空气净化原理与设备02.pptx
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1、空气净化原理与设备5.1 5.1 概述概述概述概述5.2 5.2 粉尘的净化粉尘的净化粉尘的净化粉尘的净化5.1.1 5.1.1 净化装置的性能净化装置的性能 5.1.2 5.1.2 净化装置的分类净化装置的分类 5.1.3 5.1.3 净化装置的选择净化装置的选择 5.2.1 5.2.1 粉尘的特性、除尘机理粉尘的特性、除尘机理 5.2.2 5.2.2 重力沉降室、惯性除尘器重力沉降室、惯性除尘器 5.2.3 5.2.3 旋风除尘器旋风除尘器5.2.4 5.2.4 湿式除尘器湿式除尘器5.2.5 5.2.5 过滤式除尘器过滤式除尘器5.2.6 5.2.6 电除尘器电除尘器 第5章 空气净化原
2、理与设备5.3 5.3 有害气体的净化有害气体的净化有害气体的净化有害气体的净化5.4 5.4 净化新方法净化新方法净化新方法净化新方法5.3.1 5.3.1 概述概述 5.3.2 5.3.2 吸收与吸附原理吸收与吸附原理 5.3.3 5.3.3 吸收与吸附装置吸收与吸附装置 5.4.1 5.4.1 非平衡等离子体空气净化非平衡等离子体空气净化 5.4.2 5.4.2 光催化净化方法光催化净化方法 5.4.3 5.4.3 负离子净化方法负离子净化方法5.4.4 5.4.4 臭氧净化方法臭氧净化方法5.1 5.1 概述概述概述概述大气污染物的净化实际上是一个混合物的分离问题。大气污染物的净化实际
3、上是一个混合物的分离问题。1.1.气溶胶污染物气溶胶污染物2.2.气态污染物气态污染物 本章主要阐述空气污染物的一般净化方法和净化装置的典型本章主要阐述空气污染物的一般净化方法和净化装置的典型本章主要阐述空气污染物的一般净化方法和净化装置的典型本章主要阐述空气污染物的一般净化方法和净化装置的典型结构,重点介绍粉尘的净化。结构,重点介绍粉尘的净化。结构,重点介绍粉尘的净化。结构,重点介绍粉尘的净化。分离方法:分离方法:属于非均相混合物,一般都采用物理方法进行分离。属于非均相混合物,一般都采用物理方法进行分离。属于非均相混合物,一般都采用物理方法进行分离。属于非均相混合物,一般都采用物理方法进行分
4、离。分离依据:分离依据:气体分子与固体、液体粒子在物理性质上的差异。气体分子与固体、液体粒子在物理性质上的差异。气体分子与固体、液体粒子在物理性质上的差异。气体分子与固体、液体粒子在物理性质上的差异。1.1.气溶胶污染物气溶胶污染物气溶胶污染物气溶胶污染物如较大粒子的密度比气体分子大得多,则可利用重力、惯如较大粒子的密度比气体分子大得多,则可利用重力、惯性力、离心力(统称为质量力)进行分离,统称为机械分性力、离心力(统称为质量力)进行分离,统称为机械分离方法;离方法;又如粒子的尺寸和质量较气体分子大得多,则可采用过滤又如粒子的尺寸和质量较气体分子大得多,则可采用过滤层,进行过滤的方法加以分离;
5、层,进行过滤的方法加以分离;利用某些粒子易被水湿润,凝并增大而被捕集,可采用湿利用某些粒子易被水湿润,凝并增大而被捕集,可采用湿式洗涤进行分离;式洗涤进行分离;由于某些粒子的荷电性,在高压电场内利用静电力进行分由于某些粒子的荷电性,在高压电场内利用静电力进行分离的静电除尘。离的静电除尘。a.a.分离方法:分离方法:根据物理的、化学的及物理化学的原理予以分离。根据物理的、化学的及物理化学的原理予以分离。根据物理的、化学的及物理化学的原理予以分离。根据物理的、化学的及物理化学的原理予以分离。b.b.分离依据:分离依据:不同组分所具有的不同蒸气压,不同溶解度,选择性不同组分所具有的不同蒸气压,不同溶
