《湿法除尘》PPT课件.ppt
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1、第五章 湿式除尘一.湿式除尘机理-除尘效率除尘效率(碰撞数)二.几种常见的洗涤式除尘器三.除尘过程中的气液界面四.文丘里洗涤器-除尘机理+压力损失计算+尺寸设计计算Scrubbero特点(优点):特点(优点):不仅可以除去粉尘,还可净化气体;不仅可以除去粉尘,还可净化气体;效率较高,可去除的粉尘粒径较小效率较高,可去除的粉尘粒径较小0.1-200.1-20微米;微米;体积小,占地面积小;体积小,占地面积小;能处理高温、易燃、易爆的气流。能处理高温、易燃、易爆的气流。o缺点:缺点:有泥渣;有泥渣;防冻设备(冬天);防冻设备(冬天);易腐蚀设备;易腐蚀设备;动力消耗大动力消耗大,低能耗低能耗250
2、-1500,高能耗,高能耗2500-9000Pa。一、湿式除尘机理一、湿式除尘机理o洗涤式除尘器的除尘机理主要有洗涤式除尘器的除尘机理主要有:1)液体介质与尘粒之间的惯性碰撞惯性碰撞和截留2)微细尘粒(0.3微米以下)与液滴之间的扩散接触-布朗运动3)加湿的尘粒相互凝聚-凝聚在尘粒上4)扩散漂移和热漂移-凝聚在液滴上5)扩散泳-浓度梯度6)热泳-温度梯度1.含尘气流在运动过程中同液滴相遇,在液滴前xd处气流开始改变方向,绕过液滴运动,而惯性较大的尘粒有继续保持其原来直线运动的趋势。2.脱离后的尘粒运动主要受两个力支配,即其本身的惯性力以及周围气体对它的阻力。3.在阻力的作用下,尘粒最终将停止运
3、动,将从脱离流线到惯性运动结束时所移动的直线距离称为粒子的停止距离停止距离xs;1.1惯性碰撞机理惯性碰撞机理Scrubber o若x xs sxxd d时发生碰撞,一般用碰撞参数=xs/xd来反映除尘效率的大小。o碰撞参数受到多种因素的影响,在上述简化模型的前提下,现以液滴直径dD代替xd(液滴直径dD大,流线拐弯处的距离越大,xd越大)。o并用惯性碰撞数Ni来表示碰撞参数的大小。将xs与dD(液滴直径)的比值称为碰撞数Ni。尘粒与液滴间的碰撞率,即尘粒从气流中除去的效率与此碰撞数有关。碰撞产生的结果o当尘粒与液滴碰撞时,尘粒若能被该液体润湿,则进入液体内部(左图),若不能被润湿,则粘附在液
4、滴表面(右图)o推导过程如下推导过程如下: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。F FI I=F=Fd d时经过积分得时经过积分得t t V 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;Vpm-Vpm-尘粒相对于液滴的平均速度尘粒相对于液滴的平均速度1.2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Scrubber dD液滴直径。o碰撞数的影响因素:碰撞数的影响因素:Vp0:Vp0增大,Ni增大,则效率增大。dD:dD减小,Ni增大,则效率增大。Scrubbero当尘粒直径和密度确
