mD－液滴质量 AD－液滴在垂直于流动方向上的截面积 CD－阻力系数
g
文丘里洗涤器

压力损失（续）
• 对于球形液滴
duD 3gCD (vg uD )2 dt 4 Ld D
duD duD • 因为 dt uD dx
，所以
3gCD duD (vg uD )2 dx 4 Ld DuD

单液滴捕集效率η d可用下式表示
St d ( )2 S t 0.7
2 xs 2 (uD uP ) 2 uD St 2 N I dD dD dD
2 u d D di d D (正比) 5－80 对于Stokes 粒子， tD
紊流过渡区，
utD d D di不随d D变化 5－82

4.450 3.626 2.324 2.255 2.000 2.000 1.226 0.955 3.567 2.180 2.200 1.350 1.169 0.880 0.795

0.4663 0.3506 0.6312 0.6210 0.5688 0.6566 0.4500 0.8910 1.0529 0.5317 1.2295 1.0679 1.4146 1.6190 1.5940

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

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
旋风洗涤器

旋风洗涤器的压力损失范围一般为0.5～ 1.5kPa，可以下式进行估算
2 QL P P0 L uD QG
P －旋风洗涤器的压力损失，pa
vT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
文丘里洗涤器

几何尺寸（续）
扩散管的扩散角α 2一般为5o～7o 出口管的直径Dz按与其相联的除雾器要求的气 速确定
D1 DT 1 L1 ctg 2 2
D2 DT 2 L2 ctg 2 2
文丘里洗涤器（当NI=0.5～5），Be=2
分割粒径与除尘效率

通过率与分割粒径的关系 （dac/da50)Be和Beln(σ g) 5-23
Be=2时 和(dac/da50)、σ
g
分割粒径与除尘效率

压力降
dac
分割直径与压力降的关系（分割－功率关系）
三、喷雾塔洗涤器
清洁气体

假定
所有液滴具有相同 直径 液滴进入洗涤器后 立刻以终末速度沉 降 液滴在断面上分布 均匀、无聚结现象
3、分割粒径与除尘效率

分割粒径法：基于分割粒径能全面表示从气流中分 离粒子的难易程度和洗涤器的性能 多数惯性分离装置的分级通过率可以表示为
P i exp( A d ) 1 i
Be e a
da: 粒子的空气动力学直径 离心式洗涤器，Be=0.67；
P PdG i 1
0
1
Ae，Be: 均为常数 对填充塔和筛板塔，Be=2；
装置名称 喷淋塔 填料塔 旋风洗涤器 转筒洗涤器 冲击式洗涤 器 文丘里洗涤 器
60～90
0.3～1.5
3000～8000
0.1
湿式除尘器的优点

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

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

可以有效地除去直径为0.1～20μ m的液态或固态粒子， 亦能脱除气态污染物

高能和低能湿式除尘器
低能湿式除尘器的压力损失为0.2～1.5kPa，对10μ m以上粉
尘的净化效率可达90％～95% 高能湿式除尘器的压力损失为2.5～9.0kPa，净化效率可达 99.5％以上
湿式除尘器
重力喷雾洗涤器
接触功率与除尘效率

除尘效率
1 e

Nt
其中，传质单元数
N t Et
、

－除尘器的特性参数（见下页）
接触功率与除尘效率
除尘器的特性参数
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 粉尘和尘源类型 L－D转炉粉尘 滑石粉 磷酸雾 化铁炉粉尘 炼钢平炉粉尘 滑石粉 从硅钢炉升华的粉尘 鼓风炉粉尘 石灰窑粉尘 从黄铜熔炉排出的氧化锌 从石灰窑排出的碱 硫酸铜气溶胶 肥皂生产排出的雾 从吹氧平炉升华的粉尘 没有吹氧的平炉粉尘
里洗涤器压力损失的数学模式
文丘里洗涤器

压力损失（续）
卡尔弗压力损失模式：
• 基于喉管内气流方向上dx段的力平衡
QL dP Lvg ( )duD QG
动量定理
QG Fdt dpdt l Ql dtduD d mV vg
• 令x=0处（液体注入点）液滴在x方向的 速度为零，积分得 QL P Lvg ( )uD2 QG
定义惯性碰撞参数NI：停止距离xs与液滴直径 dD的比值 对斯托克斯粒子(<5μ m时,要坎宁汉修正)
St 2NI
2 xs
dD

d p (up uD )C
2 p
9d D
up：粒子运动速度 uD：液滴运动速度 dD：液滴直径
1、惯性碰撞参数与除尘效率
除尘效率：NI值越大，粒子惯性越大，则η II越高
文丘里洗涤器

除尘过程 －液体进入文丘里管及雾化情况：
文丘里洗涤器
气速、颗粒与液滴相对速度和捕集效率
文丘里洗涤器

通常假定
微细尘粒以气流相同的速度进入喉管
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

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
第六章 除尘装置 湿式除尘器

概述 除尘机理：惯性碰撞参数 除尘效率与粒径 喷雾洗涤塔：除尘效率 旋风洗涤器 文丘里洗涤器：

掌握湿式除尘器的除尘机理 掌握各类湿式除尘器的工作原理、结构及性能 能够进行湿式除尘器的选择和设计
第三节 湿式除尘器

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现象减弱
可采用比喷雾塔更细的喷嘴
五、文丘里洗涤器

除尘器系统的构成
文丘里洗涤器
除雾器 沉淀池 加压循环水泵

除尘过程
文丘里除尘器： 收缩管， 喉管， 扩散管
就其断面形状
• 圆形文丘里除尘器 • 矩形文丘里除尘器
文丘里洗涤器

除尘过程
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 在喉管入口处，气速达到最大，一般为50～180m/s 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 充分的雾化是实现高效除尘的基本条件
L1
L0
1 2
DT
L2
D1 Converging section
D2
throat
Diverging section
L0 0.8 ~ 1.5DT
文丘里洗涤器

压力损失
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 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
对于势流和粘性流， η
II
=f(NI) 有理论解，一般
情况下，John Stone等人的研究结果
1 exp( KL N I )
K—关联系数，其值取
决于设备几何结构和 系统操作条件
L—液气比，L/1000m3
2、接触功率与除尘效率

根据接触功率理论得到的经验公式，能够较
好地关联湿式除尘器压力损失和除尘效率之 间的关系
流，高比电阻粉尘，及易燃易爆的含尘气体

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

排出的污水污泥需要处理，澄清的洗涤水应 重复回用; 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; 不适用于净化含有憎水性和水硬性粉尘的气 体; 寒冷地区使用湿式除尘器，容易结冻，应采 取防冻措施 。
牛顿区， utD d D0.5 di 1 / d D (反比)
5－83
喷雾塔洗涤器

错流式喷雾塔
ut Vg ut ,所以 错流式中，垂直方向气速=0，
3QL Zd Pt exp( ) 2QG d D
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
• 积分条件：x=0,uD=0；x=L, uD= uDL=vT=Vg
文丘里洗涤器

压力损失（续）
• 积分得
QL P v ( ) QG
2 L T
•或
2 P 1.03 103 vT (
旋风洗涤器
湿式除尘器
文丘里洗涤器
冲击式
湿式除尘器

根据湿式除尘器的净化机理，大致分为
重力喷雾洗涤器 旋风洗涤器 自激喷雾洗涤器 板式洗涤器
低能
填料洗涤器
文丘里洗涤器
机械诱导喷雾洗涤器
湿式除尘器

主要湿式除尘装置的性能和操作范围