第六章除塵裝置第六章除塵裝置/第六章除塵裝置機械除塵器機械除塵器通常指利用質量力（重力、慣性力和離心力等）的作用使顆粒物與氣流分離的裝置，包括重力沉降室、慣性除塵器和旋風除塵器等。重力沉降室重力沉降室是通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置含塵氣流從入口管道進入比管道橫截面積大得多的沉降室時，氣體流速大為降低，較大的塵粒在沉降室內有足夠的時間因重力作用而沉降下來。層流式重力沉降室沉降原理：假定：①在沉降室內氣流為柱塞流，流速為υ0()；②流動狀態保持在層流范圍內；③顆粒均勻地分布在煙氣中。粒子的運動由兩種速度組成，在垂直方向，忽略氣體的浮力，僅在重力和氣體阻力的作用下，每個粒子以其沉降速度()獨立沉降，在煙氣流動方向，粒子和氣流具有相同的速度。層流式重力沉降室縱截面示意圖設沉降室的長、寬、高分別為L、B、H，處理煙氣量為Q(m3)。氣流在沉降室內停留時間為：在時間t內，粒徑為的粒子的沉降距離為：沉降室對粒徑為的粒子的分級效率為:根據假定2，沉降室內為層流狀態，沉降速度為：得層流式重力沉降室分級效率的計算公式為：則重力沉降室能100％捕集的最小粒子直徑為：給定重力沉降室的結構，可求出不同粒徑粒子的分級效率；根據沉降室入口粉塵的粒徑分布，可求總效率由分級效率計算公式可以看出，提高沉降室除塵效率的主要途徑為，降低沉降室內的気流速度，增加沉降室長度或降低沉降室的高度。例題：某石棉廠擬建一重力沉降室處理含石棉塵的氣體，已知待凈化的石棉塵氣量為8000m3，石棉塵氣體溫度為30℃，此溫度下的空氣粘度為1.864×10-5·s，石棉塵真密度為22003。在車間附近可建造重力沉降室的用地為：長5m，寬2m，空間不受限制。要求能除去50微米以上的煙塵。解：①計算：②選擇水平氣流速度v(0.2~2)，假設H或L取沉降室內氣速為2，1.5m③計算L或H，并根據計算B。由于沉降室過長，可采用五層水平隔板，即6通道（n＝6）沉降室，取每層高△H＝0.25m，則此時所需沉降室長度若取2.5m，則沉降室寬度B為湍流式重力沉降室右圖為多層沉降室中的一個通道，氣流從圖示方向流過由上、下隔板構成的空間。根據邊界層理論作如下假設：①緊貼底板處有一層流邊界層，進入該邊界層的粉塵均被捕集；②由于紊流作用，邊界層以上流動區內的粉塵分布均勻。設顆粒在x方向移動距離為＝，同時在y方向移動距離為＝，消去后，得到：根據前述假設，對于某一粒徑被捕集顆粒的數目（）與總顆粒數目（N）的比值恰為層流層斷面積與總斷面積之比，即：式中負號表示隨x增加粒子數目減少。將上式積分后得到：當x＝0時，0，故0；當x＝L時，，故：在x方向氣流流經L后粒徑為的粒子的分級效率為：將層流邊界層中顆粒沉降速度式代入上式，得：其中：重力沉降室的優點是阻力?。?0~130），動力費用低；結構簡單，投資少；性能可靠，維修管理容易。缺點是設備龐大，效率低。適于凈化密度和粒徑大的粉塵，特別是磨損強的粉塵。設計好時，能捕集50μm以上粉塵，不適用凈化20μm以下粉塵。一般作為多級除塵系統的第一級處理設備。慣性除塵器1.慣性除塵器的除塵原理和結構類型。1）慣性除塵器是使含塵氣流沖擊在擋板上，或讓氣流方向急劇轉變，借助塵粒本身的慣性力作用使其與氣流分離的一種除塵裝置。2）結構類型。沖擊式慣性除塵器反轉式慣性除塵器2.慣性除塵器性能的影響因素：1）含塵氣體在沖擊或改變方向前的速度愈高，流出裝置的氣流速度越低，除塵效率越高。2）對反轉式慣性除塵器，氣流轉換方向的曲率半徑越小，轉變的次數越多，則凈化效率越高，但阻力也越大。慣性除塵器的特點慣性除塵器宜用于凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物粉塵，對于粘結性和纖維性粉塵，因易堵塞，不宜采用。由于氣流方向改變的次數有限，凈化效率不高，也多用于多級除塵的第一級，捕集10~20μm以上的粗塵粒。其壓力損失依型式而異，一般為100～1000。旋風除塵器1.除塵原理：旋風除塵器是利用含塵氣體旋轉運動產生的離心力從氣體中分離塵粒的裝置。基本結構：進氣管、圓柱體、圓錐體、儲灰斗和排出管。3.主要特點：a.結構簡單，體積小；b.不需特殊的附屬設備；c.造價低，并可用于高溫高腐含塵氣體的處理；d.除塵效率屬中效除塵器。旋風器內氣流與塵粒的運動含塵氣流進入除塵器后，沿外壁由上向下作旋轉運動，同時有少量氣體沿徑向運動到區域中心。當旋轉氣流的大部分到達錐體底部后，轉而向上沿軸心旋轉，最后經排出管排出。