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1、第四章 除尘器,第一节 概述,第一节 概述,除尘器是通风除尘系统重要设备之一。由产生粉尘的抽出的含尘气体，在除尘器中进行净化，将粉尘分离出来，而把净化后的空气排入大气。除尘器工作的好坏将直接影响到车间、厂区，甚至居民区的环境卫生。此外，如果除尘器的效率不高，会导致风机叶轮的严重磨损，影响生产的正常进行。因此，必须正确地选择、制造、使用除尘器。,选择哪一种除尘器与粉尘的性质和要求净化程度有直接的关系。过高的净化要求会造成经济上的过大负担，而且常常不是必要的。所以为们要根据当时的工厂生产情况和环境保护部门所颁布的标准，对不同的含尘气体分别用不同的除尘器加以净化。,（一）、净化程度及除尘器分类,1、
2、净化标准 在通风工程中含尘气体的净化控制标准大致可分为三类：(1)粗净化 要求把直径100微米以上的粉尘收集下来。(2)中净化 要求把10100微米范围内的粉尘都收集下来，并使排入大气中的气体含尘浓度控制在200毫克/米3左右。(3)精净化 要求收集10微米以下的粉尘，使排出的空气的含尘浓度控制在2毫克/米3左右。,第一节 概述,2、除尘器的分类 目前采用的除尘器种类形式繁多，根据除尘器原理和除尘方法通常有以下几种：利用尘粒的重力或惯性离心力的作用，例如降尘室、旋风除尘器等；利用过滤的作用，例如简易布袋除尘器，脉冲除尘器等；利用水膜作用，例如水浴除尘器等；利用电脑作用，例如电除尘器等。,为了提
3、高除尘器的效率，在同一类除尘器中常综合几个除尘原理，如旋风水膜除尘器，它既有离心力的作用，又有洗涤作用。因此，在分类时吸是取其起主要作用的原理进行。,第一节 概述,（二）、除尘器的性能 除尘器的性能是指阻力与效率。在选择除尘器时，首先要考虑它的性能，同时也要考虑它的总成本、运转费用、处理风量、占地面积、使用寿命及粉尘的回收能力等问题。,（三）、除尘器阻力 含尘气体在经过除尘器时与其经过管道时一样，会由于阻力而产生的能量损失，这种损失常称为阻力或压损。压损就是气体经过除尘器入口与出口时的能量差，它以这两处的全压差来表示。这个全压差就是除尘器的阻力。阻力的单位可以采用毫米水柱或千克/米2。,第一节
4、 概述,（三）、除尘器阻力,除尘器的阻力一般为几十到期几百毫米水柱。这个值越小，动力的消耗也越少。目前，工厂常用的除尘器空气阻力大小，可在手册中查阅。对于旋风除尘器也可用下列公式计算。H=H动 千克/米2 式中：H旋风除尘器的空气阻力。（千克/米2）；旋风除尘器的阻力系数；H动对应于旋风除尘器进口风速的动压力（千克/米2）。,第一节 概述,（四）、除尘器效率 评价除尘器的除尘效果，常用该除尘器所收集下的粉尘重量，占时入除尘器的粉尘重量的百分数来表示，在除尘技术上称为除尘器的全效率，通称除尘器效率。其计算方法有重量法与浓度法两种。1、重量法 此法所求得的效率较为准确，多用于实验室鉴定除尘器的效率
5、，其计算式：,式中：除尘器效率，%；G1进入除尘器的粉尘总量，克/时；G2除尘器所收集下的粉尘量，克/时。,第一节 概述,（四）、除尘器效率,2、浓度法 在实际使用中，重量法受到生产条件的限制，没有得到广泛的应用。因此又采用除尘器进出口单位体积气体中的含尘量（即含尘浓度）的变化来求除尘器的效率，这就是浓度法，其计算式：,式中：C1除尘器进口浓度，毫克/米3；C2除尘器出口深度，毫克/米3。,第一节 概述,（四）、除尘器效率,3、总效率 在实际应用的风网中，有时用多级除尘器串联起来进行除尘，其风网中的总效率公式：=1（1）（1）（13）100%式中：1第一级除尘器效率，%；2第二级除尘器效率，%
