机械式除尘器优秀课件.ppt

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1、机械式除尘器第1页，本讲稿共52页机械式除尘器机械式除尘器重力沉降室重力沉降室通过重力作用使尘粒从气流中分离的一种除尘装置。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流流速大大降低，使较重的颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。惯性除尘器惯性除尘器使含尘气流与挡板相撞，或使气流急剧地改变方向，借助其中粉尘粒子的惯性力使粒子分离并捕集的一种装置。旋风除尘器旋风除尘器离心力除尘器是利用离心力从含尘气体中将尘粒分离的设备。第2页，本讲稿共52页简单的重力沉降室简单的重力沉降室重力沉降室主要优点是结构简单、造价低重力沉降室主要优点是结构简单、造价低廉、耗能小，适用于净化密度大、粒径粗廉、耗能小，适

2、用于净化密度大、粒径粗的粉尘，去除的粉尘，去除3030一一50um50um的粉尘，效率达的粉尘，效率达6060一一8080，但对小于，但对小于5um5um的粉尘净化效率几的粉尘净化效率几乎等于乎等于0 0。第3页，本讲稿共52页冲击式惯性除尘装置冲击式惯性除尘装置a单级型单级型b多级型多级型第4页，本讲稿共52页反转式惯性除尘装置反转式惯性除尘装置a弯管型弯管型b百叶窗型百叶窗型 c多层隔板型多层隔板型惯性力除尘器一般多作为高效除尘器的前级除尘用它先除去较粗的尘粒或炽惯性力除尘器一般多作为高效除尘器的前级除尘用它先除去较粗的尘粒或炽热状态的粒子。这类除尘装置通常可除去粒径热状态的粒子。这类除尘

3、装置通常可除去粒径20-30um20-30um的尘粒。的尘粒。第5页，本讲稿共52页普通旋风除尘器的结构及内部气流普通旋风除尘器的结构及内部气流旋风除尘器对小直径、高旋风除尘器对小直径、高阻力的旋风除尘器离心力阻力的旋风除尘器离心力比重力大比重力大25002500倍。对大直倍。对大直径、低阻力旋风除尘器离径、低阻力旋风除尘器离心力比重力大心力比重力大5 5倍。倍。这类除尘器不能捕集小于这类除尘器不能捕集小于5um5um的粉尘粒子，主要有的粉尘粒子，主要有离心式旋风除风器、离离心式旋风除风器、离心式旋流除尘器和离心心式旋流除尘器和离心式动力除尘器。式动力除尘器。第6页，本讲稿共52页第7页，本讲

4、稿共52页重力沉降室重力沉降室简单的重力沉降室简单的重力沉降室第8页，本讲稿共52页第9页，本讲稿共52页重力沉降室重力沉降室重力沉降室重力沉降室通过重力作用使尘粒从气流中分离的一种除尘装置。通过重力作用使尘粒从气流中分离的一种除尘装置。含尘气流进入重力沉降室后，由于扩大了流动截面积而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流流速大大降低，使较重的颗粒在重力作用下缓慢向灰使气流流速大大降低，使较重的颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。斗沉降。分类分类层流式重力沉降室层流式重力沉降室湍流式重力沉降室湍流式重力沉降室第10页，本讲稿共52页重力沉降室重力沉降室层流式重力沉降室层流式重力沉降

5、室纵断面图层流式重力沉降室纵断面图第11页，本讲稿共52页重力沉降室重力沉降室层流式重力沉降室模式假定层流式重力沉降室模式假定沉降室内的气流为柱塞流，流速为沉降室内的气流为柱塞流，流速为v v（m/sm/s）；）；流动状态保持在层流范围内；流动状态保持在层流范围内；颗粒均匀的分布在烟气中；颗粒均匀的分布在烟气中；忽略气体的浮力，颗粒仅受重力和气体阻力的作用；忽略气体的浮力，颗粒仅受重力和气体阻力的作用；颗粒和气体具有相同的速度。颗粒和气体具有相同的速度。第12页，本讲稿共52页重力沉降室重力沉降室层流式重力沉降室层流式重力沉降室设沉降室的长、宽、高分别是设沉降室的长、宽、高分别是L、B和和H，

6、处理烟气量为，处理烟气量为Q（m3/s）。）。气流在沉降室内的停留时间：气流在沉降室内的停留时间：在在t时间内，粒径为时间内，粒径为dp的粒子的沉降距离：的粒子的沉降距离：第13页，本讲稿共52页重力沉降室重力沉降室层流式重力沉降室层流式重力沉降室当时，粒子的分级除尘效率：当时，粒子的分级除尘效率：总除尘效率：总除尘效率：第14页，本讲稿共52页重力沉降室重力沉降室层流式重力沉降室层流式重力沉降室假定粒子处于斯托克斯区，则重力沉降室能假定粒子处于斯托克斯区，则重力沉降室能100%捕集的最小粒捕集的最小粒子的直径为：子的直径为：第15页，本讲稿共52页重力沉降室重力沉降室层流式重力沉降室层流式重

