除尘装置(3).ppt

n3湿式除尘器湿式除尘器 Scrubbern一、概述一、概述n二、二、湿式除尘器的除尘机理湿式除尘器的除尘机理n三、喷淋塔洗涤器三、喷淋塔洗涤器n四、旋风洗涤器四、旋风洗涤器n五、文丘里洗涤器五、文丘里洗涤器3 湿式除尘器n一、概述n使含尘气体与液体（一般为水）密切接触，利用水滴和尘粒的惯性碰撞及其它作用捕集尘粒或使粒径增大的装置 n可以有效地除去直径为0.120m的液态或固态粒子，亦能脱除气态污染物 n高能和低能湿式除尘器q低能湿式除尘器的压力损失为0.21.5kPa，对10m以上粉尘的净化效率可达9095%q高能湿式除尘器的压力损失为2.59.0kPa，净化效率可达99.5以上 湿式除尘器 湿式除尘器板式塔填料塔 湿式除尘器旋风水膜除尘n工工程程上上使使用用的的湿湿式式除除尘尘器器型型式式很很多多，大大体体分分为为低低能能、高高能能两两类类。低低能能压压力力损损失失0.2-1.50.2-1.5KpaKpa，包包括括喷喷雾雾塔塔、旋旋风风洗洗涤涤器器等等。一一般般耗耗水水量量（L/GL/G比比）0.5-3.0 0.5-3.0 l/ml/m3 3，对对1010mm以以上上的的可可达达90-95%,90-95%,常常用用于于焚焚烧烧炉炉、化化肥肥制制造造、石石灰灰窑窑的的除除尘尘;高能湿式除尘器高能湿式除尘器P=2.5-9.0KpaP=2.5-9.0Kpa，n可达可达95%95%以上以上,如文丘里洗涤器。如文丘里洗涤器。n根据湿式除尘器的净化机理，大致分为q重力喷雾洗涤器q旋风洗涤器q自激喷雾洗涤器q板式洗涤器q填料洗涤器q文丘里洗涤器q机械诱导喷雾洗涤器 n主要湿式除尘装置的性能和操作范围装置名称装置名称气体流速气体流速/ms-1液气比液气比 /l m-3压力损失压力损失/Pa分割直径分割直径/m喷淋塔喷淋塔0.12231005003.0填料塔填料塔0.5123100025001.0旋风洗涤器旋风洗涤器15450.51.5120015001.0转筒洗涤器转筒洗涤器（300750r/min）0.7250015000.2冲击式洗涤器冲击式洗涤器1020105001500.2文丘里洗涤器文丘里洗涤器60900.31.5300080000.1 湿式除尘器的优点 n在耗用相同能耗时，比干式机械除尘器高。高能耗湿式除尘器清除0.1m以下粉尘粒子，仍有很高效率n可与静电除尘器和布袋除尘器相比，而且还可适用于它们不能胜任的条件，如能够处理高温，高湿气流，高比电阻粉尘，及易燃易爆的含尘气体n在去除粉尘粒子的同时，还可去除气体中的水蒸气及某些气态污染物。既起除尘作用，又起到冷却、净化的作用 湿式除尘器的缺点 n排出的污水污泥需要处理，澄清的洗涤水应重复回用n 净化含有腐蚀性的气态污染物时，洗涤水具有一定程度的腐蚀性，因此要特别注意设备和管道腐蚀问题n不适用于净化含有憎水性和水硬性粉尘的气体n寒冷地区使用湿式除尘器，容易结冻，应采取防冻措施 二、湿式除尘器的除尘机理 Scrubbern湿湿式式除除尘尘机机理理涉涉及及各各种种机机理理中中的的一一种种或或几几种种。主主要要是是惯惯性性碰碰撞撞、扩扩散散效效应应、粘粘附附、扩扩散散漂漂移移和和热热漂漂移移、凝聚等作用。凝聚等作用。1.惯性碰撞参数与除尘效率 惯性碰撞是湿式除尘的一个主要机理。现讨论尘粒、惯性碰撞是湿式除尘的一个主要机理。现讨论尘粒、液滴和气流性质对碰撞的影响问题，为简化起见，液滴和气流性质对碰撞的影响问题，为简化起见，现考虑下述模型：现考虑下述模型：n含含尘尘气气流流在在运运动动过过程程中中同同液液滴滴相相遇遇，在在液液滴滴前前x xd d处处气气流流开开始始改改变变方方向向，绕绕过过液液滴滴运运动动，而而惯惯性性较较大大的的尘尘粒粒有有继继续续保保持持其其原原来来直直线线运运动动的的趋趋势势。尘尘粒粒运运动动主主要要受受两两个个力力支支配配，即即其其本本身身的的惯惯性性力力以以及及周周围围气气体对它的阻力。体对它的阻力。二二、湿式除尘器的除尘机理湿式除尘器的除尘机理n定定义义：尘尘粒粒从从脱脱离离流流线线到到惯惯性性运运动动结结束束时时所所移移动动的直线距离称为粒子的停止距离的直线距离称为粒子的停止距离x xs s;nx xd d为为原原始始距距离离，即即气气流流改改变变方方向向时时，液液滴滴距距尘尘粒粒的的距距离离。