6、；3第三级除尘器效率，%；除尘器的除尘效率与粉尘的分散度有密切关系。同一除尘器当用来收集大颗粒粉尘时，除尘效率较高；而用来收集小颗粒粉尘时，除尘效率往往很低。,第一节 概述,（一）降尘室,降尘室亦称灰房，它是一种最简单的空气除尘设备，目的在于除去粗大尘粒，它的除尘效率主要决定于尘粒大小，比重和室内空气速度。,普通的降尘室即为一大型容器或房屋。当含尘空气流入时，由于截面突然扩大，气流速度大大降低，灰尘因自身重力的作用而降落到降尘室的底部，空气则从出口排出，降尘室空气阻力一般为510毫米水柱。,为了延长含尘空气在降尘室内通行的过程，并使尘粒的动能加快消耗，常在降尘室内装设许多隔板。这种设有隔板的降
7、尘室，叫做迷宫式降尘室在迷宫式降尘室各个隔板间形成的空气涡流，可以帮助尘粒在离心力作用下互相粘附而结成尘絮，这样就可加快它的沉降，除尘效率也可以提高。当然，这种除尘器对于空气通过的阻力，比上述那种简单的降尘室大得多，一般为2040毫米水柱。,第二节 隆尘室和吸风分离器,为了提高降尘效率，在设计降尘室时，进入降尘室的含尘空气风速v进4.5米/秒，降尘室内风速v内0.15米/秒，降尘室出口风速v出2.5米/秒，降尘室长度降尘室高度h乘以室内风速v内除以尘粒沉降速度v沉。标准空气中的尘粒沉降速度v沉为：,式中：0粉尘重度（千克/米3）d 0粉尘粒径（米）,（米/秒）,第二节 隆尘室和吸风分离器,（二
8、）、吸风分离器 吸风分离器就其原理来说，实质是一种垂直气流沉降设备，所不同的是：在这里沉降的是物料而不是粉尘。其结构如图所示。在垂直风道内，物料被沉降，而空气携带着轻杂和粉尘进入沉降室，在沉降室中空气与；轻杂、粉尘进一步分离，从而达到净化空气的作用。,吸风分离器是目前国内粮油、饲料加工厂使用较多的一种风选设备。吸风分离器进口风速约为46m/s，风道内风速约为44.5m/s，吸风口风速约为911m/s。,第二节 隆尘室和吸风分离器,（三）、旋风除尘器 旋风除尘器是利用含尘气流旋转运动时产生的离心力来分离气体中的粉尘，这种分离粉尘的设备也叫做离心式除尘器。这种运动使粉尘产生的离心力较重力大许多倍，
9、因此除尘效率较沉降室高得多，在式厂中得到广泛应用。,1、旋风除尘器的工作原理和结构尺寸,旋风除尘器是由内筒（或称为排气管）、外筒和锥体三部分组成的。含尘空气由除尘器的进口切线方向进入除尘器的内外筒之间，由上向下作旋转运动（形成外涡旋），逐渐到锥体底部。气流中的灰尘在离心力的作用下被甩向外壁，由于重力和作用以及向下气流的带动而落入底部集尘斗。向下的气流到达锥体的底部后，沿除尘器的轴心部位转而向上，形成旋转上升的内涡旋，并由除尘器的出口排出。,第二节 隆尘室和吸风分离器,旋风除尘器各部分的尺寸按一定比例随外圆直径D来确定，图为下旋55型旋风除尘器的结构尺寸比例。,第二节 隆尘室和吸风分离器,2、旋
10、风除尘器的选择与使用 旋风除尘器是靠离心力的作用收集粉尘，在考虑它的适应性、选择规格等都要从这点出发。（1）选择适当的规格，可保证获得高效率 所选规格与需要处理的风量相适应，不要采取大马拉小车的办法，即用大除尘器处理小风量。因为旋风除尘器是离心力愈大，除尘效果愈好。在圆周运动（或曲线运动）中，粉尘所受到的离心力：,F=ma,第二节 隆尘室和吸风分离器,式中：F离心力，千克；m粉尘的质量，千克秒2/米；a粉尘的离心加速度，米/秒2。因为 a=vT2/R 式中：v T尘粒的切向速度，米/秒；R气流的旋转半径，米。所以 F=mvT2/R 上式中v T也就是含尘气流的入口速度，同一台除尘器，处理风量愈