7、力沉降室考虑到沉降室内的扰动会引起粒子运动速度和方向发生偏考虑到沉降室内的扰动会引起粒子运动速度和方向发生偏差及返混现象，工程上对上述公式进行修正：差及返混现象，工程上对上述公式进行修正：第16页，本讲稿共52页重力沉降室重力沉降室层流式重力沉降室层流式重力沉降室提高沉降室除尘效率的主要途径：提高沉降室除尘效率的主要途径：降低沉降室内的气流速度降低沉降室内的气流速度增加沉降室长度增加沉降室长度降低沉降室高度降低沉降室高度多层沉降室多层沉降室n隔板层数。隔板层数。第17页，本讲稿共52页重力沉降室重力沉降室湍流式重力沉降室湍流式重力沉降室粒子分离示意图湍流式重力沉降室粒子分离示意图第18页，本讲

8、稿共52页重力沉降室重力沉降室湍流式重力沉降室湍流式重力沉降室 粒子的分级除尘效率为粒子的分级除尘效率为第19页，本讲稿共52页惯性除尘器惯性除尘器惯性除尘器的除尘机理为了改善沉降室的除尘效果，可在沉降室内设置各种形为了改善沉降室的除尘效果，可在沉降室内设置各种形式的挡板，使含尘气流冲击在挡板上，气流方向发生急剧转式的挡板，使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。变，借助尘粒本身的惯性力作用，使其与气流分离。惯性除尘器的结构形式冲击式：捕集较粗的粒子冲击式：捕集较粗的粒子反转式：捕集较细的粒子反转式：捕集较细的粒子第20页，本讲稿共52页惯性除尘

9、器惯性除尘器惯性除尘器的分离机理惯性除尘器的分离机理第21页，本讲稿共52页惯性除尘器惯性除尘器冲击式惯性除尘装置冲击式惯性除尘装置a单级型单级型b多级型多级型第22页，本讲稿共52页惯性除尘器惯性除尘器反转式惯性除尘装置反转式惯性除尘装置a弯管型弯管型b百叶窗型百叶窗型 c多层隔板型多层隔板型第23页，本讲稿共52页惯性除尘器惯性除尘器惯性除尘器的应用多用于净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘；多用于净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘；不宜净化粘结性粉尘和纤维性粉尘；不宜净化粘结性粉尘和纤维性粉尘；多用于多级除尘器中的第一级除尘，捕集多用于多级除尘器中的第一级除尘，捕集1020m以上的粗以

10、上的粗尘粒。尘粒。惯性除尘器的压力损失一般为一般为1001001000Pa1000Pa第24页，本讲稿共52页旋风除尘器旋风除尘器旋风除尘器的工作原理普通的旋风除尘器由进气管、筒体、锥体和排气筒等组成。普通的旋风除尘器由进气管、筒体、锥体和排气筒等组成。含尘气流进入旋风除尘器后，沿外壁由上向下作旋转运动，同时含尘气流进入旋风除尘器后，沿外壁由上向下作旋转运动，同时有少量气体沿径向运动到中心区域。当旋转气流的大部分达到锥体底有少量气体沿径向运动到中心区域。当旋转气流的大部分达到锥体底部后，转而向上沿轴心旋转，最后经排出管排出。部后，转而向上沿轴心旋转，最后经排出管排出。气流作旋转运动时，尘粒在离

11、心力作用下逐步移向外壁，到达外气流作旋转运动时，尘粒在离心力作用下逐步移向外壁，到达外壁的尘粒在气流和重力的共同作用下沿壁面落入灰斗。壁的尘粒在气流和重力的共同作用下沿壁面落入灰斗。第25页，本讲稿共52页旋风除尘器旋风除尘器旋风除尘器的工作原理旋风除尘器中的含尘气流旋风除尘器中的含尘气流外旋流（外涡旋）外旋流（外涡旋）内旋流（内涡旋）内旋流（内涡旋）上旋流（上涡旋）上旋流（上涡旋）内外涡旋气体的运动分解内外涡旋气体的运动分解切向速度切向速度径向速度径向速度轴向速度轴向速度第26页，本讲稿共52页旋风除尘器旋风除尘器普通旋风除尘器的结构及内部气流普通旋风除尘器的结构及内部气流第27页，本讲稿共