若若x xs sxxd d时时发发生生碰碰撞撞,一一般般用用碰碰撞撞参参数数 =x=xs s/x/xd d来反映除尘效率的大小。来反映除尘效率的大小。n碰碰撞撞参参数数受受到到多多种种因因素素的的影影响响,在在上上述述简简化化模模型型的的前前提提下下，现现以以液液滴滴直直径径d dD D代代替替x xd d(液液滴滴直直径径d dD D大大，流线拐弯处的距离越大，流线拐弯处的距离越大，x xd d越大越大)。n并并用用惯惯性性碰碰撞撞数数NiNi来来表表示示碰碰撞撞参参数数的的大大小小。将将x xs s与与d dD D(液液滴滴直直径径)的的比比值值称称为为碰碰撞撞数数NiNi。尘尘粒粒与与液液滴滴间间的的碰碰撞撞率率，即即尘尘粒粒从从气气流流中中除除去去的的效效率率与与此此碰撞数有关。碰撞数有关。n(1)根据粉尘受力情况推导碰撞数根据粉尘受力情况推导碰撞数Nin推导过程如下推导过程如下:n粉尘运动时主要受两个力的作用：惯性力粉尘运动时主要受两个力的作用：惯性力F FI I和阻力和阻力f fd d。n nF FI I=f=fd d时经过积分得时经过积分得x xs sn nV Vp0p0相对速度，即尘粒相对于液滴的速度；相对速度，即尘粒相对于液滴的速度；二、湿式除尘器的除尘机理二、湿式除尘器的除尘机理n n dD液滴直径。n碰撞数的影响因素：碰撞数的影响因素：nVp0：Vp0增大，Ni增大，则效率增大。ndD：dD增大，Ni减小，则效率减小。二、湿式除尘器的除尘机理二、湿式除尘器的除尘机理n但但太太小小，相相对对速速度度会会变变得得太太小小，粉粉尘尘跟跟液液滴滴碰碰撞撞不上。一般不上。一般d dD D100m(100m(据据stokstoke es s公式可推算出来公式可推算出来)n n n n dpdp小（小（1 1mm）n dp dp大（大（5-105-10mm）二、湿式除尘器的除尘机理二、湿式除尘器的除尘机理 1.惯性碰撞参数与除尘效率n(2)惯性碰撞参数也可以用惯性碰撞参数也可以用Stokes准数表示准数表示。n定定义义x xs s与与液液滴滴直直径径d dD D的的比比值值为为StokStoke es s准准数数(即即惯惯性性碰碰撞撞数数N Ni i)，对对StokStoke es s粒子的除尘效率有：粒子的除尘效率有：n定义惯性碰撞参数NI：停止距离xs与液滴直径dD的比值q对斯托克斯粒子up：粒子运动速度粒子运动速度uD：液滴运动速度液滴运动速度dD：液滴直径液滴直径 二、湿式除尘器的除尘机理二、湿式除尘器的除尘机理n由由上上式式可可见见，当当尘尘粒粒直直径径和和密密度度确确定定以以后后，碰碰撞撞参参数数NI与与粒粒子子和和液液滴滴之之间间的的相相对对速速度度成成正正比比，而而与液滴直径成反比。与液滴直径成反比。n所所以以对对于于给给定定的的烟烟气气系系统统，要要提提高高NI值值，必必须须提提高气液相对运动速度和减小液滴直径。高气液相对运动速度和减小液滴直径。n目目前前，工工业业上上常常用用的的各各种种湿湿式式除除尘尘器器基基本本上上是是围围绕绕这这两两个个因因素素发发展展起起来来的的。但但液液滴滴直直径径并并非非愈愈小小愈愈好好，直直径径过过小小，液液滴滴容容易易随随气气流流一一起起运运动动，减减小小了了气气液液相相对对运运动动速速度度。气气体体的的粘粘度度越越大大则则效效率率愈低。愈低。三、喷雾塔洗涤器 假定q所有液滴具有相同直径q液滴进入洗涤器后立刻以终末速度沉降q液滴在断面上分布均匀、无聚结现象含尘气体清洁气体循环水含尘水 三、喷雾塔洗涤器 n则立式逆流喷雾塔靠惯性碰撞捕集粉尘的效率可以用下式预估ut 一液滴的终末沉降速度，一液滴的终末沉降速度，m/sVG空塔断面气速，空塔断面气速，m/sz气液接触的总塔高度，气液接触的总塔高度，m d单个液滴的碰撞效率单个液滴的碰撞效率 三、喷雾塔洗涤器n单液滴捕集效率d可用下式表示对于对于Stokes 粒子，粒子，紊流过渡区，紊流过渡区，牛顿区，牛顿区，错流式中，垂直方向气速错流式中，垂直方向气速=0=0，,所以所以 