11、大，即入口风速愈高产生的离心力愈大，除尘效果就愈好。,第二节 隆尘室和吸风分离器,但是，入口风速愈高，必然造成旋风除尘器的空气阻力增大。所以选择适当的规格是保证除尘效率和适当的空气阻力是极为重要的。,例如设需处理的含尘空气为1250米3/时，则从附录中查找可采用直径为450毫米的旋风除尘器一个。不适于该风网的具体情况，则也可以选用阻力较小，但直径较大的旋风除尘器。例如可选用直径为550毫米的旋风除尘器。这时当进口风速为12米/秒时，可处理1320米3/时的风量，比要求的多一些，阻力可降到50千克/米3以下，具体数值可通过下述方法计算：,直径为550毫米的旋风除尘器，在处理1250米3/时的风量
12、时，其进口风速将为：V进=Q/3600F进=1250/3600*0.030611.3米/秒，阻力应为：H=*H动=5.7*0.061V进2=5.7*0.061*11.32=44.5千克/米2。,第二节 隆尘室和吸风分离器,从上例中可以看到，相同的处理风量可以选用不同规格的旋风除尘器。究竟选用哪一种规格的除尘器为好，可根据工艺上的要求，设备安装位置以及风机阻力平衡等情况来确定。,旋风除尘器也可有同样大小的两个或四个并联起来使用，这样，旋风除尘器就可用小一些，除尘效率可以高一些。例如上例的情况，我们也可以采用两个直径为350毫米的旋风除尘器并联起来使用，此时每个旋风除尘器处理625米2/时的风量，
13、阻力为68千克/米2。,应该注意，旋风除尘器并联使用时，其所能处理的风量为各个旋风除尘器风量之和，而阻力则为单个旋风除尘器在处理它所承担的那部分风量时的阻力。,第二节 隆尘室和吸风分离器,当两个旋风除尘器串联使用时，也即含尘空气经一个旋风除尘器处理后再进入一个旋风除尘器时，它所能处理的风量即为单个旋风除尘器所能处理的风量，而阻力则为两个旋风除尘器阻力之和。但是，它的除尘效率一般提高不多，而阻力都要成倍地增加，所以两个旋风除尘器串联起来使用需要尽量避免。目前，阻力较小，效率较高，制造简单的旋风除尘器，有内旋50型、下旋55型、下旋60型、外旋38型、外旋45型和扩散型。详见教材附录。,（2）除尘
14、器的排灰口不漏风 排灰口的严密程度是保证除尘效率的重要因素。排灰口处的负压较大，稍不严密，都会产生较大的漏风，已沉集下来的粉尘必被上升气流带出排气管。漏税风湿5%，可使除尘效率降低50%，漏风5%10%，效率等于零。排灰口的严密性应由闭风器严格控制。,第二节 隆尘室和吸风分离器,袋式除尘器是一种干式的高效除尘器它利用纤维织物的过滤作用进行除尘。对0.5m的粉尘，效率高达98%99%。滤袋通常做成圆柱形（直径为120500mm），有时也做成扁长方形，滤袋长度一般为26m左右。近年来，由于高温滤料和清灰技术的发展，袋式除尘器在许多不同的工业部门得到广泛应用。由于袋式除尘器的除尘效率高，有时净化空气
15、的含尘浓度能达到卫生标准的要求，这时可以直接返回车间再循环使用，以节省热能。,第三节 袋式除尘器,（一）、袋式除尘器的除尘原理 袋式除尘器是利用棉、毛、人造纤维等加工的滤料进行过滤的，滤料本身的网孔效大，一般为2050m表面起绒的滤料约为510m。因此，新滤料的除尘效率是不高的。渡料使用一段时间后，由于筛滤、碰撞、滞留、扩散、静电等原理，滤袋表面积聚了一层粉尘（这层粉尘称为初层）。在以后的运行过程中，初层成了滤袋的主要的过滤层，依靠初层的作用，网孔较大的滤料也能获得较高的除尘效率。随着粉尘在滤袋上的积聚，除尘器效率和阻力都相应增加。当滤袋两侧的压力差很大时，会把有些已附在滤料上的细小尘粒挤压过
16、去，使除尘器效率下降。另外除尘器的阻力过高，会使除尘系统的风量显著下降，影响局部排风罩的工作效果。因此除尘器阻力达到一定数值后，要及时清灰。清灰时不能破坏初层，以免效率下降。目前常用的袋式除尘器有简易式布袋除尘器、反吹风除尘器、脉冲除尘器等。,第三节 袋式除尘器,（二）、袋式除尘器的阻力 初次使用的滤袋，阻力是不高的，通常为1525毫米水柱左右，随着粉尘在滤袋上的积聚，形成滤袋表面粉尘层，阻力不断增加。粉尘层的阻力取决于过滤风速、气体的含尘浓度和连续运行的时间。处理含尘浓度低的气体时，清灰时间间隔（即滤袋连续的过滤时间）可以适当加长；处理含尘深度高的气体时，清灰时间间隔应尽量缩短；进口含尘浓度