12、52页旋风除尘器旋风除尘器旋风除尘器内气流的切向速度和压力分布旋风除尘器内气流的切向速度和压力分布第28页，本讲稿共52页旋风除尘器旋风除尘器切向速度外旋流的切向速度外旋流的切向速度:准自由涡（分界面以外）准自由涡（分界面以外）内旋流的切向速度内旋流的切向速度:强制涡（分界面以内）强制涡（分界面以内）n涡流指数，涡流指数，n11；D D旋风除尘器的直径，旋风除尘器的直径，m m；T T气体的温度，气体的温度，K K。气流的旋转角速度。气流的旋转角速度。第29页，本讲稿共52页旋风除尘器旋风除尘器径向速度根据塔林登（根据塔林登（TerLinden）的测量结果，近似的认为外涡）的测量结果，近似的认

13、为外涡气流均匀的经过内、外涡旋的交界圆柱面进入内涡旋，认为气流均匀的经过内、外涡旋的交界圆柱面进入内涡旋，认为气流通过圆柱面时的平均速度就是外涡旋气流的平均径向速气流通过圆柱面时的平均速度就是外涡旋气流的平均径向速度：度：Q Q旋风除尘器处理气量，旋风除尘器处理气量，m m3 3/s/s；r rc c交界圆柱面（筛网）半径，交界圆柱面（筛网）半径，m；hc交界圆柱面交界圆柱面（筛网）高度，（筛网）高度，m。第30页，本讲稿共52页旋风除尘器旋风除尘器轴向速度外涡旋：轴向速度向下。外涡旋：轴向速度向下。内涡旋：轴向速度向上，其大小随气流的上升而不断增大。内涡旋：轴向速度向上，其大小随气流的上升而

14、不断增大。旋风除尘器内的压力分布全压和静压的径向变化显著，由外壁向轴心逐渐降低，轴全压和静压的径向变化显著，由外壁向轴心逐渐降低，轴心处静压为负压，直至锥体底部均处于负压状态。心处静压为负压，直至锥体底部均处于负压状态。第31页，本讲稿共52页旋风除尘器旋风除尘器旋风除尘器的除尘效率旋风除尘器的除尘效率在旋风除尘器内，粒子的沉降主要取决于离心力在旋风除尘器内，粒子的沉降主要取决于离心力Fr和向心运动气流作用和向心运动气流作用于尘粒上的阻力于尘粒上的阻力FD。当当Fr Fc 时，粒子在离心力的推动下移向外壁而被捕集；时，粒子在离心力的推动下移向外壁而被捕集；当当 Fr Fc 时，粒子在向心气流的

15、带动下进入内涡旋，之后由排气时，粒子在向心气流的带动下进入内涡旋，之后由排气筒排出；筒排出；当当 Fr Fc 时，作用在粒子上的外力之和等于零，粒子在交界面上不时，作用在粒子上的外力之和等于零，粒子在交界面上不停的旋转。停的旋转。第32页，本讲稿共52页旋风除尘器旋风除尘器分割粒径分割粒径当当Fr Fc 时，处于平衡状态的粒子有时，处于平衡状态的粒子有50%的可能进入内涡的可能进入内涡旋，也有旋，也有50%的可能移向外壁，它的除尘效率为的可能移向外壁，它的除尘效率为50%，此时的粒，此时的粒径称为分割粒径。径称为分割粒径。第33页，本讲稿共52页旋风除尘器旋风除尘器旋风除尘器的分级效率旋风除尘

16、器的分级效率经验公式经验公式第34页，本讲稿共52页旋风除尘器旋风除尘器旋风除尘器的压力损失旋风除尘器的压力损失Shephend-Lapple公式：Alexander公式：气体的密度，气体的密度，kg/mkg/m3 3；v v1 1气体入口速度，气体入口速度，m/sm/s；局部阻力系数。局部阻力系数。第35页，本讲稿共52页旋风除尘器旋风除尘器旋风除尘器型式旋风除尘器型式 XLT XLT/A XLP/A XLP/B 5.3 6.5 8.0 5.8在缺少实验数据时，可用一下式估算在缺少实验数据时，可用一下式估算：A旋风除尘器进口面积，旋风除尘器进口面积，m2。第36页，本讲稿共52页旋风除尘器旋

17、风除尘器影响旋风除尘器的因素二次效应二次效应控制：通过环状雾化器将水喷啉在旋风除尘器的内控制：通过环状雾化器将水喷啉在旋风除尘器的内壁上。壁上。比例尺寸比例尺寸d de e 排出管长度，排出管长度，m m；l l特征长度，特征长度，m m；D D筒体直径，筒体直径，m m。第37页，本讲稿共52页旋风除尘器旋风除尘器影响旋风除尘器的因素烟尘的物理性质烟尘的物理性质气体的密度和粘度气体的密度和粘度尘粒的大小和比重尘粒的大小和比重烟气的含尘浓度烟气的含尘浓度第38页，本讲稿共52页旋风除尘器旋风除尘器影响旋风除尘器的因素烟尘的物理性质烟尘的物理性质压力损失与含尘量之间的关系压力损失与含尘量之间的关

