n 特点 Ø 可用于处理高温气体 Ø 为了提高效率，可在挡板上淋水，形成水膜（湿式惯 性除尘器）
第06章颗粒物污染控制技术
惯性除尘器
•分离机理示意图
第06章颗粒物污染控制技术
惯性除尘器
n 应用 Ø 一般净化密度和粒径较大或炽热状态的金属或矿物性 粉尘，对于黏结性和纤维性粉尘，易堵塞而不宜采用 Ø 净化效率不高，在50%-70%，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 Ø 压力损失100～1000Pa Ø 制约惯性除尘器效率提高的主要原因是“二次扬尘” 现象，因此现有的惯性除尘器的设计流速通常不超过 15m/s
（4）除尘器内增加水平隔板，相当于把除尘高度缩短，则 在沉降距离不变的情况下，增加了除尘效率；
（5）将除尘室向上倾斜，则在气流仍然保持水平的条件下 ，使相同颗粒沉降所需要的沉降距离逐渐减少，有利于提 高除尘效率；
（6）将除尘室向下倾斜，相同颗粒所需第0要6章颗的粒物沉污降染控距制技离术 逐渐
层流式重力沉降室
n 弯管型、百叶窗型反转式惯性除尘器和冲击式惯性除 尘器一样，常用于烟道除尘
n 塔型除尘装置主要用于烟雾分离，它能捕集几个微米 粒径的雾滴，为了进一步提高捕集更细小雾滴的捕集 效率，可在净化气体出口端，塔的顶部装设一层填料 层
n 性能： Ø 冲击式除尘器，冲击挡板的气流速度愈大，流出装置 的净化气体的气流速度愈低，粉尘的携带量就越小， 捕集效率就愈高 Ø 对于反转式除尘器，气流转换力的曲率半径愈小，就 愈能分离细小尘粒
第06章颗粒物污染控制技术
根据分级除尘效率公式，
（1）在其他条件不变的情况下，延长除尘室长度L，则颗 粒停留时间延长，沉降距离增加，分级除尘效率和总效率 都会提高；
（2）减少除尘室高度，则在沉降距离不变的情况下，更多 的颗粒被捕获，因此提高了分级效率和总效率。
（3）将除尘室做宽，除尘器截面积增加，相同气体流量时 ，气流速度更慢，在除尘器内停留时间更长，除尘效率增 加；
待净化的石棉尘气量：Q=3000m3/h； 石棉尘气体的温度为：T=20℃； 石棉尘的真密度为：ρp=2200kg/m3； 在车间附近可建造重力沉降室用地的条件为：长10m，
宽2m，空间不受限制。要求对dp>30μm的石棉尘净 化效率达到100%。
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惯性除尘器
n 机理
Ø 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
其阻力一般为50-130Pa
n 缺点
Ø 沉降室体积较大，除尘效率较低（一般40-60％） Ø 只能去除大于40-50μm的大颗粒，一般作为预除尘器使用
n 层流式和湍流式两种
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层流式重力沉降室
n 假定
通过沉降室断面的水平气流分布是均匀的，并呈层流状态； 沉降室入口断面上，颗粒分布是均匀的，且在气流流动方向
50%
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旋风除尘器
n 旋风除尘器的除尘效率（续） Ø 对于球形Stokes粒子
Ø 分割粒径 Ø dc确定后，雷思一利希特模式计算其它粒子的分级效率
Ø 另一种经验公式
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旋风除尘器
n 例 题 ： 已 知 XZT 一 90 型 旋 风 除 尘 器 在 选 取 入 口 速 度 v1=13m/s 时 ， 处 理 气 体 量 Q=1.37m3/s。试确定净化工业锅炉烟气（温度为423K，烟尘真密度为2.1g/cm3）时的 分割直径和压力损失。已知该除尘器筒体直径0.9m，排气管直径为0.45m，排气管下 缘至锥顶的高度为2.58m，423K时烟气的粘度 （近似取空气的值） µ=2.4×10－5pa﹒s。
第06章颗粒物污染控制 技术
2020/11/24
第06章颗粒物污染控制技术
除尘装置
n 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 Ø 湿式除尘装置 Ø 干式除尘装置
n 按分离原理分类 ： Ø 重力除尘装置（机械式除尘装置） Ø 惯性力除尘装置（机械式除尘装置） Ø 离心力除尘装置（机械式除尘装置） Ø 洗涤式除尘装置 Ø 过滤式除尘装置 Ø 电除尘装置
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旋风除尘器
n 切向速度
Ø 外涡旋的切向速度分布：反比于旋转半径的n次方 此处n 1，称为涡流指数，由实验确定，一般n=0.5~0.8， 也可由下式估算
Ø 内涡旋的切向速度正比于半径
Ø 内外涡旋的界面上气流切向速度最大 Ø 交界圆柱面直径 d0 = ( 0.6～1.0 ) de , de 为排气管直径
直 （0径.太4～小0，.6压5）力D降。增加，一般取排出管直径de=
取为
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旋风除尘器
n 影响旋风除尘器效率的因素 Ø 二次效应－被捕集的粒子重新进入气流
• 在较小粒径区间内，理应逸出的粒子由于聚集或被较大尘 粒撞向壁面而脱离气流获得捕集，实际效率高于理论效率。
• 在较大粒径区间，粒子被反弹回气流或沉积的尘粒被重新 吹起，实际效率低于理论效率。
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惯性除尘器