17、低，清灰时间间隔短，清灰效果好的除尘器，可以选用较高的过滤风速。不同的清灰方式要选用不同的过滤风速就是这个原因。,第三节 袋式除尘器,常用袋式除尘器的过滤风速为：简易式除尘器：0.30.5米/分；反吹风除尘器：12.5米/分；脉冲除尘器：2.54米/分。清灰不应破坏初层，初层的阻力称为残留阻力，在一般情况下其阻力约为70100毫米水柱。常用袋式除尘器阻力一般为：简易式除尘器：1020毫米水柱；反吹风除尘器：100120毫米水柱；脉冲式除尘器：100120毫米水柱。,第三节 袋式除尘器,（三）、清灰方法,第三节 袋式除尘器,清灰是袋式除尘器运行中十分重要的一环，目前常用的方法分为机械清灰和气流反
18、吹清灰两大类。机械清灰包括手工清打，是滤袋在振打机构的作用下，上下或左右运动，这种清灰方式容易使滤袋产生局部的损坏。也有是滤袋在振动器的作用下产生微振，从而使粉尘从滤袋上脱落。气流反吹清灰是反吹气流从相反方向通过滤袋和粉尘层，利用气流力使粉尘从滤袋脱落。采用气流清灰时，滤袋内必须有支撑结构，如撑环或网架，避免把滤袋压扁。反吹气流均匀通过整个滤袋，又称为逆向气流清灰。,反吹空气可以有专门的风机供给，反吹空气经中心管送到设在滤袋上部的旋臂内，电动机带动旋臂旋转，使所有滤袋都得到均匀反吹。每只滤袋的反吹时间约为0.5秒，反吹的时间间隔约为15分钟左右，反吹风机的风压约为500毫米水柱左右。也可利用除
19、尘器本身的负,压从外部吸入，采用后者，除尘器本身的负压值不得小于500毫米水柱。利用喷嘴喷出的压缩空气进行反吹的，是脉冲喷吹袋式除尘器，含尘空气通过滤袋时粉尘阻留在滤袋外表面，净化后的气体经文丘里管从上部排出。每排滤袋上方设一根喷吹管，喷吹管上设有与每个滤袋相对应的喷嘴，喷吹管前端装设脉冲阀，通过程序控制机构控制脉冲阀的启闭。脉冲阀开启时，压缩空气从喷嘴高速喷出。带着比自身的体积大57倍的诱导空气一起经文丘里管进入滤袋。滤袋急剧膨胀引起冲击振动，使附在滤袋外的粉尘脱落。,第三节 袋式除尘器,压缩空气的喷吹压力为67kg/cm2，脉冲周期（喷吹的时间间隔）为60秒左右，脉冲宽度（喷吹一次的时间）
20、为0.10.2秒。采用脉冲袋式除尘器必须要有压缩空气源，因此使用上有一定局限性。目前常用的脉冲控制仪有无触点脉冲控制仪（采用晶体管逻辑电路和可控硅无触点组成）、气体脉冲控制仪和机械脉冲控制仪三种。,（四）、滤料,第三节 袋式除尘器,滤料的性能对袋式除尘器的作用具有很大的影响，选择滤料时必须考虑含尘气体的特性如粉尘和气体性质、温度、湿度、粒径等等。性能良好的滤料应具备耐温、耐腐、耐磨、效率高、阻力小、使用寿命长、成本低等优点。滤料的特性除了与纤维本身的性质（耐温、耐腐、机械强度等）有关外，还与滤料的表面结构有很大的关系。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
21、风速不宜太高。表面化起毛的滤料（如羊毛毡）容尘量大，粉尘能深入滤料内部，可以采用较高的过滤风速，但是必须及时清灰。,近年来，由于化学工业的发展，出现了许多耐高温的新型滤料，如芳香族聚酰胺（长期使用温度220、聚四氟乙烯使用温度240）等，这些新型滤料的出现，扩大了袋式除尘器的应用领域。棉毛织物一般适用于没有腐蚀性、温度在8090以下的含尘气体。,尼龙织布最高使用温度为80，它的耐酸性不如毛织物，它的耐磨性很好，适合过滤磨损性强的粉尘如粘土、水泥熟料、石灰石等。,第三节 袋式除尘器,奥纶的耐酸性好、耐磨性差，最高使用温度在130左右，可用于有色金属冶炼中含SO2烟气的净化。,涤纶的耐热、耐酸性能
