沉降室内的气流速度一般为0.3～2.0m/s
不同粉尘的最高允许气流速度

层流式重力沉降室

多层沉降室：使沉降高度 减少为原来的1/（n+1）， 其中n为水平隔板层数
i
us LW (n 1) Q

考虑清灰的问题，一般隔板数 在3以下
多层沉降室
1.锥形阀；2.清灰孔；3.隔板
湍流式重力沉降室
Np H

对上式积分得 ln N p
usdx ln C v0 H
v0 H

x 0 Np Np0 ; x L Np NpL 边界条件： us L 得 N N exp( )
pL p0
v0 H

因此，其分级除尘效率
i 1
NpL Np0 1 exp( us LW ) Q us L ) v0 H
惯性除尘器

应用
一般净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘
净化效率不高，一般只用于多级除尘中的一级除尘，
捕集10～20µm以上的粗颗粒 压力损失100～1000Pa
旋风除尘器
利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置 旋风除尘器内气流与尘粒的运动

普通旋风除尘器是由进气管、筒 体、锥体和排气管等组成
hc us t us L us LWH v0 Q

该粒子的除尘效率 h u L u LW i c s s H v0 H Q
(hc H )
i 1.0
(hc H )
层流式重力沉降室

对于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒子的dmin = ?
hc H

湍流模式1－假定沉降室中气流处于湍流状态，垂直于气流 方向的每个断面上粒子完全混合

宽度为W、高度为H和长度为dx的捕集元，假定气体流过dx距离 的时间内，边界层dy内粒径为dp的粒子都将沉降而除去
湍流式重力沉降室

粒子在微元内的停留时间
dt dx / v0 dy / us

被去除的分数 dN p dy usdx
气流沿外壁由上向下旋转运动： 外涡旋
少量气体沿径向运动到中心区域 旋转气流在锥体底部转而向上沿 轴心旋转：内涡旋 气流运动包括切向、轴向和径向： 切向速度、轴向速度和径向速度
旋风除尘器气流与尘粒的运动

旋风除尘器内气流与尘粒的运动（续）
切向速度决定气流质点离心力大小， 颗粒在离心力作用下逐渐移向外壁 到达外壁的尘粒在气流和重力共同作 用下沿壁面落入灰斗 上涡旋－气流从除尘器顶部向下高速 旋转时，一部分气流带着细小的尘粒 沿筒壁旋转向上，到达顶部后，再沿 排出管外壁旋转向下，最后从排出管 排出
us
2 dp pg
18
2 dp p g LWH H 18 Q
即
d min

18 Q p gWL
hc=2H
由于沉降室内的气流扰动和返混的影响，工程上一般用分 级效率公式的一半作为实际分级效率
d min 36 Q p gWL
层流式重力沉降室

提高沉降室效率的主要途径 降低沉降室内气流速度 增加沉降室长度 降低沉降室高度
第一节 机械除尘器

机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心 力）的作用使颗粒物与气体分离的装置，常用的有：
重力沉降室
惯性除尘器
旋风除尘器
重力沉降室

重力沉降室是通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离 的除尘装置

气流进入重力沉降室后，流动截面积扩大，流速降低，较重颗粒在重力 作用下缓慢向灰斗沉降
旋风除尘器

旋风除尘器内气流的切向速度和压力分布
旋风除尘器

切向速度
外涡旋的切向速度分布：反比于旋转半径的n次方 VT Rn const. 此处n 1，称为涡流指数
n 1 1 0.67 D
0.14
T 283
0.3
内涡旋的切向速度正比于半径
1 exp(
湍流式重力沉降室

湍流模式2－完全混合模式，即沉降室内未捕集颗粒完全 混合
ni v0 HW（ ni 为除尘器内粒子浓度，均一） 单位时间排出： ni us HW 单位时间捕集：
总分级效率
i＝
ni usWL u L / Hv0 s ni Hv0W＋ni usWL 1 us L / Hv0
湍流式重力沉降室
usL 1/2 ( 三种模式的分级效率均可用 v H) 归一化 0 对Stokes颗粒，分级效率与dp成正比
重力沉降室归一化的分级率曲线
a层流－无混合 b湍流－垂直混合 c湍流－完全混合
重力沉降室


重力沉降室的优点 结构简单 投资少 压力损失小（50～100Pa） 维修管理容易 缺点 体积大 效率低 仅作为高效除尘器的预除尘装置，除去较大和较重的 粒子

层流式和湍流式两种
层流式重力沉降室

假定沉降室内气流为柱塞流；颗粒均匀分布于烟气中 忽略气体浮力，粒子仅受重力和阻力的作用
纵剖面示意图

层流式重力沉降室

沉降室的长宽高分别为L、W、H，处理烟气量为Q 气流在沉降室内的停留时间
t L / v0 LWH Q
us


在t时间内粒子的沉降距离
第六章 除尘装置
1. 2. 3. 4.
机械除尘器 电除尘器 湿式除尘器 过滤式除尘器
5.
除尘器的选择与发展
除尘装置

从气体中除去或收集固态或液态粒子的设备称为除尘装置
湿式除尘装置 干式除尘装置

按分离原理分类 ：
重力除尘装置（机械式除尘装置） 惯性力除尘装置（机械式除尘装置） 离心力除尘装置（机械式除尘装置） 洗涤式除尘装置 过滤式除尘装置 电除尘装置 声波除尘装置
VT / R w
－角速度
内外涡旋的界面上气流切向速度最大 交界圆柱面直径 dI = ( 0.6～1.0 ) de , de 为排气管直径
惯性除尘器

机理
沉降室内设置各种形式的挡板，含尘气流冲击在挡板上， 气流方向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用， 使其与气流分离
惯性除尘器

结构形式
冲击式－气流冲击挡板捕集较粗粒子 反转式－改变气流方向捕集较细粒子
冲击式惯性除尘装置 a单级型 b多级型
反转式惯性除尘装置 a 弯管型 b 百叶窗型 c 多层隔板型