通常將旋轉向下的外圍氣流稱為外漩渦，旋轉而上的中心氣流稱為內漩渦，兩者的旋轉方向是相同的。氣流作旋轉運動時，塵粒在離心力作用下逐步移向外壁，到達外壁的塵粒在氣流和重力的共同作用下沿壁面落入灰斗。氣流從除塵器頂部向下高速旋轉時，頸部的壓力下降，一部分氣流帶著細小的塵粒沿筒壁旋轉而上，達到頂部后，在沿排出管外壁旋轉而下，最后達到排出管下端附近被上升的內渦漩帶走，從排出管排出，這股旋轉氣流稱上渦漩。旋風器內的速度場和壓力分布旋風除塵器內的速度場是一個三元流場，通常把內、外旋流的全速度分解成為三個速度分量：切向速度vθ、徑向速度和軸向速度切向速度式中n－由流型決定的常數，11，通過實驗確定。當1時，為理想流體的有勢的自由渦旋；外旋流：準自由渦旋，0.5~0.9，vθ隨半徑r的減小而增加；0時，vθ=常數，即處于內外旋流交界面（大約d0=（0.6~0.65）d，d為排氣管直徑）上，vθ到達最大值；內旋流：－1，vθ＝rω（ω為旋轉角速度），流體的旋轉類同于剛體的轉動，是強制渦旋。徑向速度內旋流：由里向外的流動，與源流（在平面流中，從中心點徑向向外的流動稱為源流）類似，稱為類源流；外旋流：由外向心的流動，稱為類匯流。前者對分離粉塵有利，后者對分離粉塵不利，使有些細小粉塵在類匯流的作用下，進入內旋流而被帶走。軸向速度外旋流的軸向速度分量是向下的，內旋流的軸向速度是向上的，因而在內、外旋流之間必然存在一個軸向速度為零的交界面。在內旋流中，隨著氣流的逐漸上升，軸向速度不斷增大，在排氣管底部達到最大值。向下的外旋流軸向分速產生下灰環，它推動已分離在筒體內壁的粉塵向下移動，最后進入灰斗，對除塵有利。正因為有下灰環的存在，可以使旋風器臥裝。(4)旋風器內的壓力分布旋風器內的壓力分布如圖曲線所示，全壓和靜壓沿徑向變化較大，由外壁向軸心逐漸降低，內旋流區域靜壓為負值，并且一直延伸至灰斗。氣流壓力沿徑向的這種變化，不是因摩擦而主要是由離心力引起的。壓力損失.壓力損失的計算：井伊谷岡一提出的公式：式中K—常數，20~40，可近似取30；b，h－分別為進口管的寬度和高度（m）；D，L—分別為筒體的直徑和長度（m）；d——排氣管直徑（m）；H——錐體長度（m）。（2）影響壓損的主要因素a.同一結構型式旋風除塵器的相似放大或縮小，ξ值相同。若進口氣速相同，壓力損失基本不變。b.因ΔP∝2，故處理氣量Q增大時，ΔP隨之增大。c.ξ值隨進口斷面的增大和排氣管直徑d的減少而增大，隨筒體長L和錐體長H的增加而減少。d.隨氣體密度的增大而增大，即隨氣體溫度的降低或壓力的增高而增大。e除塵器內部有葉片、突起和支持物等障礙物時，使氣體旋轉速度降低，離心力減少，從而使壓損降低；但除塵器內壁粗糙會使增大。f由于氣體與塵粒間的摩擦作用可使氣流的旋轉速度降低，因而隨進口氣體含塵濃度增大而降低。幾種旋風除塵器的局部阻力系數值旋分除塵器類型ξ5.36.58.05.8旋風除塵器的除塵效率理論推導：多以臨界粒徑為參數。實驗測定：常用方法。假想圓筒理論和轉圈理論30年代篩分理論50年代紊流連續徑向混合的分離理論1972年旋風除塵器能捕集分離到的具有50％或100％分級效率的最小粒徑稱為臨界粒徑或分割粒徑，分別記為50和100。計算分割直徑是確定除塵效率的基礎。在旋風除塵器內，粒子的沉降主要取決于離心力和向心運動氣流作用于塵粒上的阻力.若.粒子在交界面上不停的旋轉，實際上由于各種隨機因素的影響，處于這種平衡狀態的塵粒有50%的可能性進入內渦旋，也有50%的可能性移向外壁。它的除塵效率為50%，此時的粒徑稱為除塵器的分割直徑，用表示。因為對于球形粒子，由斯托克斯公式得到：式中：0——交界面處氣流的切向速度，，——外渦旋氣流的平均徑向速度，則：愈小，說明除塵效率愈高，性能愈好。當確定后，可以根據雷思-利希特模式計算其他粒子的分級效率：式中：n為渦流指數另一種廣泛采用的分級效率公式是分析大量實驗數據后提出的經驗公式，其精度完全可以滿足工程設計需要：5、影響旋風除塵器除塵效率的因素影響旋風除塵器效率的因素有：二次效應、比例尺寸、煙塵的物理性質和操作變量。二次效應在旋風除塵器操作中得到的實際效率曲線與理論操作曲線是不一致的。造成差異的原因主要是二次效應，即被捕集粒子重新進入氣流。在較小粒徑區間內，理應逸出的粒子由于聚集或被較大塵粒撞向壁面而脫離氣流獲得捕集，實際效率高于理論效率。在較大粒徑區間，實際效率低于理論效率，是因為理論沉降入灰斗的塵粒隨凈化后的氣流一起排走，其起因主要為粒子被反彈回氣流或沉積的塵粒被重新吹起。通過環狀霧化器將水噴淋在旋風除塵器內壁上，能有效地控制二次效應。比例尺寸a進氣口