22、较好，耐磨性仅次于尼龙，长期使用温度为140。涤纶绒布是国内性能较好的一种滤料。针刺呢是国内最近研制成的一种新型滤料，它以涤纶、锦纶为原料织成底布，然后再在底布上针刺短纤维，使表面起绒。这种滤料具有容尘量大、除尘效率高、阻力小、清灰效果好等特点。,经过硅酮树脂处理的玻璃纤维滤料可在于250下度期使用，它具有化学稳定性好、不吸湿、表面光滑等特点。玻璃纤维较脆，织成后不柔软，经不起揉折和摩擦，使用上有一业的局限性。,（五）、袋式除尘器的应用和选择,第三节 袋式除尘器,使用袋式除尘器时，应注意下列问题：袋式除尘器主要用于1m以下的微粒。气体的含尘浓度超过5g/m3时，最好采用两级除尘。,袋式除尘器可
23、以适应不同风量的要求。由于滤料使用温度的限制，不宜处理温度较高的高温烟气。不适用于含有油雾、凝结水和粉尘粘性大的含尘气体。不能用于有爆炸性或带有火花的烟气。选择或设计袋式除尘器时，首先应根据含尘空气的物理、化学性质及经济指标选择合适的滤料和清灰方式。然后根据清灰方式的不同，确定过滤风速、计算必须的过滤面积。最后确定除尘器的形式、滤袋的尺寸和个数。,（六）、压入式布袋除尘器 压入式布袋子除尘器结构简单，制造容易，在粮食部门得到广泛应用，其结构见图。它由上、下箱、布筒和关风器组成。上、下箱上都设有与布筒数目相等的圆孔，圆孔上安装铁皮制的圆管布筒两端用卡子套在短圆管上。含尘空气被通风机入上箱，分散进
24、入各布筒，由于布筒内外存在压力差，筒内的空气穿过布孔散入大气，空气中的粉尘则被阻留在布筒内壁，因重力作用落箱内，经关风器排出。,这种除尘器由于没有专门清理布筒机构，使用一定时间后，积聚在布筒上的物料逐渐增多，除尘器的效率逐渐下降，最终会失去除尘作用，为了克服这一缺点，可装设布筒清理机构。布筒清理机构为一木框，木框上用金属丝纵横交错组成许多小方格，使每个方格正好套住一个布筒，小方格的尺寸比布筒略小。当木框以缓慢的速度不断沿布筒上、下运动时，布筒内表面上积聚的粉尘不断被碰落，使布筒内表面及时得到清理。有的也可采取定时将布筒拆下清理或调换布筒的方法。,第三节 袋式除尘器,压入式布筒除尘器的进风箱高为
25、200400毫米，布筒直径一般为100180毫米，布筒与布筒间距一般为60毫米，长度为26米。布筒数目可根据所需要处理的含尘空气量来确定，每平方米布筒表面，每小时可处理2030米3左右的含尘空气。布筒除尘器的空气阻力大小随织物的质量、粉尘的性质及清理方式而不同。简易布筒除尘器的空气阻力约为1015毫米水柱。,第三节 袋式除尘器,（七）、脉冲除尘器 脉冲除尘器是一种除尘效率较高的除尘设备，其结构如图所示。,它于布袋除尘器的结构有些相似，但将所有的布筒密闭在一个箱体里，并装有能按一定程序向每排布筒里吹气的吹扫机构。,第三节 袋式除尘器,含尘气体由进气口进入中部箱体，中部箱体中装有若干排滤筒，含尘气
26、流经过滤筒后，粉尘被阻留在滤筒外壁，过滤后的空气经文氏管进入上部箱体，由排气口排出。滤筒用丝框架固定在文氏管上，每排滤筒上部装有一根喷射管，喷射管上设有一排喷孔，每个喷孔对准每条滤筒的中心。喷射管前装有与压缩空气相连的脉冲阀，脉冲阀与气包连接，控制器不断地发出短促的脉冲信号，通过控制阀启闭各脉冲阀。当脉冲阀开启时（只需0.10.2秒），与该脉冲阀相连的喷射管与气包相通，高压空气从喷射孔中以极高的速度喷出。高速气流的周围形成一个相当于自己体积57倍的诱导气流，与高速气流一起经文氏管进入滤筒内，使滤筒剧烈地膨胀，引起冲击振动，同时产生由内向外的逆向气流，将吸附在滤筒外壁及吸入滤料内部的尘粒吹扫下来，落入下部灰斗，经关风器排出。,第三节 袋式除尘器,
