环境污染控制工程课件.ppt

《环境污染控制工程课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环境污染控制工程课件.ppt（53页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、环境工程第二章第二章颗粒污染物控制颗粒污染物控制颗颗粒粒污污染染物物控控制制技技术术是是我我国国大大气气污污染染控控制制的的重重点点，学学生生学学习习本本章章时时简简单单了了解解颗颗粒粒物物的的性性质质、性性能能指指标标等等除除尘尘技技术术基基础础知知识识，重重点点要要掌掌握握各各类类除除尘尘装装置置的的工工作作原原理理、性性能能和和结结构构、适适用用范范围围、安安全全运运行行等等方方面面的的知知识识，要要特特别别注注意意对对几几种种高高效效除除尘尘器器的的结结构构、选选型型设设计计方方法法及及典典型型的的净净化化工工艺艺流流程程的学习。的学习。环境工程第一节第一节除尘技术基础除尘技术基础一、

2、粉尘的性质一、粉尘的性质1、粉尘的粒径和粒径分布、粉尘的粒径和粒径分布粒粒径径是是粉粉尘尘的的基基本本特特性性之之一一，粉粉尘尘颗颗粒粒大大小小不不同同，它它的的物物理理、化化学学性性质质也就不同也就不同。环境工程单一粒径：代表单个粒子大单一粒径：代表单个粒子大小（小（m）。平均粒径：代表各种不同大小平均粒径：代表各种不同大小粒子组成的粒子群（粒子组成的粒子群（m）。）。粒粒径径粉粉尘尘的的粒粒径径分分布布：是是指指某某种种粉粉尘尘中中各各种种直直径径颗颗粒粒所占的比例。所占的比例。若用粒数表示，称为粒数分布；若用粒数表示，称为粒数分布；若以质量表示，称为质量分布；若以质量表示，称为质量分布；

3、环境工程由由于于质质量量分分布布更更能能反反映映不不同同粒粒径径粉粉尘尘对对环环境境和和除除尘尘器器性性能能的的影影响响，所所以以在在除除尘尘技技术术中中多采用多采用质量分布质量分布来表示粒径分布。来表示粒径分布。表格法表格法图形法图形法函数法（较完美）函数法（较完美）粒径分布的粒径分布的表示方法表示方法环境工程粉粉尘尘的的密密度度：指指单单位位体体积积粉粉尘尘的的质质量量，单单位是位是kg/m3。粉粉尘尘在在自自然然堆堆积积状状态态下下，颗颗粒粒之之间间和和颗颗粒粒内内部部都都存存在在空空隙隙。在在自自然然堆堆积积状状态态下下单单位位体体积粉尘的质量要比密实状态下小得多。积粉尘的质量要比密实

4、状态下小得多。2、粉尘的密度、粉尘的密度环境工程堆堆积积密密度度：自自然然堆堆积积状状态态下下单单位位体体积积粉尘的质量，用粉尘的质量，用b表示。表示。真真密密度度：密密实实状状态态下下单单位位体体积积粉粉尘尘的的质质量，用量，用p表示。表示。它它与与粉粉尘尘的的贮贮运运设设备备和和除除尘尘器器灰灰斗斗的的设设计有密切关系。计有密切关系。它它对对机机械械式式除除尘尘器器的的工工作作和和效效率率有有较较大的影响。大的影响。环境工程对对于于粒粒径径大大，真真密密度度大大的的粉粉尘尘可可以以选选用用机机械械力力除除尘尘器器，而而对对于于真真密密度度小小的的粉粉尘尘，即即使使颗颗粒粒大也不宜采用这种类