旋風除塵器的進氣口是形成旋轉氣流的關鍵部件，是影響除塵效率和壓力損失的主要因素。切向進氣的進口面積對除塵器有很大的影響，進氣口面積相對于筒體斷面小時，進人除塵器的氣流切線速度大，有利于粉塵的分離。

b圓筒體直徑和高度

圓筒體直徑是構成旋風除塵器的最基本尺寸。旋轉氣流的切向速度對粉塵產生的離心力與圓筒體直徑成反比，在相同的切線速度下，簡體直徑D越小，氣流的旋轉半徑越小，粒子受到的離心力越大，塵粒越容易被捕集。筒體總高度是指除塵器圓筒體和錐筒體兩部分高度之和。增加筒體總高度，可增加氣流在除塵器內的旋轉圈數，使含塵氣流中的粉塵與氣流分離的機會增多，但筒體總高度增加，外旋流中向心力的徑向速度使部分細小粉塵進入內旋流的機會也隨之增加，從而又降低除塵效率。

c排出管

排出管的直徑和插入深度對旋風除塵器除塵效率影響較大。排出管直徑必須選擇一個合適的值，排出管直徑減小，可減小內旋流的旋轉范圍，粉塵不易從排出管排出，有利提高除塵效率，但同時出風口速度增加，阻力損失增大；若增大排出管直徑，雖阻力損失可明顯減小，但由于排出管與圓筒體管壁太近，易形成內、外旋流“短路”現象，使外旋流中部分未被清除的粉塵直接混入排出管中排出，

