角n安息角与滑动角是评价粉尘流动特性的重要指标n安息角和滑动角的影响因素：粉尘粒径、含水率、颗粒形状、颗粒表面光滑程度、粉尘粘性第29页，共51页，编辑于2022年，星期日5.2粉尘的物理性质粉尘的爆炸性n粉尘发生爆炸必备的条件：w可燃物与空气或氧气构成的可燃混合物达到一定的浓度n最低可燃物浓度爆炸浓度下限n爆炸浓度上限w存在能量足够的火源第30页，共51页，编辑于2022年，星期日5.3除尘器的性能评价净化装置性能的指标n技术指标w处理气体流量w净化效率w压力损失n经济指标w设备费w运行费w占地面积第31页，共51页，编辑于2022年，星期日5.3除尘器的性能技术指标n处理气体流量n漏风率n压力损失第32页，共51页，编辑于2022年，星期日5.3除尘器的性能除尘器的除尘效率n总除尘效率：捕集的粉尘质量与进入的粉尘质量百分比w如除尘器密闭，w有：n通过率P：从除尘器出口散逸的粉尘质量与进口粉尘质量的百分比第33页，共51页，编辑于2022年，星期日5.3除尘器的性能除尘器的除尘效率n分级除尘效率：对某一粒径或一定粒径间隔的除尘效率n分割粒径：除尘效率为50的粒径第34页，共51页，编辑于2022年，星期日5.3除尘器的性能分级除尘效率与总除尘效率n由总效率求分级效率n由分级效率求总效率第35页，共51页，编辑于2022年，星期日5.3除尘器的性能多级串联的总净化效率n总除尘效率n总分级通过率n总分级效率第36页，共51页，编辑于2022年，星期日5.4粉尘捕集理论基础流体阻力n流体阻力形状阻力摩擦阻力n阻力的方向和速度向量方向相反第37页，共51页，编辑于2022年，星期日5.4粉尘捕集理论基础流体阻力n流体阻力与雷诺数的关系第38页，共51页，编辑于2022年，星期日5.4粉尘捕集理论基础流体阻力n颗粒尺寸与气体平均自由程接近时，颗粒发生滑动，与气体分子接触，使流体阻力减小坎宁汉修正第39页，共51页，编辑于2022年，星期日5.4粉尘捕集理论基础阻力导致的减速运动n根据牛顿第二定律n若仅考虑Stokes区域n积分得，速度变化：n速度由u0减速到u所迁移的距离n若引入坎宁汉修正系数Cn停止距离第40页，共51页，编辑于2022年，星期日5.4粉尘捕集理论基础重力沉降n力平衡关系nStokes颗粒的重力沉降末端速度（忽略浮力影响）n湍流过渡区n牛顿区nStokes直径n空气动力学直径第41页，共51页，编辑于2022年，星期日5.4粉尘捕集理论基础离心沉降n力平衡关系nStokes颗粒的末端沉降速度第42页，共51页，编辑于2022年，星期日5.4粉尘捕集理论基础静电沉降n力平衡关系n静电沉降的末端速度习惯上称为驱进速度，用w表示，对于Stokes粒子：第43页，共51页，编辑于2022年，星期日5.4粉尘捕集理论基础惯性沉降n颗粒接近靶时的运动情况第44页，共51页，编辑于2022年，星期日5.4粉尘捕集理论基础惯性沉降n惯性碰撞的捕集效率取决于三个因素w气流速度在靶周围的分布，用ReD衡量w颗粒运动轨迹，用Stokes数描述w颗粒对捕集体的附着，通常假定为100第45页，共51页，编辑于2022年，星期日5.4粉尘捕集理论基础惯性沉降n惯性碰撞分级效率与 的关系第46页，共51页，编辑于2022年，星期日5.4粉尘捕集理论基础惯性沉降：拦截n直接拦截发生在颗粒距捕集体dp/2的距离内n拦截效率用直接拦截比R表示n对于惯性大的颗粒n对于惯性小的颗粒第47页，共51页，编辑于2022年，星期日5.4粉尘捕集理论基础扩散沉降n扩散系数和均方根位移w布朗扩散作用对于小粒子的捕集影响较大w颗粒的扩散类似于气体分子的扩散w对于粒径约等于或大于气体分子平均自由程的颗粒w对于粒径大于分子但小于气体平均自由程的颗粒w颗粒的均方根位移（时间t秒钟）第48页，共51页，编辑于2022年，星期日5.4粉尘捕集理论基础扩散沉降n标准状态下布朗扩散平均位移与重力沉降的比较第49页，共51页，编辑于2022年，星期日5.4粉尘捕集理论基础扩散沉降n扩散沉降效率w扩散沉降效率取决于皮克莱数Pe和雷诺数ReDw粘性流单个圆柱体的效率w势流单个圆柱体效率w孤立球形捕集体w从理论上讲，是可能的第50页，共51页，编辑于2022年，星期日5.5除尘器的分类按除尘机理分：n机械式除尘器：通过质量力使粉尘与气流分离n湿式除尘器：通过洗涤使粉尘与气流分离n过滤式除尘器：使含尘气流通过过滤分离装置n电除尘器：利用高压电场，使粉尘在库仑力作用下沉降。按是否使用液体分：n湿式除尘器、干式除尘器按除尘效率分n低效、高效、中效除尘器第51页，共51页，编辑于2022年，星期日