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1、第6章 除尘与除尘设备 6.1 除 尘 6.2 除尘器,6.1 除 尘,6.1.1 粉尘的分类 按粉尘的生成特征进行分类，可以分成两种。1.粉尘：在筛分和运输等工艺过程中产生，并在形成过程中未发生任何物理或化学变化的称为粉尘。2.烟尘：系指在生成过程中伴随着物理或化学的变化(如氧化、升华蒸发和冷凝等过程）所产生的粉尘。,6.1.2 粉尘的扩散 1.一次扬尘过程 在处理散状物料时，由于诱导空气的流动，将粉尘从处理物料中带出，污染局部地带。2.二次扬尘过程 由于室内的空气流动及设备的运行和振动所造成的气流流动，把沉落在设备、地面及建筑物上的粉尘再次吹起，称作二次扬尘。,6.1 除 尘,6.1 除
2、尘,6.1.3 除尘措施 1.散尘设备的密封 设备密封的目的是将设备所散发的粉尘局限在一定的范围内，为抽风除尘创造条件，防止粉尘扩散。目前采用的密封形式有局部密封、整体密封和大密封三种。2.湿法除尘 利用水、蒸气或其他润湿剂来实现防尘、除尘的方法。包括水力除尘、蒸气除尘、喷雾防尘及湿法清扫。3.机械除尘系统 机械除尘系统指将设备密闭，使尘源隔离，在引风机抽力作用下，使含尘气体在净化设备中进行固气分离的系统。,6.2 除 尘 器,6.2.1 除尘器的分类及除尘过程 1.除尘器的分类 按作用机理分，可分为机械除尘器、电力除尘器、过滤式除尘器和洗涤除尘器等四大类。机械除尘器又包括重力除尘器、惯性力除
3、尘器和离心力除尘器三类。根据安装形式不同，可分为立式和卧式除尘器。根据除尘过程中有无液体参与，可分成无液体参与的干式除尘器和有液体参与的湿式除尘器两类。,2.除尘器的主要组成部件 引入含尘气体的除尘器进口；进行固气分离的除尘空间，或称除尘室；排除分离后粉尘的排尘口和除尘后相对清洁的气体出口。,6.2 除 尘 器,6.2 除 尘 器,3.除尘过程(1)捕集分离过程 捕集推移阶段:实质是粉尘的浓缩阶段。均匀混合或悬浮在运载介质中的粉尘，进入除尘器的除尘空间。由于受外力的作用，将粉尘推移到分离界面，随粉尘向分离界面推移，浓度越来越大，为固气分离进一步作好准备。分离阶段:当高浓度的尘流流向分离界面以后
4、，存在两种作用机理：其一，运载介质运载粉尘的能力逐渐达到极限状态，在粉尘悬浮和沉降趋势上，以沉降为主，并通过粉尘沉降，使之从运载介质中分离出来；其二，在高浓度尘流中，粉尘颗粒的扩散与凝聚趋势，以凝聚为主，颗粒之间可以彼此凝聚，也可在介质界面上凝聚并吸附。,（2）排尘过程 经过分离界面以后，已分离的粉尘通过排尘口排出的过程。（3）排气过程 已除尘后相对净化的气流从排气口排出的过程。,6.2 除 尘 器,6.2.2 选煤厂常用除尘设备 1.单筒旋风除尘器（1）单筒旋风除尘器利用旋风气流对尘粒和空气所产生惯性离心力大小的不同，使尘粒和气流进行分离。简单的单筒旋风除尘器结构如图6-1所示。,6.2 除