6、解度,选择性不同组分所具有的不同蒸气压,不同溶解度,选择性不同组分所具有的不同蒸气压,不同溶解度,选择性吸收作用以及某些化学作用。吸收作用以及某些化学作用。吸收作用以及某些化学作用。吸收作用以及某些化学作用。目前国内外净化气态污染物的方法,主要有五种:吸收法、吸目前国内外净化气态污染物的方法,主要有五种:吸收法、吸目前国内外净化气态污染物的方法,主要有五种:吸收法、吸目前国内外净化气态污染物的方法,主要有五种:吸收法、吸附法、燃烧法、冷凝法及催化转化法。附法、燃烧法、冷凝法及催化转化法。附法、燃烧法、冷凝法及催化转化法。附法、燃烧法、冷凝法及催化转化法。2.2.气态污染物气态污染物气态污染物气
7、态污染物5.1.1 5.1.1 5.1.1 5.1.1 净化装置的性能净化装置的性能净化装置的性能净化装置的性能 全面地评价净化装置的性能应该包括技术指标和经济指标。全面地评价净化装置的性能应该包括技术指标和经济指标。技术指标技术指标:一般常以处理气体量、净化效率,压力损失及负荷适应一般常以处理气体量、净化效率,压力损失及负荷适应性等特性参数来表示;性等特性参数来表示;经济指标经济指标:主要包括设备费、运行费和占地面积等。主要包括设备费、运行费和占地面积等。除上述基本性能外,还应考虑装置安装、操作、检修的难易程除上述基本性能外,还应考虑装置安装、操作、检修的难易程度等因素。度等因素。点击这里点
8、击这里表示净化装置的技术性能,主要包括以下几个方面:表示净化装置的技术性能,主要包括以下几个方面:1 1)处理气体量:)处理气体量:代表装置处理能力大小的指标,一般以体积流量代表装置处理能力大小的指标,一般以体积流量表示。表示。2 2)压力损失:)压力损失:表示装置消耗能量大小的技术经济指标,有时也称表示装置消耗能量大小的技术经济指标,有时也称为压力降。为压力降。3 3)负荷适应性:)负荷适应性:表示装置性能可靠性的技术指标,即指净化装置表示装置性能可靠性的技术指标,即指净化装置的工作稳定性和操作弹性。的工作稳定性和操作弹性。4 4)净化效率)净化效率:表示装置净化效果的重要技术指标,有时也称
9、为分表示装置净化效果的重要技术指标,有时也称为分离效率。对于除尘装置又称除尘效率;对于吸收装置,又称吸收效离效率。对于除尘装置又称除尘效率;对于吸收装置,又称吸收效率;对于吸附装置,则称为吸附效率。率;对于吸附装置,则称为吸附效率。点击这里点击这里 在工程中,通常以净化效率为主来选择和评价装置,因此本节在工程中,通常以净化效率为主来选择和评价装置,因此本节重点介绍净化效率的表示方法。重点介绍净化效率的表示方法。(1 1)总效率总效率(2 2)通过率(透过率)通过率(透过率)(3 3)分级除尘效率分级除尘效率(4 4)板效率板效率 (5 5)串联运行时的总净化效率串联运行时的总净化效率 净化效率
10、的表示方法净化效率的表示方法净化效率的表示方法净化效率的表示方法概念:概念:指同一时间内,净化装置去除污染物的量与进入装置的污染指同一时间内,净化装置去除污染物的量与进入装置的污染物量之百分比。总效率实际上是反映装置净化程度的平均值,也称物量之百分比。总效率实际上是反映装置净化程度的平均值,也称为平均效率。为平均效率。计算方法:计算方法:进入装置的污染物流量为进入装置的污染物流量为S Si i(g/m(g/m3 3),净化装置出口的相,净化装置出口的相应量为应量为S So o(g/s)(g/s)。若净化装置捕集的污染物流量为。若净化装置捕集的污染物流量为S Sc c(m(m3 3/s)/s),