5、型的除尘设备。大也不宜采用这种类型的除尘设备。为什么？环境工程3、安息角、安息角安安息息角角：将将粉粉尘尘通通过过小小孔孔连连续续自自然然堆堆放放在在水水平平面面上上，堆堆积积锥锥体体的的母母线线与与水水平平面的夹角，也称静止角或堆积角。面的夹角，也称静止角或堆积角。环境工程将将粉粉尘尘置置于于光光滑滑的的平平板板上上，使使该该倾倾斜斜到到粉粉尘尘开开始始滑滑动动时时，板板与与水水平平面面的的夹夹角角称称为粉尘的动安息角或滑动角。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粉尘的安息角是评价粉尘流动性的重要指标。要指标。它与粉尘的粒径、含水率、形状、它与粉尘的粒径、含水率、形状、

6、表面光滑程度、粘附性等因素有关。表面光滑程度、粘附性等因素有关。安息安息角是确定灰斗锥度和含尘通风管道倾斜角角是确定灰斗锥度和含尘通风管道倾斜角的主要依据。的主要依据。环境工程4、粉尘的润湿性、粉尘的润湿性粉粉尘尘的的润润湿湿性性：是是指指粉粉尘尘能能否否与与液液体体相相互互附着或附着难易的性质。附着或附着难易的性质。根根据据粉粉尘尘被被液液体体润润湿湿的的难难易易程程度度将将粉粉尘尘分分成两大类。成两大类。亲亲水水性性粉粉尘尘：指指容容易易被被水水润润湿湿的的粉粉尘尘；如如锅锅炉炉飞灰、石灰粉尘。飞灰、石灰粉尘。疏疏水水性性粉粉尘尘：难难被被水水润润湿湿的的粉粉尘尘；如如石石墨墨粉粉尘尘、炭

7、黑。炭黑。环境工程5、粉尘的粘附性、粉尘的粘附性粉粉尘尘的的粘粘附附性性：粉粉尘尘颗颗粒粒相相互互附附着着或或附着于固体表面上的现象。附着于固体表面上的现象。粉粉尘尘的的粒粒径径小小、形形状状不不规规则则、表表面面粗粗糙糙、含含水水率率高高、润润湿湿性性好好以以及及荷荷电电量量大大时时，易易产产生粘附现象。生粘附现象。环境工程尘粒在液体中的粘附性要比在气体中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。上，粘附力会大大提高。这是这是为什为什么？么？环境工程利利用用粉粉尘尘的的粘粘附附性性可可以以使使粉粉尘尘相相互互凝凝

8、聚聚和和附附着着在在固固体体表表面面上上，这这有有利利于于粉粉尘尘的的捕捕集集和和避避免免二二次次扬扬尘尘。但但在在含含尘尘气气体体通通过过的的设设备备或或管管道道中中，又又会会因因为为粉粉尘尘的的粘粘附附和和堆堆积积，造造成成管道和设备的堵塞。管道和设备的堵塞。环境工程6、粉尘的荷电性、粉尘的荷电性粉粉尘尘的的荷荷电电性性是是指指粉粉尘尘在在产产生生和和运运动动过过程程中中，由由于于相相互互碰碰撞撞、磨磨擦擦、放放射射、照照射射、电电晕晕放放电电以以及及接触带电体等原因而带有一定的电荷的性质。接触带电体等原因而带有一定的电荷的性质。温温度度升升高高、比比表表面面积积加加大大及及含含水水率率减

9、减小小都都可可以以使使粉粉尘尘的的荷荷电电性性增增大大。粉粉尘尘荷荷电电后后将将改改变变其其某某些些物物理理性质，如凝聚性、附着性和在气体中的稳定性等。性质，如凝聚性、附着性和在气体中的稳定性等。电除尘器就是利用粉尘的荷电性进行工作的。电除尘器就是利用粉尘的荷电性进行工作的。环境工程7、粉尘的比电阻、粉尘的比电阻粉粉尘尘的的导导电电性性通通常常用用比比电电阻阻来来表表示示。比比电电阻阻是是指指电电流流通通过过面面积积为为1cm2、厚厚度度为为1cm的的粉粉尘尘时时具具有有的的电电阻阻值值，单单位位是是.cm。粉尘的导电性主要取决于粉尘和气粉尘的导电性主要取决于粉尘和气体的温度和成分。体的温度和

