1
exp

0.6931 ( dp dcp
1 ) n1



经验公式：
i

(dp / dcp)2 1 (dp / dcp)2
6.1机械除尘器
旋风除尘器
分级效率曲线 ：二次效应
6.1机械除尘器
旋风除尘器
影响除尘效率的主要因素：
二次效应及其控制 入口流速vi的影响：
6.1机械除尘器
旋风除尘器
工作原理：
旋风除尘器内气流与尘粒的运动
•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 L v0H
)
i
1
NpL Np0
1 exp( usL ) v0H
1 exp( usLW ) Q
6.1机械除尘器
重力沉降室
亦有人提出完全混合模式

三种模式的分级效率均可用 ( usL)1/2
v0H
归一化
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
6.1机械除尘器
重力沉降室
设计步骤：
确定需要100%捕集的粒经，并计算该粉尘的沉降 速度vs
选取室内气流速度u，沉降室内的气流速度一般 为0.2～2.0m/s
根据现场情况确定宽度W（或高度H） 按下式计算沉降室的长度L和宽度W（或高度H）
L H u vs
W Q 3600 Hu
（H+L）/de≈8～10；s/de≈1；
旋风除尘器的设计
例题： 已知烟气处理量Q=5000m3/h，烟气密度ρ =1.2kg/ m3，允许压力 损失为900Pa。若选用XLP/B型旋风除尘器，试求其主要尺寸。
解：由式（6－26）
v1
2P
根据表6－1，ζ ＝5.8 v1 5.8 21.2900103＝16.1m/s
p g2

(b / D)1.2 (1 b / D)
D 0.201 ( m/s）
6.1机械除尘器
旋风除尘器
旋风除尘器的结构形式：
按进气方式分
切向进入式 轴向进入式
a. 直入切向进入式 b. 蜗壳切向进入式 c. 轴向进入式
6.1机械除尘器
旋风除尘器
旋风除尘器的结构形式：
6.1机械除尘器
惯性除尘器 结构形式：
冲击式－气流冲击挡板捕集较粗粒子 回转式－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
6.1机械除尘器
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
率为50% ，此时的尘粒粒径即为分割粒径或临界粒径 dcp
6.1机械除尘器Biblioteka 旋风除尘器 除尘效率：
令fc = fd时，得临界粒径： 1
dcp

18
vr
p
vc
r0
2
2

(m)
临界粒径确定后，根据如下方法计算其他粒子的
分级效率：
雷思-利希特模式：i

6.1机械除尘器
旋风除尘器：
旋风除尘器内气流的切向速度和压力分布
6.1机械除尘器
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
VTRn const.
内涡旋的切向速度正比于半径，类似于刚体旋转
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d0=0.6~1.0(de)，de为排出管直
径
6.1机械除尘器
旋风除尘器：
径向速度
假定外涡旋气流均匀地经过交界圆柱面进入内涡旋
平均径向速度
vr

Q F

Q
2r0 h0
r0和h0分别为交界圆柱面的半径和高度，m 轴向速度
外涡旋的轴向速度向下
内涡旋的轴向速度向上
在内涡旋，轴向速度向上逐渐增大，在排出管底部达到最 大值
usLW Q
(hc H )
6.1机械除尘器
重力沉降室
层流式
对于stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小
粒子的dmin hc H
us

d
2 p

p
g
18
即
d
2 p

p
g
LWH
H
18 Q
d min
18Q p gWL
6.1机械除尘器
重力沉降室
层流式 除尘效率：
多层沉降室
1.锥形阀；2.清灰孔；3.隔板
6.1机械除尘器
重力沉降室
湍流式
湍流模式：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
6.1机械除尘器
第6章 除尘装置
主要内容：
机械除尘器 电除尘器 湿式除尘器 过滤式除尘器 除尘器的选择与发展
6.1机械除尘器
重力沉降室
工作原理
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
设计模式：层流式、湍流式
6.1机械除尘器
重力沉降室
层流式
假定沉降室内气流为柱塞流；颗粒均匀分布于烟 气中
6.1机械除尘器
重力沉降室
例：设计锅炉烟气重力沉降室，已知 烟气量Q=2800m3/h，烟气温度 150°C，粉尘真密度ρp=2100kg/m3。 要求能够100%去除dp>30μm的烟尘。
(150°C下，空气粘度μ=2.4×10-5Pa·s)
6.1机械除尘器
重力沉降室
优点
结构简单 投资少 压力损失小（一般为50～100Pa） 维修管理容易
6.1机械除尘器
旋风除尘器
设计选型：
选择除尘器的型式
根据含尘浓度、粒度分布、密度等烟气特征，及除尘要求、 允许的阻力和制造条件等因素
根据允许的压力降确定进口气速，或取为 12～25 m/s
vi
2p

确定入口截面A，入口宽度b和高度h
Q Abh 确定各部分几何尺寸 3600 vi
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
（ 50µm以上）
6.1机械除尘器
惯性除尘器
工作原理：
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
结构形式：冲击式、 反转式
含尘浓度增高，压力降明显下降
操作运行中可以接受的压力损失一般低于 2kPa
6.1机械除尘器
旋风除尘器
除尘效率：
计算分割直径是确定除尘效率的基础 在交界面上尘粒的受力状况：惯性离心力fc，向
心运动气流作用于尘粒上的阻力fd
若 fc > fd ，颗粒移向外壁 若 fc < fd ，颗粒进入内涡旋 当 fc = fd时，有50%的可能进入外涡旋，既除尘效
6.1机械除尘器
旋风除尘器
影响除尘效率的主要因素：
操作变量
提高烟气入口流速，旋风除尘器分割直径变小，除尘 器性能改善
100 a (Qb )0.5 100 b Qa
入口流速过大，已沉积的粒子有可能再次被吹起，重 新卷入气流中，除尘效率下降
效率最高时的入口速度
v1

3030
求出对不同粒径的分级除尘效率，从而得到总除尘效率 提高除尘效率的方法：
降低室内气流速度 增大沉降室长度L 降低沉降室高度：多层沉降室
6.1机械除尘器
重力沉降室
层流式
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 Q
1)
A Q 5000 ＝0.0863m2 3600v1 3600 16.1
h 2 A 2 0.0863＝0.42m
b A / 2 0.0863/ 2 0.208m D 3.33b 3.33 0.208＝0.624m 624mm
参考XLP/B品系列；取D=700mm，
重力沉降室
湍流式
粒子在微元内的停留时间
dt dx / v0 dy / us

被去除的分数
dNp Np

对上式积分得 ln
边界条件： x 0 Np
dy H
Np
Np0;
usdx v0H

xL
us x
vNop
L
NpL
ln
C

得 NpL Np0 exp( 因此，其分级除尘效率
Vi越大，除尘效率越高；但vi过大，导致除尘 器的阻力急剧上升。一般控制在12-25m/s之 间
除尘器结构尺寸的影响：
细而长的旋风除尘器除尘效率高
6.1机械除尘器
旋风除尘器
影响除尘效率的主要因素：
除尘器下部的严密性：
在不漏风的情况下进行正常排灰