11、则有则有 S Si i=S=Sc c+S+So o故总效率故总效率(%)可表示成可表示成:(1 1)总效率)总效率)总效率)总效率 当净化效率达当净化效率达99%99%以上时,如表示成以上时,如表示成99.9%99.9%或或99.99%99.99%,在表达装,在表达装置性能的差别上不明显,所以一般采用其它方法来表示,最简单的置性能的差别上不明显,所以一般采用其它方法来表示,最简单的一种方法是用一种方法是用通过率通过率P P(%)来表示。来表示。通过率:通过率:指从净化装置出口逸散的污染物量与入口污染物量之指从净化装置出口逸散的污染物量与入口污染物量之百分比。百分比。P P值越大,说明出口逸散量
12、越大。通过率值越大,说明出口逸散量越大。通过率P P(%)可以下式表示可以下式表示例如例如:一除尘器的一除尘器的=99%=99%时,时,P=1.0%P=1.0%;另一除尘器;另一除尘器=99.9%=99.9%时,时,P=0.1%P=0.1%,则前一除尘器的通过率为后者的,则前一除尘器的通过率为后者的1010倍。倍。(2 2)通过率(透过率)通过率(透过率)通过率(透过率)通过率(透过率)分级除尘效率分级除尘效率(简称分级效率)是指除尘装置对某一粒径(简称分级效率)是指除尘装置对某一粒径d dp p或粒径或粒径范围范围d dp p+d+dp p内粉尘的除尘效率。内粉尘的除尘效率。若设与此相应的除
13、尘器入口的粉尘流量为若设与此相应的除尘器入口的粉尘流量为SSi i(g/sg/s),捕集的捕集的粉尘量为粉尘量为SSc c(g/sg/s),),则该除尘器对粒径则该除尘器对粒径d dp p或或ddp p范围内粉尘的分范围内粉尘的分级效率级效率j j为为(3 3)分级除尘效率)分级除尘效率)分级除尘效率)分级除尘效率 总效率和分级效率的计算方法:总效率和分级效率的计算方法:当除尘器入口粉尘的粒径频度分当除尘器入口粉尘的粒径频度分布为布为f fi i,捕集粉尘的频度分布为,捕集粉尘的频度分布为f fc c则根据频度分布的定义和分级效则根据频度分布的定义和分级效率的定义式可得:率的定义式可得:Si=
14、Sifi Sc=Scfc 板效率板效率是指实际塔板能达到的分离程度与理论塔板所达到的平是指实际塔板能达到的分离程度与理论塔板所达到的平衡情况的比较。衡情况的比较。这是表示吸收装置(包括湿式洗涤器)性能的重要技术指标。这是表示吸收装置(包括湿式洗涤器)性能的重要技术指标。板效率常用总板效率、单板效率及点效率表示。总板效率即平板效率常用总板效率、单板效率及点效率表示。总板效率即平均板效率,又称为全塔效率。单板效率,又称为莫夫利均板效率,又称为全塔效率。单板效率,又称为莫夫利(MurphreeMurphree)效率,而点效率则是更具体地表示塔板上任一点的局)效率,而点效率则是更具体地表示塔板上任一点
15、的局部分离效率。部分离效率。(4 4)板效率)板效率)板效率)板效率 在实际净化系统中,往往把两种或多种不同型式的净化装置串在实际净化系统中,往往把两种或多种不同型式的净化装置串联起来使用,如当污染物浓度较高时,采用一个装置净化,排放浓联起来使用,如当污染物浓度较高时,采用一个装置净化,排放浓度可能超过排放标准,或者虽能达到排到标准,因负荷过大容易引度可能超过排放标准,或者虽能达到排到标准,因负荷过大容易引起装置性能不稳定等,应采用两级或多级净化装置串联使用。起装置性能不稳定等,应采用两级或多级净化装置串联使用。同理,同理,n n级净化装置串联后的总效率为级净化装置串联后的总效率为(5 5)串