10、成分。环境工程8、粉尘的爆炸性、粉尘的爆炸性粉粉尘尘的的爆爆炸炸性性是是指指悬悬浮浮在在空空气气中中的的某某些些粉粉尘尘（如如煤煤粉粉等等）达达到到一一定定浓浓度度时时，若若在在高高温温、明明火火、电电火火花花、磨磨擦擦、撞撞击击等等条件下就会引起爆炸的性质。条件下就会引起爆炸的性质。这类粉尘为爆炸性粉尘。这类粉尘为爆炸性粉尘。环境工程具具有有爆爆炸炸危危险险的的粉粉尘尘只只有有浓浓度度在在一一定定的的范范围围内内才才能能发发生生爆爆炸炸，这这个个爆爆炸炸范范围围的最低浓度叫做爆炸下限。的最低浓度叫做爆炸下限。粉粉尘尘的的粒粒径径越越小小，比比表表面面越越大大，粉粉尘尘和和空气的湿度越小，爆炸

11、的危险越大。空气的湿度越小，爆炸的危险越大。环境工程有有些些粉粉尘尘与与水水接接触触后后也也会会引引起起自自燃燃或或爆爆炸炸，不不能能用用湿湿法法除除尘尘，如如镁镁粉粉、碳碳化化钙粉等。钙粉等。有有些些粉粉尘尘互互相相接接触触或或混混合合时时也也会会引引起起爆爆炸炸，在在除除尘尘时时应应注注意意防防爆爆，如如溴溴与与磷磷、锌粉和镁粉等。锌粉和镁粉等。环境工程二、除尘装置的性能指标二、除尘装置的性能指标技技术术指指标标主主要要包包括括含含尘尘气气体体处处理理量量、净化效率和压力损失等。净化效率和压力损失等。一一般般采采用用技技术术指指标标和和经经济济指指标标来来评评价价除尘器的优劣。除尘器的优劣

12、。经经济济指指标标主主要要包包括括设设备备费费、占占地地面面积积或占用间体积、使用寿命等。或占用间体积、使用寿命等。环境工程含尘气体处理量是衡量除尘器处理气含尘气体处理量是衡量除尘器处理气体能力的指标，一般用气体的体能力的指标，一般用气体的体积流量体积流量来来表示。表示。由由于于装装置置漏漏气气等等原原因因，造造成成除除尘尘器器的的进进出出口口气气体体流流量量不不同同。可可用用二二者者的的平平均均值值表表示示除尘器的气体处理量。除尘器的气体处理量。1、含尘气体处理量、含尘气体处理量环境工程式式中中：Q1-除除尘尘器器入入口口气气体体标标准准状状态下的体积流量，态下的体积流量，m3/s；Q2-除

13、除尘尘器器出出口口气气体体标标准准状状态态下下的的体积流量，体积流量，m3/s；Q-除尘器处理气体标准状态下的体除尘器处理气体标准状态下的体积流量，积流量，m3/s。环境工程若若进进出出口口气气体体不不是是在在标标准准状状态态（T=272K，P=101.3103Pa），可可用用下下式将其换算为标准状态下的体积流量。式将其换算为标准状态下的体积流量。环境工程式中式中:Q0,T0,P0-标标准准状状态态下下的的流流量量（m3/s）、温度（温度（K）、）、压力（压力（Pa）；）；Q,T,P-操操作作状状态态下下的的流流量量（m3/s）、温度（温度（K）、）、压力（压力（Pa）；）；环境工程除尘效率是