從而降低除塵效率。煙塵的物理性質下列各種物理性質都影響旋風除塵器的效率：氣體的密度和粘度、塵粒的相對密度、煙氣含塵濃度等。在流量不變的情況下，下式可估算它們的影響：(100―ηa)/(100－ηb)=

（μμb）?

(100―ηa)/(100－ηb)=

[（ρb－ρ）/(ρa－ρ)

]

?

(100―ηa)/(100－ηb)=(ρ1b－ρ1a)0.182壓力損失與含塵量之間的關系為：ΔΔ[0.013﹙2.29ρ1＋1﹚?]式中：Δ——隨含塵濃度變化而變化的壓力損失；

Δ——干凈空氣的壓力損失；ρ1——入口含塵濃度，

3。操作變量旋風除塵器是利用離心力來除塵的，離心力愈大，除塵效果愈好。在圓周運動(或曲線運動)中粉塵所受到的離心力為

所以，?？梢姡谛L除塵器的結構固定(R不變)、粉塵相同(m穩定)的情況下，增加旋風除塵器人口的氣流速度，旋風除塵器的離心力就愈大。6.旋風除塵器的結構形式按進氣方式分類：可分為切向進入式和軸向進入式兩類。按氣流組織分類：回流式、直流式、平旋式和旋流式等多種，工業鍋爐用較多的是回流式和直流式兩種，全國除塵器評價優選的旋風除塵器大都屬于這兩種類型。多管旋風除塵器：多管旋風除塵器是由多個相同構造形狀和尺寸的小型旋風除塵器組合在一個殼體內并聯使用的除塵器組。多管旋風除塵器具有效率高、處理氣量大、有利于布置和煙道連接方便等優點，但是，對旋風子制造、安裝和裝配的質量要求較高。下面是幾種常見的旋風除塵器：型旋風除塵器，最原始的旋風除塵器類型，現已被淘汰型旋風除塵器排氣管頂端有螺旋形導向板，可以消除因氣流向上流動而形成的小渦旋氣流。此類型除塵器細而長，錐角小，阻力較標準性較大，但分離效率較高，得到廣泛應用。型旋風除塵器型旋風除塵器擴散式旋風除塵器主要特點是：有一個圓錐形的反射屏，可大大減少粉塵的二次飛揚。多管旋風除塵器旋風除塵器的設計選型現在多用經驗法來選擇除塵器的型號規格，其基本步驟如下：根據含塵濃度、粒度分布、密度等煙氣特征，及除塵要求、允許的壓力損失和制造條件等因素全面分析，合理的選擇旋風除塵器的類型。根據使用時允許的壓力降確定進口氣速v1，如果制造廠已經提供各種操作溫度下進口氣速與壓力降的關系，則根據工藝條件允許的壓力降就可以選定氣速V1，若沒有氣速與壓力降的數據，則根據允許的壓力降計算進口氣速，可得：若沒有提供允許的壓力損失數據，一般取進口氣速為12~25。3）確定旋風除塵器的進口截面A、入口寬度b和高度h。根據處理煙氣量，有下式決定進口截面積A：式中：——旋風除塵器處理煙氣量，m34)確定各部分幾何尺寸：由進口截面積A和入口寬度b及高度h定出各部分的幾何尺寸。幾種常用旋風除塵器的主要尺寸比例列于下表。設計者可按要求選擇其他的結構，但應遵循以下原則：1）為防止粒子短路漏到出口管，h≤s，其中s為排氣管插入深度；2）為避免過高的壓力損失，b≤（）/2；3）為保持渦流的終端在錐體內部，（）≥3D；4）為利于粉塵易于滑動，錐角=7°~8°；5）為獲得最大的除塵效率，≈0.4－0.5，（）≈8—10；≈1;電除塵器電除塵器（)是利用靜電力實現粒子與氣體分離沉降的除塵設備。主要優點：壓力損失小，一般為200～500；處理煙氣量大，可達105～106m3；能耗低，0.2～0.41000m3捕集效率高，特別是對亞微米的粒子有很大的優勢可用于高溫、高壓和高濕的場合，能連續運行，并能完全實現自動化。一、電除塵器的工作原理1．電除塵器的工作原理三個基本過程1）懸浮粒子荷電－高壓直流電暈2）帶電粒子在電場內遷移和捕集－延續的電暈電場（單區電除塵器）或光滑的不放電的電極之間的純靜電場（雙區電除塵器）3）捕集物從集塵表面上清除－振打除去接地電極上的粉塵層并使其落入灰斗圖5－1電除塵器工作原理示意1－電暈極；2－電子；3－離子；4－粒子；5－集塵極；6－供電裝置；7－電暈區電暈放電電暈放電機理電暈放電是一種不完全的電擊穿，只是在放電極周圍很薄的一氣層中出現電擊穿，兩電極間的電流很小。而火花放電則是在放電極到收塵極之間有多條火花電擊穿，傳導電流較大。a金屬絲放出的電子迅速向正極移動，與氣體分子撞擊使之離子化b氣體分子離子化的過程又產生大量電子－雪崩過程c遠離金屬絲，電場強度降低，氣體離子化過程結束，電子被氣體分子捕獲d氣體離子化區域－電暈區e自由電子和氣體負離子是粒子荷電的電荷來源起始電暈電壓開始發生電暈現象的電壓稱為起始電暈電壓。皮克（)通過大量實驗提出空氣中圓形極線上的起始電暈電場強度的經驗公式為：式中：P為氣體的壓力，；P0為標準大氣壓101300；T為氣體溫度；T0為標準狀況下的氣體溫度,298K；a為放電極半徑；m為導線光滑修正系數,清潔光滑的圓極線1,實際可取0.6-0.7。為空氣相對密度。正、負電暈極在空氣中的電暈電流一電壓曲線a電暈區范圍逐漸擴大至使極間空氣全部電離－電場擊穿；相應的電壓－擊穿電壓b在相同電壓下通常負電暈電極產生較高的電暈電流，且擊穿電壓也高得多c工業氣體凈化傾向于采用穩定性強，操作電壓和電流高的負電暈極；d空氣調節系統采用正電暈極，好處在于其產生臭氧和氮氧化物的量低影響電暈特性的因素1）電極的形狀、電極間距離2）氣體組成、壓力、溫度不同氣體對電子的親合力、遷移率不同氣體溫度和壓力的不同影響電子平均自由程和加速電子及能產生碰撞電離所需要的電壓3）氣流中要捕集的粉塵的濃度、粒度、比電阻以及在電暈極和集塵極上的沉積4）電壓的波形電壓波形對電暈特征的影響粒子荷電兩種荷電機制：一種是氣體離子在電場力的作用下做定向運動與粉塵粒子碰撞，使其荷電，這種荷電稱為電場荷電，>0.5m。另一種是氣體離子作不規則熱運動時與粉塵粒子碰撞，使其荷電，這種荷電稱為擴散荷電，<0.15m。粒子介于0.15-0.5m的粒子，兩種荷電機制均存在。電場荷電（1）在電場中氣體離子沿電力線運動時與粉塵粒子碰撞使其荷電。