16、联运行时的总净化效率)串联运行时的总净化效率)串联运行时的总净化效率)串联运行时的总净化效率 设第一级净化装置的效率为设第一级净化装置的效率为1 1,第二级为,第二级为2 2,则两级净化装,则两级净化装置串联运行的总效率为置串联运行的总效率为5.1.2 5.1.2 净化装置的分类净化装置的分类净化装置的分类净化装置的分类(1 1)除尘装置)除尘装置)除尘装置)除尘装置(2 2)吸收装置)吸收装置)吸收装置)吸收装置(3 3)吸附装置)吸附装置)吸附装置)吸附装置(4 4)催化转化装置)催化转化装置)催化转化装置)催化转化装置5.1.3 5.1.3 净化装置的选择净化装置的选择净化装置的选择净化
17、装置的选择1 1)处理气体量;)处理气体量;2 2)气体性质;)气体性质;3 3)粉尘性质;)粉尘性质;4 4)净化要求;)净化要求;5 5)装置的经济性。)装置的经济性。1.1.选择的依据选择的依据选择的依据选择的依据1 1)工程调查认真收集有关资料,全面考虑影响装置性能)工程调查认真收集有关资料,全面考虑影响装置性能的各种因素;的各种因素;2 2)计算净化效率;)计算净化效率;3 3)确定净化方法;)确定净化方法;4 4)确定净化装置的型号规格和运行参数。)确定净化装置的型号规格和运行参数。2.2.选择的一般步骤选择的一般步骤选择的一般步骤选择的一般步骤 5.2.1 5.2.1 粉尘的特性
18、、除尘机理粉尘的特性、除尘机理粉尘的特性、除尘机理粉尘的特性、除尘机理(1 1)粉尘的密度粉尘的密度(2 2)粘附性粘附性(3 3)爆炸性爆炸性 (4 4)荷电性与比电阻荷电性与比电阻(5 5)粉尘的湿润性粉尘的湿润性 (6 6)粉尘的粒径及粒径分布粉尘的粒径及粒径分布 1.1.粉尘的特性粉尘的特性粉尘的特性粉尘的特性液滴液滴真密度真密度(尘粒密度);(尘粒密度);堆积密度堆积密度2 2 除尘机理除尘机理除尘机理除尘机理目前常用除尘器的除尘机理主要有以下几个方面:目前常用除尘器的除尘机理主要有以下几个方面:(1 1)重力重力(2 2)离心力离心力(3 3)惯性碰撞惯性碰撞(4 4)接触阻留接触
19、阻留(5 5)扩散扩散(6 6)静电力静电力(7 7)凝聚凝聚截留效应截留效应惯性效应惯性效应扩散效应扩散效应重力作用重力作用静电效应静电效应各种过滤机理的效率各种过滤机理的效率各种过滤机理的效率各种过滤机理的效率5.2.2 5.2.2 重力沉降室、惯性除尘器重力沉降室、惯性除尘器重力沉降室、惯性除尘器重力沉降室、惯性除尘器原理:原理:重力沉降室是一种最简单的除尘器,它是依靠重力的作重力沉降室是一种最简单的除尘器,它是依靠重力的作 用用使尘粒从气流中分离出来的。沉降室是一个断面较大的空室,含尘使尘粒从气流中分离出来的。沉降室是一个断面较大的空室,含尘气体由断面较小的风管进入沉降室后,气流速度大
20、大降低,尘粒便气体由断面较小的风管进入沉降室后,气流速度大大降低,尘粒便在重力作用下缓慢向灰斗沉降。在重力作用下缓慢向灰斗沉降。优点:优点:结构简单、造价低、施工容易、维护管理方便、阻力小结构简单、造价低、施工容易、维护管理方便、阻力小缺点:缺点:占地大,除尘效率低,占地大,除尘效率低,4070。应用:应用:仅适用于捕集密度大,颗粒粗(粒径大于仅适用于捕集密度大,颗粒粗(粒径大于50m)的粉尘。)的粉尘。只作为初级除尘。只作为初级除尘。1.1.重力沉降室重力沉降室重力沉降室重力沉降室多层重力沉降室多层重力沉降室单层重力沉降室单层重力沉降室2.2.惯性除尘器惯性除尘器惯性除尘器惯性除尘器1 1)