14、表示除尘器性能的重要技除尘效率是表示除尘器性能的重要技术指标。术指标。2、除尘效率、除尘效率除尘效率分为总效率和分级效率两种除尘效率分为总效率和分级效率两种表示方法。表示方法。环境工程除除尘尘器器的的总总效效率率：是是指指在在同同一一时时间间内内被被除除尘尘装装置置捕捕集集的的粉粉尘尘质质量量占占进进入入除除尘装置的粉尘质量的百分数，常用尘装置的粉尘质量的百分数，常用表示。表示。环境工程假定：假定：Q1-进进口口的的气气体体流流量量（m3/s）,粉粉尘尘流流入入量为量为G1(g/s)，气体含尘浓度气体含尘浓度C1(g/m3);Q2-出出口口的的气气体体流流量量（m3/s）,粉粉尘尘流流出出量为

15、量为G2(g/s)，气体含尘浓度气体含尘浓度C2(g/m3);G3-除尘装置捕集的粉尘除尘装置捕集的粉尘(g/s)。环境工程根据除尘效率的定义，除尘效率可用根据除尘效率的定义，除尘效率可用下式表示：下式表示：环境工程由于由于G3=G1-G2，G1=Q1C1，G2=Q2C2，因此有：因此有：环境工程若装置不漏风，若装置不漏风，Q1=Q2，于是有：于是有：环境工程（1）总效率）总效率当当入入口口气气体体中中含含尘尘浓浓度度很很高高，或或者者要要求求出出口口气气体体中中含含尘尘浓浓度度较较低低时时，用用一一种种除除尘尘装装置置往往往往不不能能满满足足除除尘尘效效率率的的要要求求。可可将将两两种种或或

16、多多种种不不同同类类型型的的除除尘尘器器串串联联起起来来使用，形成两级或多级除尘系统。使用，形成两级或多级除尘系统。环境工程若若两两台台除除尘尘装装置置串串联联使使用用时时，1和和2分分别别是是第第一一级级和和第第二二级级除除尘尘器器的的除除尘尘效效率，则除尘系统的总效率为：率，则除尘系统的总效率为：1-2=1-（1-1）（）（1-2）环境工程当几台除尘装置串联使用时当几台除尘装置串联使用时1-n=1-（1-1）（）（1-2）(1-3).（1-n）环境工程例例有有一一两两级级除除尘尘系系统统，除除尘尘效效率率分分别别为为60%和和85%，用用以以处处理理含含尘尘浓浓度度为为3g/m3的的锅锅炉

17、炉烟烟尘尘，计计算算该该系系统统的的总总除除尘尘效效率率和和排排放放浓浓度度。净净化化后后的的粉粉尘尘浓浓度度是是否否达达到到国国家家规规定定的的排排放放标标准准？（国国标标为为200mg/m3）环境工程解：该系统的总效率为解：该系统的总效率为1-2=1-（1-1）（）（1-2）=1-（1-0.6）（）（1-0.85）=0.94环境工程根根据据式式，经经两两级级除除尘尘后后，从从第第二二级级除除尘尘器器排排入入大大气气的的气气体体含尘浓度为含尘浓度为:C2=C1（1-1-2）=3000（1-0.94）=180(mg/m3)环境工程根据排放浓度的国家标准是根据排放浓度的国家标准是200mg/m3

18、，可见净化后的粉尘浓度达可见净化后的粉尘浓度达到国家规定的排放标准。到国家规定的排放标准。环境工程（2）分级效率）分级效率除尘装置的分级效率是指某一粒径除尘装置的分级效率是指某一粒径或一定范围内的粒径粉尘的除尘效率，或一定范围内的粒径粉尘的除尘效率，用用i表示。表示。环境工程分级效率能够反映出除尘装置对不同分级效率能够反映出除尘装置对不同粒径粉尘，特别是对大气环境和人体健粒径粉尘，特别是对大气环境和人体健康危害较大的细微粉尘的捕集能力。康危害较大的细微粉尘的捕集能力。分级效率可以用质量法或浓度法表示。分级效率可以用质量法或浓度法表示。环境工程质量分级效率用质量分级效率用i表示，可用下式计算：表