三、喷雾塔洗涤器n错流式喷雾塔 三、喷雾塔洗涤器喷雾塔结构简单、压力损失小，操作稳定，经常与高效洗涤器联用捕集粒径较大的粉尘n严格控制喷雾的过程，保证液滴大小均匀，对有效的操作是很有必要 四、旋风洗涤器n干式旋风分离器内部以环形方式安装一排喷嘴，就构成一种最简单的旋风洗涤器n喷雾作用发生在外涡旋区，并捕集尘粒，携带尘粒的液滴被甩向旋风洗涤器的湿壁上，然后沿壁面沉落到器底n在出口处通常需要安装除雾器 四、旋风水膜除尘器 n喷雾沿切向喷向筒壁，使壁面形成一层很薄的不断下流的水膜n含尘气流由筒体下部导入，旋转上升，靠离心力甩向壁面的粉尘为水膜所粘附，沿壁面流下排走 四、旋风洗涤器q旋风洗涤器的压力损失范围一般为0.51.5kPa，可以下式进行估算 旋风洗涤器的压力损失，旋风洗涤器的压力损失，pa喷雾系统关闭时的压力损失，喷雾系统关闭时的压力损失，Pa液滴密度，液滴密度，kg/m3液滴初始平均速度，液滴初始平均速度，m/s 四、旋风洗涤器n离心洗涤器净化dp5m的尘粒仍然有效n耗水量L/G=0.51.5L/m3n适用于处理烟气量大，含尘浓度高的场合n可单独使用，也可安装在文丘里洗涤器之后作脱水器n由于气流的旋转运动，使其带水现象减弱n可采用比喷雾塔更细的喷嘴 五、文丘里洗涤器n除尘器系统的构成q文丘里洗涤器q除雾器q沉淀池q加压循环水泵n除尘过程q文丘里除尘器：收缩管，喉管，扩散管q就其断面形状n圆形文丘里除尘器n矩形文丘里除尘器 文丘里洗涤器 五、文丘里洗涤器 n1.除尘过程 q含尘气体由进气管进入收缩管后，流速逐渐增大，气流的压力能逐渐转变为动能q在喉管入口处，气速达到最大，一般为50180m/sq洗涤液（一般为水）通过沿喉管周边均匀分布的喷嘴进入，液滴被高速气流雾化和加速q充分的雾化是实现高效除尘的基本条件 五、文丘里洗涤器气速、液滴速度和捕集效率气速、液滴速度和捕集效率 五、文丘里洗涤器 n通常假定q微细尘粒以气流相同的速度进人喉管q洗涤液滴的轴向初速度为零，由于气流曳力在喉管部分被逐渐加速。在液滴加速过程中，由于液滴与粒子之间惯性碰撞，实现微细尘粒的捕集n碰撞捕集效率随相对速度增加而增加，因此气流入口速度必须较高 五、文丘里洗涤器n2.几何尺寸q进气管直径D1按与之相联管道直径确定，管道中气流速度一般为16m/s22m/sq收缩管的收缩角1常取23o25oq喉管直径DT按喉管气速vT确定，其截面积与进口管截面积之比的典型值为1：4qvT的选择要考虑到粉尘、气体和洗涤液的物理化学性质、对洗涤器效率和阻力的要求等因素D2L 1 1 2Converging sectionthroatDiverging sectionDTD1L 2 五、文丘里洗涤器n2.几何尺寸（续）n扩散管的扩散角2一般为5o7oq出口管的直径D2按与其相联的除雾器要求的气速确定q由于扩散管后面的直管还具有凝聚和恢复压力的作用，一般设12m长的连接管，再接除雾器。q收缩管和扩散管的长度L1及L2由下式计算：L 1 1 2Converging sectionthroatDiverging sectionDTD1L 2喉管长度取喉管直径的0.81.5倍或200500mm 五、文丘里洗涤器n3.压力损失q高速气流的动能要用于雾化和加速液滴，因而压力损失大于其它湿式和干式除尘器q卡尔弗特等人基于气流损失的能量全部用于在喉管内加速液滴的假定，发展了计算文丘里洗涤器压力损失的数学模式 湿式除尘器的设计举例湿式除尘器的设计步骤一般为 (1)收集需处理的废气的有关资料，包括废气流量、废气温度、废气密度、废气中粉尘的浓度、粉尘的密度、粒尘的粒径分布等;当地政府对该污染源下达的粉尘排放标准。(2)确定要达到的处理效率。(3)根据废气和粉尘的特点、性质及需要达到的处理效率，选取恰当的湿式除尘设备。(4)根据工程经验，选取设备的有关参数。(5)计算各种粒径的粉尘的分级效率，由此得到总去除率，并与要求的除尘效率比较，如达到要求，则继续向下计算，如达不到要求，则重新选择设备参数，再计算分级效率和总除尘效率，直至达到要求为止。(6)计算设备的其它结构参数。(7)计算设备的阻力降。