18、系随含尘浓度变化的压力损失；随含尘浓度变化的压力损失；干净空气时的压力损失；干净空气时的压力损失；入口含尘浓度，入口含尘浓度，g/mg/m3 3。第39页，本讲稿共52页旋风除尘器旋风除尘器影响旋风除尘器的因素操作变量操作变量除尘效率与处理气量之间的关系：除尘效率与处理气量之间的关系：除尘效率最大时入口速度的经验公式：除尘效率最大时入口速度的经验公式：第40页，本讲稿共52页旋风除尘器旋风除尘器旋风除尘器的结构型式按进气方式：按进气方式：切向进入式切向进入式轴向进入式轴向进入式按气流组织：按气流组织：回流式直流式回流式直流式平旋式旋流式平旋式旋流式多管旋风除尘器多管旋风除尘器第41页，本讲稿共

19、52页旋风除尘器旋风除尘器旋风除尘器进口型式示意图旋风除尘器进口型式示意图a.直入切向进入式直入切向进入式b.蜗壳切向进入式蜗壳切向进入式c.轴向进入式轴向进入式第42页，本讲稿共52页旋风除尘器旋风除尘器回流式多管旋风除尘器回流式多管旋风除尘器第43页，本讲稿共52页旋风除尘器旋风除尘器旋风除尘器的设计选型选择旋风除尘器的型式；选择旋风除尘器的型式；确定进口速度确定进口速度v；确定旋风除尘器的进口截面积确定旋风除尘器的进口截面积A、入口宽度、入口宽度b、高度、高度a；确定各部分的几何尺寸。确定各部分的几何尺寸。第44页，本讲稿共52页旋风除尘器的设计原则D D在（在（150150100010

20、00）mmmm范围内取值；范围内取值；类型系数类型系数K K在（在（0.070.070.300.30）之间，一般）之间，一般a/b=1a/b=14 4；为防止粒子短路漏到出口管，为防止粒子短路漏到出口管，asas，其中，其中s s为排气管插为排气管插入深度；入深度；为避免过高的压力损失，为避免过高的压力损失，b(D-db(D-de e)/2)/2为保持涡流的终端在锥体内部，为保持涡流的终端在锥体内部，(h(h1 1+h+h2 2)3D)3D；为利于粉尘易于滑动，锥角为利于粉尘易于滑动，锥角2020 3030；为获得最大的除尘效率：为获得最大的除尘效率：h h1 1/D 0.8/D 0.82 d

21、2 de e/D0.4/D0.40.70.7，(h(h1 1+h+h2 2)/D 3)/D 34 s/d4 s/de e 1,1,d d0 0/D0.15/D0.150.40.4第45页，本讲稿共52页旋风除尘器旋风除尘器旋风除尘发级效率曲线旋风除尘发级效率曲线第46页，本讲稿共52页旋风除尘器旋风除尘器锁气器锁气器a.双翻板式双翻板式b.回转式回转式第47页，本讲稿共52页重力沉降重力沉降静止流体中的单个颗粒，在重力作用下沉降时，受三个力的作用：颗粒重力颗粒重力FG流体浮力流体浮力FB流体阻力流体阻力FD三力的平衡关系：三力的平衡关系：第48页，本讲稿共52页重力沉降重力沉降斯托克斯区的颗粒

22、斯托克斯区的颗粒重力沉降的末端速度：重力沉降的末端速度：当流体为气体时，可忽略浮力，重力沉降的末端速度：当流体为气体时，可忽略浮力，重力沉降的末端速度：坎宁汉区的小颗粒，重力沉降的末端速度修正为：坎宁汉区的小颗粒，重力沉降的末端速度修正为：第49页，本讲稿共52页重力沉降重力沉降斯托克斯直径空气动力学直径两者的关系：第50页，本讲稿共52页离心沉降随气流一起旋转的颗粒，根据牛顿定律，所受的外力为：旋转气流流线的半径，旋转气流流线的半径，m ;R处气流的切向速度，处气流的切向速度，m/s。第51页，本讲稿共52页离心沉降当离心力和阻力牵动平衡时，颗粒末端速度为：离心加速度离心加速度颗粒的弛豫时间，气体系统的特征参数。颗粒的弛豫时间，气体系统的特征参数。第52页，本讲稿共52页