19、示，可用下式计算：式式中中：G1、G3-分分别别为为除除尘尘器器进进口口和和被被除除尘器捕集的粉尘量，尘器捕集的粉尘量，kg/h；gd1,gd2-分分别别为为除除尘尘器器进进口口和和被被除除尘尘器器捕捕集的粉尘中，粒径为集的粉尘中，粒径为d的粉尘质量分数，的粉尘质量分数，%；i-质量法表示的分级效率。质量法表示的分级效率。环境工程浓度分级效率用浓度分级效率用d表示，可用下式计算：表示，可用下式计算：环境工程如如果果除除尘尘装装置置不不漏漏风风，Q1=Q2，则则上上式可简化为：式可简化为：环境工程式式中中：Q1、Q2-分分别别为为除除尘尘器器进进口口和和出出口风量，口风量，m3/h；gd1,gd

20、2-分分别别为为除除尘尘器器进进口口和和被被除除尘尘器器捕捕集集的的粉粉尘尘中中，粒粒径径为为d的的粉粉尘尘质质量量分分数，数，%；C1、C2-分分别别为为除除尘尘器器进进口口和和出出口口气气体的含尘浓度，体的含尘浓度，g/m3。环境工程对对某某一一除除尘尘装装置置，如如果果进进口口含含尘尘气气体体中中粉粉尘尘的的粒粒径径分分布布gdi和和它它的的分分级级效效率率di，则可由下式计算除尘装置的除尘效率则可由下式计算除尘装置的除尘效率。式式中中：gdi-除除尘尘器器进进口口中中粒粒径径为为di的的粉尘的质量分数，粉尘的质量分数，%；di-粒径为粒径为di的粉尘的分级效率。的粉尘的分级效率。环境工

21、程例例在在现现场场对对某某除除尘尘器器进进行行测测定定，测测得得除除尘尘器器进进口口和和出出口口气气体体中中含含尘尘浓浓度度分分别别为为3.210-3kg/m3和和4.810-4kg/m3，除除尘尘器器进进口和出口粉尘的粒径分布如下：口和出口粉尘的粒径分布如下：粉尘的粒径粉尘的粒径d/m0-55-1010-2020-4040质量质量分数分数/%除尘器除尘器进口进口2010152035除尘器除尘器出口出口78147.40.60环境工程计算该除尘器的分级效率和除尘效率。计算该除尘器的分级效率和除尘效率。解解：（1）计计算算除除尘尘器器的的分分级级效效率率，根根据据式式dp=05m粉尘粉尘dp=51

22、0m粉尘粉尘环境工程dp=510m粉尘粉尘dp=510m粉尘粉尘40=100%dp40m粉尘粉尘环境工程(2)计算除尘器的除尘效率计算除尘器的除尘效率=(200.415+100.79+150.925+200.9955+351）/100=85%环境工程3、除尘装置的压力损失、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压力损失是指含尘气体经过除尘装置后会产生压力降。后会产生压力降。压力损失常用净化装置进出口气流压力损失常用净化装置进出口气流的全压差表示，单位是的全压差表示，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。式有关之外

23、，还与流体的流速有关。环境工程两者之间的关系是：两者之间的关系是：式中：式中：P-除尘装置的压力损失，除尘装置的压力损失，Pa；-净化装置的阻力系数；净化装置的阻力系数；-气体的密度，气体的密度，kg/m3；u1-装置进口气体流速，装置进口气体流速，m/s环境工程除尘装置的压力损失是一项重要的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费用就高。通常，除尘装置的压力损失一般控制在一般控制在2000Pa以下。以下。环境工程作业作业1、有一两级除尘系统，第一级为旋风除尘器，第二级为电除尘器，用于处理起始含尘浓度为12g/m3游离二氧化硅含量10%以上的粉尘。已知旋风除尘器的效率为90%，若达到国家规定的排放标准，选用的电除尘器的效率至少应是多少？环境工程作业作业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？环境工程本课到此本课到此结束结束谢谢同学们谢谢同学们