隨著粉塵粒子荷電量的增加，粉塵粒子自身將產生局部電場，結果使附近的電力線向外偏轉，于是減少了離子向粉塵粒子運動的機會，直至最后完全偏離粉塵粒子，這時粉塵粒子的電荷不再增加，達到飽和。單個球形顆粒的飽和荷電量：——粉塵粒子飽和荷電量——粉塵粒子的相對介電常數,無量綱——真空介電常數,8.8510-12，C212或E0——電場強度——顆粒粒徑可見，電場強度越高，顆粒越大，飽和荷電量越大。（2）影響電場荷電的因素a.粒徑和介電常數εb.電場強度E0和離子密度N0一般粒子的荷電時間僅為0.1s，相當于氣流在除塵器內流動10-20所需要的時間，一般可以認為粒子進入除塵器后立刻達到了飽和電荷.2.擴散電荷a.與電場電荷過程相反，不存在擴散荷電的最大極限值（根據分子運動理論，不存在離子動能上限）b.荷電量取決于離子熱運動的動能、粒子大小和荷電時間c.擴散荷電理論方程電場荷電和擴散荷電的綜合作用處于中間范圍（0.15－0.5μm）的粒子，需同時考慮電場荷電和擴散荷電根據的研究，簡單地將電場荷電的飽和電荷和擴散荷電的電荷相加，可近似地表示兩種過程綜合作用時的荷電量，與實驗值基本一致異常荷電現象A.沉積在集塵極表面的高比電阻粒子導致在低電壓下發生火花放電或在集塵極發生反電暈現象,破壞正常電暈過程B.氣流中微小粒子的濃度高時，荷電塵粒所形成的電暈電流不大，可是所形成的空間電荷卻很大，嚴重抑制著電暈電流的產生C.當含塵量大到某一數值時，電暈現象消失，塵粒在電場中根本得不到電荷，電暈電流幾乎減小到零，失去除塵作用，即電暈閉塞.荷電粒子的運動和捕集1、驅進速度(電場作用在荷電粉塵粒子上的靜電力）=(粉塵粒子向集塵極遷移時受到的介質阻力）式中：粉塵顆粒的荷電量，C;粉塵顆粒所出位置的電場強度，；氣體介質的動力粘度；粉塵粒子的粒徑，m;荷電粉塵粒子在電場中的驅進速度（終末沉降速度），。驅進速度與粒徑和場強的關系當顆粒直徑為2～50m時，與粒徑成正比捕集效率德意希假設：除塵器中氣流為湍流狀態，在垂直于集塵表面的任一斷面上粒子濃度和氣流分布是均勻的。粒子進入除塵器后立即完成了荷電過程；忽略電風、氣流分布不均勻，被捕集粒子重新進入氣流等影響。氣體流向x，氣體和粉塵在x方向的流速皆為u，氣體流量為方向上每單位長度的集塵版面積為a，總集塵板面積為A；電場長度為L，氣體流動截面積為F；直徑為的顆粒，其驅進速度，在氣體中的濃度p。時間內在長度為的空間所捕集的粉塵量為：由＝積分最終得3、有效驅進速度A.當粒子的粒徑相同且驅進速度不超過氣流速度的10％－20％時，德意希方程理論上才是成立的B.作為除塵總效率的近似估算，ω應取某種形式的平均驅進速度C.有效驅進速度－實際中常常根據在一定的除塵器結構型式和運行條件下測得的總捕集效率值，代入德意希方程式中反算出的相應驅進速度值，以ωe表式D.工業電除塵器的有效驅進速度為0.2-2被捕集粉塵的清除1、電暈極和集塵極上都會有粉塵沉積2、粉塵沉積在電暈極上會影響電暈電流的大小和均勻性，一般方法采取振打清灰方式清除3、從集塵極清除已沉積的粉塵的主要目的是防止粉塵重新進入氣流在濕式電除塵器中，用水沖洗集塵極板在干式電除塵器中，一般用機械撞擊或電極振動產生的振動力清灰4、現代的電除塵器大都采用電磁振打或錘式振打清灰。振打系統要求既能產生高強度的振打力，又能調節振打強度和頻率5、常用的振打器有電磁型和撓臂錘型電除塵器的結構除塵器類型電除塵器一般分為單區和雙區，雙區除塵器主要用在通風空氣的凈化和某些輕工業部門。為控制各種工藝尾氣和燃燒煙氣污染，則主要用單區除塵器。單區電除塵器的兩種主要形式為管式和板式。管式電除塵器單管電除塵器結構如圖所示。集塵極為150-300的圓形金屬管，管長為3-5m。放電極線（電暈線）用重錘懸吊在集塵極園管的中心。管式電除塵器電場強度高且變化均勻，但清灰比較困難。常用于處理含塵氣體量小或含霧滴的氣體。板式電除塵器集塵極由多塊一定形狀的鋼板組合而成。放電極（電暈極）均布在兩平行集塵極間。兩平行集塵極的距離一般為0.2-0.4m，極板長10-20m，高10-15m。板式電除塵器電場強度變化不均勻，清灰方便，制作安裝容易。電暈電極常用的有直徑3左右的圓形線、星形線及鋸齒線、芒刺線等電暈線的一般要求：起暈電壓低、電暈電流大、機械強度高、能維持準確的極距、易清灰等。電暈線固定方式a重錘懸吊式b管框繃線式集塵極集塵極結構對粉塵的二次揚起，及除塵器金屬消耗量（約占總耗量的40－50%）有很大影響性能良好的集塵極應滿足下述基本要求：（1）振打時粉塵的二次揚起少（2）單位集塵面積消耗金屬量低（3）極板高度較大時，應有一定的剛性，不易變形（4）振打時易于清灰，造價低常用板式電除塵器集塵極：進展－寬間距壓電除塵器：現已公認，在某些情況下板間距可比平常增加50－100%，然而除塵器性能并未改變。其原理還沒有完全解釋清楚。高壓供電設備高壓供電設備提供粒子荷電和捕集所需要的高場強和電暈電流。供電設備必須十分穩定，希望工作壽命在二十年之上。通常高壓供電設備的輸出峰值電壓為70一l000，電流為100－2000。增加供電機組的數目，減少每個機組供電的電暈線數，能改善電除塵器性能，但投資投資增加。必須考慮效率和投資兩方面因素氣流分布板a電除塵器內氣流分布對除塵效率具有較大影響b為保證氣流分布均勻，在進出口處應設變徑管道，進口變徑管內應設氣流分布板c最常見的氣流分布板有百葉窗式、多孔板分布格子、槽形鋼式和欄桿型分布板d對氣流分布的具體要求是（1）任何一點的流速不得超過該斷面平均流速的土40%（2）在任何一個測定斷面上，85%以上測點的流速與平均流速不得相差土25%。