21、除尘机理)除尘机理:利用尘粒在运动气流中具有的惯性力,通过突然改利用尘粒在运动气流中具有的惯性力,通过突然改变含尘气流的流动方向,或使其与某种障碍物碰撞,使尘粒的运变含尘气流的流动方向,或使其与某种障碍物碰撞,使尘粒的运动轨迹偏离气体流线而达到分离的目的。动轨迹偏离气体流线而达到分离的目的。2 2)主要类型)主要类型:冲击式、冲击式、反转式反转式3 3)应用:)应用:惯性除尘器用于净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉惯性除尘器用于净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘具有较高除尘效率。对粘结性和纤维性粉尘,则因易堵塞而不尘具有较高除尘效率。对粘结性和纤维性粉尘,则因易堵塞而不宜采用。由于净化效率低
22、,宜采用。由于净化效率低,常用作多级除尘中的初级除尘。常用作多级除尘中的初级除尘。碰撞式惯性除尘器碰撞式惯性除尘器反转式惯性除尘反转式惯性除尘惯性力除尘器分离机理惯性力除尘器分离机理碰撞式惯性除尘器的结构型式碰撞式惯性除尘器的结构型式 5.2.3 5.2.3 旋风除尘器旋风除尘器旋风除尘器旋风除尘器1.1.1.1.旋风除尘器内的流场旋风除尘器内的流场旋风除尘器内的流场旋风除尘器内的流场4.4.4.4.几种常用的旋风除尘器几种常用的旋风除尘器几种常用的旋风除尘器几种常用的旋风除尘器3.3.3.3.影响旋风除尘器性能的因素影响旋风除尘器性能的因素影响旋风除尘器性能的因素影响旋风除尘器性能的因素2.
23、2.2.2.筛分理论筛分理论筛分理论筛分理论0.0.0.0.概述概述概述概述本部分内容:本部分内容:原理原理:旋风除尘器是利用气流旋转过程中作用在尘粒上的离心力,旋风除尘器是利用气流旋转过程中作用在尘粒上的离心力,使粉尘从含尘气流中分离出来的。使粉尘从含尘气流中分离出来的。结构结构:进气口、筒体、锥体、排出管(内筒)进气口、筒体、锥体、排出管(内筒)外旋涡外旋涡:含尘气体由除尘器进气口沿切线方向进入后,沿外壁由上含尘气体由除尘器进气口沿切线方向进入后,沿外壁由上向下作旋转运动,这股向下旋转的气流称为外旋涡。向下作旋转运动,这股向下旋转的气流称为外旋涡。内旋涡内旋涡:外旋涡到达锥体底部后,转而向
24、上,沿轴心向上旋转,最外旋涡到达锥体底部后,转而向上,沿轴心向上旋转,最后从排出管排出。这股向上旋转的气流称为内旋涡。后从排出管排出。这股向上旋转的气流称为内旋涡。0.0.概述概述概述概述普通旋风除尘器普通旋风除尘器XLK型旋风除尘器型旋风除尘器XLT型旋风除尘器型旋风除尘器1.1.1.1.旋风除尘器内的流场旋风除尘器内的流场旋风除尘器内的流场旋风除尘器内的流场(1 1 1 1)速度分布)速度分布)速度分布)速度分布1 1 1 1)切向速度)切向速度)切向速度)切向速度3 3 3 3)径向速度)径向速度)径向速度)径向速度2 2 2 2)轴向速度)轴向速度)轴向速度)轴向速度(2 2 2 2)
25、压力分布)压力分布)压力分布)压力分布2.2.筛分理论筛分理论筛分理论筛分理论 影响旋风除尘器性能的因素很多,使用条件和结构型式对旋影响旋风除尘器性能的因素很多,使用条件和结构型式对旋风除尘器的性能都有不同程度的影响。风除尘器的性能都有不同程度的影响。在使用条件方面,影响旋风除尘器性能的因素有:在使用条件方面,影响旋风除尘器性能的因素有:(1 1)进口风速进口风速(2 2)含尘气体的性质含尘气体的性质 (3 3)除尘器底部的严密性除尘器底部的严密性(4 4)结构构造结构构造3.3.影响旋风除尘器性能的因素影响旋风除尘器性能的因素影响旋风除尘器性能的因素影响旋风除尘器性能的因素(4 4 4 4)
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- 空气净化 原理 设备 02
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