5、 尘 器,6.2 除 尘 器,单筒旋风除尘器,图6-1 旋风除尘器示意图1圆筒体；2圆锥体；3进气管；4顶盖；5排气口；6排尘口,6.2 除 尘 器,(2)工作原理：含尘气流由进气管以1225m/s的速度沿切线方向进入圆筒体，在外圆筒和中央排气管之间向下作螺旋运动。在旋转过程中产生惯性离心力。尘粒一方面受气流运动的影响，在其中旋转下降；另一方面则受离心力的作用，逐渐向外扩散接近筒壁。最终与外圆筒的内壁相碰，沿内壁旋转滑下，被收集在中间底部的排灰口，并由此排出。气体则因质量小，受离心力作用甚微，随圆锥形的收缩转向除尘器的中心，并受底部阻力作用，转而上升，形成一股上升旋流，从排气管上端排出，实现除
6、尘作用。(3)特点：结构简单、维护方便。可用于处理含尘浓度在0.01500mg/m3 范围内的各种气体。,6.2 除 尘 器,2.多管旋风除尘器 多管旋风除尘器由若干个小直径的旋风除尘器并联组成。构造和工作原理与普通旋风除尘器基本相同。,图6-2 立式多管旋风除尘器1外壳；2支撑部分；3灰斗；4进气管；5排气管；6顶盖；7、8支撑花板；9旋风子；10填料；11导向叶片；12排气导管；13排尘口,6.2 除 尘 器,3.水膜除尘器 水膜除尘器是利用喷雾或其他方式，在除尘器的内壁形成一薄层水膜，有效地防止粉尘在器壁上反弹、冲刷等作用引起的二次扬尘，因而大大提高了除尘器的效率。水膜除尘器有立式和卧室
7、两种。,6.2 除 尘 器,（1）立式旋风水膜除尘器 立式旋风水膜除尘器的进气方式，可从切线进气，也可从中心进气，通过导流叶片获得旋转运动。喷水可采用四周喷雾、中心喷雾、上部周边喷水等方式。含尘气体由筒体下部沿切向进入除尘器，旋转上升。在离心力作用下分离出来的粉尘，甩向器壁，被水膜层吸收，随被污染的水排出，净化后的气体由上部排出。,GLS型旋风水膜除尘器1进气口；2圆筒段；3排气口；4圆锥段；5排尘口；6环形喷水管,6.2 除 尘 器,（2）卧式旋风水膜除尘器 该类除尘器又称水鼓除尘器，或称旋筒式水膜除尘器，其结构见图6-2。,卧式旋风水膜除尘器1螺旋导流叶片；2外壳；3内筒；4水槽；5通道高
8、度,结构：卧式旋风水膜除尘器由横置的倒卵形外壳、内筒、螺旋导流片、水槽等部件组成。螺旋叶片绕在内筒上，并固定在外壳内壁上，使外壳和内筒之间的间隙被分隔成一个螺旋状的通道，沟通进风口和排风口。除尘过程：含尘气流由除尘器一端切向给入，冲击水面后，在螺旋通道内流动。气流冲击壳体下部的水，产生水花、水雾并随气流运动，在外壳内壁形成35的水膜。水花、水膜与粉尘相遇时，将尘粒捕集。在离心力作用下，尘粒和水雾均被甩到外壳内壁的水膜上，随之流入下部水槽。,6.2 除 尘 器,4.袋式除尘器 袋式除尘器是基于过滤原理的过滤式除尘设备，利用有机纤维或无机纤维过滤布将气体中的粉尘过滤出来。脉冲喷吹清灰袋式除尘器的结
9、构由上箱体、中箱体、下箱体和控制阀组成。袋式除尘器将含尘气体由进气口进入中部箱体，从袋外进入布袋内，粉尘被阻挡在滤袋外的表面上，净化的空气进入袋内，再由布袋上部进入上箱体，最后由排气管排出。,6.2 除 尘 器,脉冲喷吹清灰袋式除尘器,为防止过滤时，滤袋可能被吸瘪，滤袋内设有支撑框架，由脉冲阀控制脉冲性的向滤袋内喷出高速、高压气流，使滤袋急剧膨胀、收缩，引起冲击振动。袋外附着的粉尘，一部分靠重力落入下部灰袋内，一部分由于瞬时产生的、由内向外的气流将其吹落，进入灰斗。最后经泄尘阀排出。该类型除尘器，可以在不停风的状态下进行清灰。,6.2 除 尘 器,5.电除尘器（1）优点：分离效率高，可以有效地