5、定以后,碰撞数与粒子和液滴之间的相对速度成正比,而与液滴直径成反比。所以对于给定的烟气系统,要提高Ni值,必须提高气液相对运动速度和减小液滴直径。目前,工业上常用的各种湿式除尘器基本上是围绕这两个因素发展起来的。1.3 关于关于dD最佳值的确定最佳值的确定液滴直径太小,导致液滴随气流一起运动,液滴和气流的相对速度减小,不利于碰撞数的增加,存在一个最佳粒径,5001000微米或者通过以下经验公式确定:dp小(1m)dp大(5-10m)2.扩散扩散-粒径小于粒径小于0.3微米以下的尘粒微米以下的尘粒o在气体分子的撞击下,微粒做复杂的布朗运动,运动过程中,微粒与液滴接触而被捕集o尘粒粒径越小,由于扩
6、散而引起与液滴的接触越多。o扩散程度与粉尘浓度,气液相对速度成正比,与气体粘度成反比。3.加湿的尘粒相互凝聚加湿的尘粒相互凝聚o排烟中常含有水蒸汽、气态有机物等。随着温度降低,这些凝结成分就会被吸附在粉尘表面,使尘粒彼此凝聚成较大的二次粒子,易于被液滴捕集。4.扩散漂移和热漂移扩散漂移和热漂移 若气流中含有饱和态高温蒸汽,当其与较冷液滴接触时,饱和蒸汽会在较冷的液滴表面上凝结,形成一个向向液液滴滴运运动动的的附附加加气气流流,这就是所谓的热漂移和扩散漂移,由于扩散漂移和热漂移的综合作用,使尘尘粒粒向向液液滴滴移移动动并并沉沉积积在在液液滴滴表表面面凝凝聚聚增增大大,增大后的粉尘可通过惯性作用加
7、以捕集。5.扩散泳扩散泳o气体介质中如果有浓度梯度浓度梯度存在,则在该方向的物质扩散速度明显大于其他方向。微粒在扩散运动分子的撞击下,也会产生与扩散方向相同的运动,这种现象称为扩散泳。在冷凝与蒸发过程中,扩散泳表现得十分明显。o下图为蒸发过程中扩散泳的示意图。当液滴(或液膜)表面进行蒸发时,在液滴或液膜表面上会产生蒸气组分的浓度梯度,但当气体总压不变时,气态混合物就会发生垂直于液滴表面的流动,并向这个表面扩散,这种气体流动称为斯蒂芬流。斯蒂芬流对粒子的沉降影响很大,例如用喷水雾清除粉尘粒子时,斯蒂芬流有助于液滴捕获粉尘粒子。6.热泳热泳o在气体介质中,如果有温度梯度存在,微粒就会受到由热侧指向
8、冷侧的力的作用,这种力是粒子热侧和冷侧之间的分子碰撞差异而产生的结果。热区介质分子运动剧烈,单位时间碰撞微粒的次数较多,而冷区介质分子碰撞微粒次数较少,两侧分子碰撞次数和能量传递的差异,就会使微粒产生由高温区向低温区的运动。这一现象称为热泳。二.几种常见的洗涤式除尘器按照气液接触方式,洗涤式除尘器分为两大类:1)粉尘随气流一起冲入液体内部,粉尘加湿后被捕集,特征是液体洗涤含尘气体液体洗涤含尘气体,水浴除尘器、冲激式除尘器、旋风水膜除尘器、卧式旋风水膜除尘器、泡沫除尘器2)通过各种方式向气流中喷入水雾,使粉尘与液使粉尘与液滴、液膜发生碰撞滴、液膜发生碰撞,有重力喷雾洗涤器、旋风洗涤器,填料塔洗涤
9、器,文丘里除尘器文丘里除尘器粉尘随气流一起冲入液体内部2.1 水浴除尘器o含尘气体-喷头出高速喷出-激起大量水花和雾滴,粗大尘粒岁气流冲入水中捕集,较细尘粒,随气流180反转向上,通过与水花和液滴接触而捕集。o效率和阻力的影响因素-气流冲击速度气流冲击速度和喷头插入深度喷头插入深度,冲击速度存在最佳值,8-14m/s,对细微尘粒处理效率不高。2.2冲激式除尘器o含尘气体进入除尘器后,冲击水面,粗大的尘粒直接沉降,未被捕集的细微尘粒随气流通过S通道,激起大量水花和雾滴,通过惯性碰撞,离心力分离等作用去除。2.3泡沫除尘器o含尘气体经过除尘器下部空间时,一部分粗大尘粒,由于重力作用和筛板漏下的水的
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