e氣流分布不均勻時，電除塵器通過率的校正系數：粉塵電阻率1、粉塵的導電性a通常所需要的粉塵的最小導電率是10－10（Ω）－1b高比電阻粉塵－導電率低于大約10－10（Ω）－1，即電阻率大于1010Ω的粉塵c影響粉塵層比電阻除粒子溫度和組成之外，還包括粒子大小和形狀，粉塵層厚度和壓縮程度，施加于粉塵層的電場強度等d在評價電除塵器的操作性能時應根據現場測得的粉塵比電阻數據煙氣濕度和溫度對粉塵比電阻的影響高電阻率粉塵對電除塵器性能的影響a高比電阻粉塵會干擾電場條件，導致除塵效率下降b低于10Ω時，比電阻幾乎對除塵器操作和性能沒有影響c比電阻介于1010－1011Ω之間時，火花率增加，操作電壓降低d高于1011Ω時，產生明顯反電暈粉塵比電阻對除塵器伏安特性的影響粉塵比電阻對有效驅進速度的影響克服高電阻率影響的方法a保持電極表面盡可能清潔b采用較好的供電系統c煙氣調質增加煙氣濕度，或向煙氣中加入3、3，及23等化合物，使粒子導電性增加。最常用的化學調質劑是3d改變煙氣溫度向煙氣中噴水，同時增加煙氣濕度和降低溫度e發展新型電除塵器電除塵器的選擇和設計電除塵器的選擇和設計仍然主要采用經驗公式類比方法1、比集塵表面積的確定根據運行和設計經驗，確定有效驅進速度ωe按德意希方程求得比集塵表面積長高比的確定集塵板有效長度與高度之比，直接影響振打清灰時二次揚塵的多少要求除塵效率大于99%時，除塵器的長高比至少要1.0－1.5。氣流速度的確定通常由處理煙氣量和電除塵器過氣斷面積，計算煙氣的平均流速平均流速高于某一臨界速度時，作用在粒子上的空氣動力學阻力會迅速增加，粉塵的重新進入量亦迅速增加。氣體的含塵濃度如果氣體含塵濃度很高，電場內塵粒的空間電荷很高，易發生電暈閉塞應對措施－提高工作電壓，采用放電強烈的芒剌型電暈極，電除塵器前增設預凈化設備等電除塵器的輔助設計因素熱端電除塵器熱端電除塵器的主要優點是可避免使用低硫煤時，在大約150°的煙氣溫度下經常遇到的高電阻率飛灰，這個溫度是空氣預熱器之后煙氣的典型溫度。在選擇安裝選擇性催化還原氮氧化物控制單元的系統內，催化劑可以在低飛灰濃度下運行，避免了高濃度飛灰對催化劑的不良影響。它也存在嚴重的缺點，在高溫下氣體流量大約增加50%；由于高溫，氣體密度低，電除塵器運行電壓顯著降低，氣體黏度隨氣體溫度上升而增加，因而降低了粉塵的驅進速度；還會出現一些結構和機械方面的問題，如除塵器殼體和支撐構件熱膨脹程度不同，會導致殼體的破壞和支撐構件的變形。袋式除塵器過濾式除塵器，又稱空氣過濾器，是使含塵氣流通過過濾材料將粉塵分離捕集的裝置，采用濾紙或玻璃纖維等填充層作濾料的空氣過濾器，主要用于通風及空氣調節方面的凈化。采用織物等薄層濾料，以粉塵初層為過濾層。如袋式過濾器，主要用于工業尾氣的除塵。袋式除塵器的工作原理含塵氣流從下部進入圓筒形濾袋，通過濾料的孔隙時，粉塵被捕集于濾料上，透過濾料的清潔氣體從排出口排出。濾料上的粉塵可在機械振動的作用下從表面脫落，落入灰斗中。1、粉塵初層：顆粒因截留、慣性碰撞靜電和擴散作用，逐漸在濾袋表面形成粉塵層。提高了除塵效率。新鮮濾料的除塵效率較低，粉塵在濾袋表面形成粉塵初層后，成為除塵器的主要過濾層，提高了除塵效率。濾布起著形成粉塵初層和支撐它的骨架作用。但隨著粉塵在濾袋上積聚，濾袋兩側的壓力差增大，會把一些已經附著在濾料上的細小粉塵擠壓過去，造成除塵效率下降。因此，除塵器阻力達到一定數值后要及時清灰。但不能破壞粉塵初層。圖6-42214典型濾袋在清潔狀態和形成粉塵層后的除塵分級效率曲線2、粉塵負荷w:表示濾布表面粉塵層的厚度，代表單位面積濾布上的積塵量。3、過濾速度：定義為煙氣實際體積流量與濾布面積之比，也稱為氣布比。高過濾速度，需要濾布面積小，則除塵器體積、占地面積和一次投資都減小。但壓力損失增大，除塵效率隨之下降。過濾速度的選取應當考慮欲捕集粉塵的粒徑分布、濾料種類和清灰方式。也會影響袋式除塵器效率。丹尼斯和克萊姆提出，預測袋式除塵器的粉塵出口濃度和穿透率：這些方程是為了運用迭代的計算機程序，針對玻璃纖維濾袋和飛灰而提出的。丹尼斯和克萊姆采用的ρR為0.53。袋式除塵器的壓力損失壓力損失：表示氣流通過濾袋所需要的能量。它決定能量消耗、除塵效率和清灰時間間隔。是一個技術經濟指標。包括通過清潔濾料的壓力損失△（100~130)和通過顆粒層的壓力損失△(500~570)。除塵效率為99%。粉塵層壓力損失接近1000時需要對濾袋清灰。假設通過濾袋和粉塵層的氣流為粘滯流，△、△可用達西方程表示：根據達西方程，袋式除塵器的壓力損失：其中，下標f和P分別表示清潔濾料和粉塵層。對于給定的濾料和操作條件，濾料的壓力損失基本上是一個常數。對于給定的操作條件（氣體粘度和過濾速度），通過粉塵層的壓力損失主要由粉塵層滲透率和厚度決定。厚度又是操作時間的函數。比阻力系數主要有粉塵特征決定，由實驗測定。如果已知粉塵的粒徑分布、堆積密度和真密度，可以由下述方程來估算：對于，經常用濾料的比阻力系數S表示，定義為壓力損失與過濾速度之比。清灰后濾袋仍殘留部分粉塵，以表示有效殘留阻力系數。應由試驗確定，可近似取為＝3503袋式除塵器的濾料1、對濾料的要求濾料是組成袋式除塵器的核心部分,其性能對袋式除塵器操作有很大的影響。（1）選擇濾料時必須考慮含塵氣體的特征。（2）性能良好的濾料容塵量大,吸濕性小,效率高,阻力低,使用壽命長,同時具有耐溫,耐磨,耐腐蝕,機械強度高等優點。（3）濾料特性除與纖維本身的性質有關,還與濾料的表面結構有很大的關系。表面光滑的濾料容塵量小,清灰方便,適用于含塵濃度低,粘度大的粉塵,采用的過濾速度不宜過高。表面起毛(絨)的濾料(如羊毛氈)容塵量大,粉塵不能深入濾料內部,可以采用較高的過濾速度,但必須及時清灰。2、濾料的種類按濾料材質分：天然纖維,無機纖維和合成纖維等按濾料結構分：濾布和毛氈兩類。無機纖維濾料主要是指玻璃纖維濾料,具有過濾性能好,阻力低,化學穩定性好,價格便宜等優點。但較脆,經不起揉折和摩擦,使用上有一定局限性。許多新型濾料如尼龍織布,奧倫,滌綸絨布,針刺呢,及耐高溫濾料。國外還出現了耐720K以上高溫的金屬纖維氈,但價格昂貴,不便大量采用。幾種常用濾料的性能袋式除塵器的清灰常用的清灰方式有三種：機械振動式、逆氣流清灰和脈沖噴吹清灰。有時逆氣流和振動結合式。機械振動的清灰