10、清除微粒子；处理气体量大且阻力低；适用于高温和腐蚀性气体；运行费用低。（2）缺点：投资费用高，设备庞大，占地面积大；设备制造、安装、维护要求高；对粉尘的特性较为敏感。,6.2 除 尘 器,（3）电除尘器的分离机理 气体电离过程 若在两特定电极间通以高压直流电，建立电场使电极系统的电压超过临界电压，使气体电离，产生电晕放电。在放电极周围很小范围内电场强度很强，足以使气体电离。出现电晕后，在电场内形成两个区域：一是放电极附近的电晕区，该区在离放电极表面23mm的范围内。在这一区域内，由于放电极表面有足够高的电场强度，使气体电离，产生大量的正离子和电子。这时若放电极上施加的是负电压，则产生负电晕放电
11、，电子移向正极而正离子移向放电极本身。另一区为电晕外区，该区占有电极之间的大部分空间，区内并不产生气体电离。,6.2 除 尘 器,尘粒荷电过程 由于电晕区内产生的离子或电子进入电晕外区，与中性分子发生碰撞，使尘粒荷电。荷电量的大小与尘粒粒径、电场强度、离子的热能及停留时间等因素有关。通常认为尘粒荷电有两种机理：即电场荷电和扩散荷电。前者是由于在电场作用下，离子与尘粒碰撞，粘附于尘粒上荷电。后者是由于离子的不规则热运动、气体扩散与尘粒碰撞、粘附，使尘粒荷电。,6.2 除 尘 器,收尘过程 尘粒荷电后，在电场作用下按照自载电荷的极性，向极性相反的电极运动，并沉积在该电极表面上。通常将尘粒垂直于极板
12、的运动速度称为驱进速度。驱进速度的大小与尘粒的荷电量、电场速度、气体性质等因素有关。带负电荷的尘粒与收尘极接触后，随即失去电荷，成为中性粒子粘附于电极表面。然后借助振动装置使电极抖动，尘粒从电极表面脱落，掉入电除尘器下部的集灰斗不断地被清除。,6.2 除 尘 器,（4）电除尘器的基本类型 电除尘器由除尘器本体和供电装置两部分组成。除尘器本体包括放电电极、收尘电极、气流分布装置、清灰机构、绝缘装置和外壳等部分。单区（级）电除尘器 在单区除尘器，粒子的荷电和集尘过程在同一区域中进行，也就是电晕极和收尘极处于同一区域。双区（级）电除尘器 在双区电除尘器中，粒子荷电和沉降收尘分别在两个区域中进行，在第
13、一区域中装有一组电极是尘粒荷电，在第二区域中装有另一组电极使尘粒沉降集尘。多应用于空气调节系统。,6.2 除 尘 器,（5）单区（级）电除尘器的分类 单区电除尘器可分为以下类型：根据收尘极的形式可分为管式和板式电除尘器。管式电除尘器是在圆管的中心安入电极，而圆管内壁成为收尘极的表面，并且常用多排管并列而成。板式电除尘器是在一系列平行通道间安装放电极。,6.2 除 尘 器,按清灰方法可分为湿式电除尘器和干式电除尘器。湿式电除尘器利用喷水、喷雾和溢流等方式，在收尘极上形成水膜，将粘附在极表面上的尘粒带走。干式电除尘器利用振动等方法，使积存在收尘极表面上的尘粒脱落，落入灰斗中被排除。根据气流方向，可以分为立式和卧式电除尘器。立式电除尘器一般制成管状，气流由下而上流动，常在正压下操作。卧式电除尘器中气流水平流动，由于分离效率较高，维修方便，工业上般采用卧式电除尘器。,复习思考题 1.简述粉尘的性质及气体中的运动特性。2.对引起粉尘产生和扩散的原因进行分析，并说明可采取哪些措施进行消除。3.如何对空气（或烟气）中的含尘浓度进行测定和计算？4.简述选煤厂各类常用除尘器，并说明其特点、工作原理及应用。,