n 结构形式
Ø 冲击式－气流冲击挡板捕集较粗粒子
•冲击式惯性除尘装置 •a单级型 b多级型
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惯性除尘器
Ø 反转式－改变气流方向捕集较细粒子
反转式惯性除尘装置 a 弯管型 b 百叶窗型 c 多层隔板型
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惯性除尘器
Ø 效率80%左右，捕集<5μm颗粒的效率不高，一般作
预除尘用。
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旋风除尘器
n 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 ➢气流沿外壁由上向下旋转运动：外 涡旋 ➢旋转气流在锥体底部转而向上沿轴 心旋转：内涡旋 ➢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
• 通过环状雾化器将水喷淋在旋风除尘器内壁上，能有效地 控制二次效应。
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旋风除尘器
n 影响旋风除尘器效率的因素（续）
Ø 比例尺寸
• 在相同的切向速度下，筒体直径愈小，离心力愈大， 除尘效率愈高；筒体直径过小，粒子容易逃逸，效率 下降。因此，通常取D在150mm～1000mm。气量过大， 并联组合。 • 排出管直径愈小分割直径愈小，即除尘效率愈高；
Ø 隔板之间的间距很小时，易引起二次扬尘，一般不小 于40mm
Ø 在处理高温烟气时，应考虑防止隔板变形的措施
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重力沉降室设计
① 根据给定的密度和粒径计算出沉降速度 ② 根据粉尘的特点确定沉降室内气流流动速度 ③ 根据现场情况确定沉降室高度H（或宽度W） ④ 计算沉降室的长度L和宽度W（或高度H）
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重力沉降室设计注意事项
① 气流速度尽可能选低些，以保持接近层流状态 ② 为保证沉降室横断面上气流分布均匀，一般将进气管
设计成渐扩管形。 ③ 用于净化高温烟气，由于热压作用，沉降室的进出口
位置应低些
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例题
n 某石棉厂拟建一台重力沉降室净化含石棉尘的气体。 原始的设计条件为：
•多层沉降室
•1.锥形阀；2.清灰孔；3.隔板
第06章颗粒物污染控制技术
层流式重力沉降室─多层沉降室
n 多层沉降室：考 虑清灰问题，一般 隔板数在3以下。
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层流式重力沉降室─多层沉降室
n 注意
Ø 清灰比较困难，因此，不宜处理高浓度的含尘气体， 且要设置清扫刷，定期扫灰或用水清洗
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旋风除尘器
n 旋风除尘器内气流的切向速度和压力分布
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旋风除尘器
n 径向速度 Ø 假定外涡旋气流均匀地经过交界圆柱面进入内涡旋 Ø 平均径向速度
r0和h0分别为交界圆柱面的半径和高度，m
n 轴向速度
Ø 外涡旋的轴向速度向下 Ø 内涡旋的轴向速度向上 Ø 在内涡旋，轴向速度向上逐渐增大，在排出管底部达到
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第一节 机械除尘器
n 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
n 这种除尘器构造简单、投资少、动力消耗低，除尘效率 一般在40-90％之间，是国内常用的一种除尘设备
n 常用的有：
Ø 重力沉降室 Ø 惯性除尘器 Ø 旋风除尘器
第06章颗粒物污染控制技术
Ø 含尘浓度增高，压力降明显下降 Ø 操作运行中可以接受的压力损失一般低于2kPa
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旋风除尘器
n 旋风除尘器的除尘效率 Ø 计算分割直径是确定除尘效率的基础 Ø 在交界面上，离心力FC，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，即除尘效率为
上，尘粒和气流具有同一速度； 忽略气体浮力，粒子仅受重力和阻力的作用；
纵剖面示意图
第06章颗粒物污染控制技术
层流式重力沉降室
n 沉降室的长宽高分别为L、W、H，处理烟气粒子的沉降距离 n 该粒子的除尘效率
第06章颗粒物污染控制技术
层流式重力沉降室
第06章颗粒物污染控制技术
旋风除尘器
n 利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离 的装置
n 特点
Ø 用来分离粒径大于5-10μm以上的颗粒物。工业上已 有100多年的历史。
Ø 结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，压 力损失较大，动力消耗也较大，可用于各种材料制造， 能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物。