機械振動袋式除塵器的工作過程：含塵氣體通過除塵器底部的花板進入濾袋內部，當氣體通過濾料時，粉塵顆粒沉積在濾袋內部，凈化后的氣體經風機由煙囪排出。振動方式大致有三種：（1）濾袋沿水平方向擺動。（2）沿垂直方向振動。（3）靠機械轉動定期將濾袋扭轉一定的角度，使沉積于濾袋的粉塵層破碎而落入灰斗中。機械振動袋式除塵器的過濾風速：1.0～2.0，壓力損失為800～1200。優點：工作性能穩定，清灰效果較好。缺點：濾袋易損壞，檢修和更換工作量大。逆氣流清灰逆氣流清灰：清灰時氣流方向與正常過濾時相反，形式有反吹風和反吸風兩種。圖6－45，P220。逆氣流清灰式除塵器的過濾風速一般為0.5-2.0，壓力損失1000～1500。常采用標準化設計，許多濾袋室組合起來，用于連續工藝工程。多數專門安裝提供逆氣流的風機，逆氣壓通常為幾百。優點：結構簡單、清灰效果好，濾袋磨損少，特別適用于粉塵粘性小、玻璃纖維濾袋的情況。脈沖噴吹清灰脈沖清灰也包括逆流反吹過程。利用4~7的壓縮空氣反吹，產生強度較大的清灰效果。清灰過度，使粉塵通過率上升。因此，必須選擇適當壓力的壓縮空氣和適當的脈沖持續時間（通常0.1～0.2s）。清灰一次叫做一個脈沖。全部濾袋完成一個清灰循環的時間稱為脈沖周期，通常為60s。優點：全自動清灰、凈化效率達99％，過濾負荷較高，濾袋磨損減輕，運行安全可靠。袋式除塵器的選擇、設計和應用1、選擇和設計（1）選定除塵器型式、濾料及清灰方式。根據除塵效率要求、場地面積、投資和設備，選除塵器型式。根據含塵氣體特性，選擇濾料。根據除塵器型式、濾料種類、氣體含塵濃度、允許的壓力損失等可初步確定清灰方式。（2）計算過濾面積根據含塵濃度、濾料種類及清灰方式等，可確定過濾氣速。并算出總過濾面積。過濾氣速選擇：過大，減小總過濾面積，降低投資，但壓力損失提高，增多清灰次數，縮短濾袋壽命，使運行費用增加；過小，設備費增加。簡易清灰0.2-0.75，機械振動1-2，逆氣流反吹0.5-2.0脈沖噴吹清灰2-4。（3）除塵器設計如果選擇定型產品，則根據處理煙氣量和總過濾面積，即可選定除塵器型號規格。自行設計的主要步驟：a確定濾袋尺寸：直徑d和高度lb計算每條濾袋面積πc計算濾袋條數濾袋條數較多時分組。兩濾袋之間凈距一般為50-70檢修、換袋。簡易清灰，距離為600-800。2、應用高效除塵器，廣泛用于各種工業部門的尾氣除塵。它比電除塵器結構簡單、投資省、運行穩定；可以回收高比電阻粉塵與文丘里洗滌器相比，動力消耗小、回收的干粉塵便于綜合利用。因此對于微細的干燥粉塵，適于采用袋式除塵器捕集。為了適應高溫和大煙氣量凈化的需要，袋式除塵器還有不少問題有待解決。運行最佳壓力降、布袋壽命、清灰條件、布袋樣式或其他參數，在特定的條件下都可能成為重要的因素。電袋除塵器電袋除塵器是將電除塵技術和袋式除塵技術結合起來的一種新型高效除塵器，收塵效率一般可達99.9％以上。目前電袋除塵技術種類較多，在工業領域獲得應用的主要有串聯式電袋除塵器和混合式電袋除塵器兩種形式。串聯式電除塵器串聯式電袋除塵器是將前級電除塵和后級式除塵串聯成一體的電袋結合形式。根據電除塵和袋式除塵的連接方式，串聯式電袋除塵器又可分為分體式和一體式兩種結構形式。分體式結構的基本構思比較簡單，就是在電除塵器的下游加一臺袋式除塵器。來捕集電除塵器未能捕集的微細粉塵，使粉塵排放濃度能滿足相關的要求，如圖所示一體式結構如圖所示，含塵氣體首先進入進口喇叭，經過氣流分布板均流后進入電除塵區，在高壓電場作用下，塵粒荷電，并在電場力的作用下使大部分的塵粒沉積在收塵極上；余下的少量荷電粉塵進入袋式除塵區通過濾袋的過濾作用而被收集下來。在電除塵區與袋式除塵區之間的過渡區設有氣流調節裝置；該裝置既要保證電除塵區氣流分布均勻，避免因后置袋式除塵區的設置，影響電除塵區得氣流分布，降低電除塵區的收塵效率；又要引導氣流在袋式除塵區合理分布，避免局部氣流流速過高，沖刷濾袋，降低濾袋使用壽命。混合式電袋除塵器混合式電除塵器內部構造如圖6-41所示。電除塵的放電極和收塵極與袋式除塵的濾袋交錯排列，放電極、收塵極和濾袋布置在同一個單元內含塵氣體首先被導向除塵區，將90％左右的粉塵去除，然后含有剩余粉塵的氣體通過多孔收塵極板上的小孔流向袋式除塵區的濾袋，經濾袋的過濾作用，捕集剩余的粉塵。在濾袋清灰時，脫離濾袋的部分粉塵經過多孔收塵極板的小孔進入電除塵區，在該區域被再次捕集，這樣就大大減少了粉塵重返濾袋的機會；同樣，收塵極板振打清灰時的次揚塵也會經過小孔進入袋式除塵區，被濾袋捕集；多孔收塵極板除了捕集電荷的塵粒外，還能保護濾袋免受電暈放電的危害?；旌鲜诫姵龎m器的主要技術特點和收塵原理與串聯式相似，但前者結構更為緊湊，在降低濾袋清灰時的粉塵再吸附等方面也要優于后者，但后者結構較為復雜。電袋除塵器的技術特點（1）由于電除塵捕集大部分的粉塵，一般在80％以上，進入濾袋捕集的粉塵量僅為常規袋式除塵的1/5，使濾袋的粉塵負荷量大大降低，可以提高袋式除塵的過濾速度，從而減少濾袋和配件數量；電袋除塵器在燃煤電廠應用時，國外一般選用過濾速度2.4～4.7，國內多選取1.2～2.0（常規袋式除塵器的過濾速度一般為0.9～1.2）。（2）當荷電粉塵隨氣流趨近濾袋纖維時，使纖維感應帶電，在靜電力作用下，使塵粒向纖維表面沉降，故粉塵的荷電增強了纖維層的過濾效率；特別是對于0.15～0.5?m粒徑段的塵粒，過濾效率有很大的提高；實踐表明：電袋除塵器的除塵效率可達99.99％以上，高于電除塵器和袋式除塵器。（3）荷電粉塵再濾袋表面形成的粉塵層結構疏松，有著良好的透氣性，從而降低了過濾阻力；且剝落性好，易于清灰。（4）煙氣最后經過袋式除塵后排放，可以回收高電阻率的粉塵，且處理煙氣量和粉塵負荷的波動對粉塵排放影響不大，運行穩定。4．電袋除塵器的選擇與設計一體式電袋除塵器在我國的應用實例較多，以應用于燃煤電廠的該類除塵器為例加以說明。在選型計算前，先收集設計所需的主要參數，包括處理煙氣量、煙氣溫度（包括正常溫度、波動范圍）、入口氣體含塵濃度、氣體的露點或含濕量、氣體化學成分、粉塵粒徑分布及化學成分、除塵器阻力和漏風率的要求、出口粉塵排放要求、濾袋壽命要求等。（1）確定電除塵區的規格：①確定收塵面積：電除塵區的收塵效率一般按照80％左右考慮，根據德意希分級效率方程，并參考類似工程的有效趨近速度，計算出所需的收塵面積。式中：A——收塵面積，m2；?——收塵效率，％；——處理的煙氣量，m3；——有效地趨近速度，。②確定氣流速度：氣流速度是決定電除塵規格的重要參數，根據電力行業的經驗，電廠風速一般小于1.2。③確定電除塵區的流通截面積：根據處理風量和氣流速度即可計算出流通截面積：式中：A——過濾面積，m2；——處理的煙氣量，m3;——過濾速度，。④計算結構尺寸：確定上述袋式除塵主要技術參數后，結合電除塵區得電廠寬度和高度，即可進行袋式除塵區的濾袋規格、結構尺寸等的選型和設計。電除塵區和袋式除塵區的結合：在電除塵區與袋式除塵區之間的過渡區設置氣流調節裝置，包括氣流分布板及導流板等；可以通過模型試驗確定氣流分布板的開孔、導流板的結構與布置，或通過計算流體動力學軟件進行數值模擬加以確定；氣流調節裝置既要保證電除塵區氣流分布均勻，又要引導氣流在袋式除塵區合理分布。5.電袋除塵器的應用電袋除塵器近年來已開始應用于燃煤電廠、水泥廠等工業部門的煙氣除塵；多用于對已有的電除塵器的改造，由于煙氣條件、粉塵特性的變化、設備老化，或采用新的排放標準，已有的電除塵器滿足不了排放要求，采用電袋除塵技術進行改造；國內也有少量的新建燃煤電廠采用電袋除塵裝置。采用分體式串聯電袋除塵技術改造已有的電除塵器的主要措施如下：直接在現有的電除塵器后設置袋式除塵器，需要現場提供額外的場地，有學者認為：采用該結構，由于從電除塵器出口到袋式除塵器有一段距離，從電除塵器排出的荷電粉塵在進入袋式除塵器前會失去電荷。采用一體式串聯電袋除塵技術改造已有的電除塵器的主要措施如下：保留原電除塵器箱體外殼。保留一電廠的電暈線、收塵極板、振打清灰裝置及高壓供電設備等，在二、三或四電場內部布置袋式除塵的濾袋，清灰裝置等，在電除塵區與袋式除塵區之間的過渡區設置氣流調節裝置，無需占用額外場地。采用混合式電袋除塵改造已有的電除塵器的主要措施如下：保留原電除塵器箱體外殼，保留一定的電暈線、收塵極板、振打清灰裝置及高壓供電設備等，拆除其后二、三或四電場內部的極板、極線、振打清灰裝置、高壓供電設備等，在二、三或四電場內部布置電除塵的極板、極線、振打清灰裝置、高壓供電設備以及帶式除塵的濾袋、清灰裝置等，無需占用額外場地。濕式除塵器概述濕式除塵器是使含塵氣體與液體（通常用水）密切接觸，利用重力、慣性碰撞、攔截、擴散、靜電力等作用捕集顆?；蚴沽皆龃蟮难b置，又稱濕式氣體洗滌器。（1）可以有效地除去直徑為0.1～20μm的液態或固態粒子，（2）亦能脫除氣態污染物根據濕式除塵器的凈化機制，可將其分為7類:重力噴霧洗滌器離心洗滌器沖擊水浴除塵器泡沫除塵器（板式塔）填料塔文丘里洗滌器機械誘導噴霧洗滌器主要濕式除塵裝置的性能和操作范圍濕式除塵器的除塵機理慣性碰撞參數和除塵效率濕式除塵機理涉及各種機理中的一種或幾種。主要是慣性碰撞、攔截作用、擴散效應、粘附、擴散漂移和熱漂移、凝聚等作用。慣性碰撞是濕式除塵的一個主要機理。含塵氣流在運動過程中同液滴相遇，在液滴前處氣流開始改變方向，繞過液滴運動，而慣性較大的塵粒有繼續保持其原來直線運動的趨勢。塵粒運動主要受兩個力支配，即其本身的慣性力以及周圍氣體對它的阻力。定義：塵粒從脫離流線到慣性運動結束時所移動的直線距離稱為粒子的停止距離，為原始距離，即氣流改變方向時，液滴距塵粒的距離。若≥時發生碰撞,一般用碰撞參數φ來反映除塵效率的大小。定義與液滴直徑的比值為準數(即慣性碰撞數)，對粒子的除塵效率有：式中：粒子運動速度：液滴運動速度：液滴直徑可見，塵粒直徑和密度確定以后，碰撞參數與粒子和液滴之間的相對速度成正比，而與液滴直徑成反比。所以對于給定的煙氣系統，要提高值，必須提高氣液相對運動速度和減小液滴直徑。目前，工業上常用的各種濕式除塵器基本上是圍繞這兩個因素發展起來的。但液滴直徑并非愈小愈好，直徑過小，液滴容易隨氣流一起運動，減小了氣液相對運動速度。氣體的粘度越大則效率愈低。除塵效率：值越大，粒子慣性越大，則η越高，對于勢流和粘性流：K—關聯系數，其值取決于設備幾何結構和系統操作條件L—液氣比，1000m3接觸功率與除塵效率3、分割粒徑與除塵效率分割粒徑法：基于分割粒徑能全面表示從氣流中分離粒子的難易程度和洗滌器的性能多數慣性分離裝置的分