4.2 机械式除尘器

4.2 机械式除尘器 乌海职业技术学院化学工程系赵丽霞

第六章除尘装置 • 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

4.2 机械式除尘器 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

4.2.1 重力除尘器 • 定义：是利用尘粒与气体的密度不同，通过重力作用使尘粒从气流中自然沉降分离的除尘设备。 • 原理：气流进入重力沉降室后，流动截面积扩大，流速降低，流经沉降室的过程中，较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降，分离了部分尘粒的气体从出口风管流出。

4.2.1 重力除尘器 • 设计计算：根据要求处理的气体量和净化效率，确定沉降室的尺寸。 • 1、沉降室长度 • 降落时间：τs=H/us • 气流在沉降室的停留时间τ=L/ν0 • τ≥τs ,L≥ν0H/ us • 降落速度：us =d2g(ρp-ρg)/18μ • 2、沉降室的宽度 B=Q/ν0H • 3、有效分离直径 dmin=(18μν0H/ρpg L)1/2 • 4、η==us L/ν0H

4.2.1 重力除尘器 • 提高沉降室效率的主要途径 • 降低沉降室内气流速度 • 沉降室内的气流速度一般为0.4～1.0m/s • 增加沉降室长度 • 降低沉降室高度 • 进气管渐扩，气流分布均匀

不同粉尘的最高允许气流速度 4.2.1 重力除尘器

多层沉降室 1.锥形阀；2.清灰孔；3.隔板 4.2.1 重力除尘器 • 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 • 考虑清灰的问题，一般隔板数在3以下

4.2.1 重力除尘器 • 重力沉降室的优点 • 结构简单 • 投资少 • 压力损失小（一般为50-100Pa） • 维修管理容易 • 缺点 • 体积大 • 效率低(沉降室的除尘效率约为40—70%，仅用于分离dp>50μm的尘粒。仅作为高效除尘器的预除尘装置，除去较大和较重的粒子)

4.2.2 惯性除尘器 • 定义：利用惯性力使尘粒从气流中分离出来的除尘装置。 • 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（还利用了离心力和重力的作用），使其与气流分离。

冲击式惯性除尘装置 a单级型 b多级型 4.2.2 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

反转式惯性除尘装置 a 弯管型b 百叶窗型c 多层隔板型 4.2.2 惯性除尘器

4.2.2 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（粘结性和纤维性粉尘不宜） • 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

4.2.3 旋风除尘器 • 定义：利用气流在旋转运动时产生的离心力来清除气流中尘粒的设备。

一、工作原理 4.2.3 旋风除尘器

4.2.3 旋风除尘器 • 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 • 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

4.2.3 旋风除尘器 二、旋风除尘器的除尘效率 • 旋风除尘器理论分级效率曲线

4.2.3 旋风除尘器 • 分割粒径dc：能够被旋风除尘器除掉50%的尘粒粒径。 • dc越？除尘器的除尘效率越？ • 旋风除尘器的分级效率 • η=1-exp[-0.693(di/dc)] • 旋风除尘器的总效率

4.2.3 旋风除尘器 三、影响旋风除尘器性能的因素 • 结构形式 • 入口形式：切入式（直入式、蜗壳式）和轴入式 • 除尘器底部的严密性：在不漏风的情况下正常排灰。 • 比例尺寸 • 筒体直径:0.15—1m。 • 锥体长度：适当加长，对提高除尘效率有利 • 筒体和锥体的总高度：不大于筒体直径的5倍为宜。 • 排气管直径：一般取排出管直径de=（0.4～0.65）D。 • 排尘口直径：一般为排气管直径的0.7—1.0倍。

a. 直入切向进入式 b. 蜗壳切向进入式 c. 轴向进入式 4.2.3 旋风除尘器

锁气器 (a)双翻板式 (b)回转式 4.2.3 旋风除尘器

4.2.3 旋风除尘器 • 入口风速 • 入口流速提高，旋风除尘器分割粒径变小，除尘效率提高。 • 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。 • 一般进口气速控制在12—25m/s。

4.2.3 旋风除尘器 • 烟尘的物理性质 • 气体粘度：对于气体而言，μ增大，dc增大，效率减小。 • 温度：温度增大，则μ增大，效率减小。 • 粉尘粒径与密度： dp增大则效率增大，ρp大，则效率大。

4.2.3 旋风除尘器 四、常见旋风除尘器的结构和性能 • 型号：XLT(CLT)、XLP(CLP)、XLK(CLK)、XZT、XCX等五种。 • 代号：X—旋风除尘器，L—立式， W-卧式，T—筒式，P—旁路式，K—扩散式，C—长锥体，G-多管，Z-直流。 • 例：XLP/B-4.2 • X-旋风、L-立式、P-旁路,B表示该系列中的B类， • 4.2表示一dm为单位的筒体直径。

4.2.3 旋风除尘器 • XLT旋风除尘器筒式除尘器 XLT/A型

4.2.3 旋风除尘器 • XLP旋风除尘器 XLP/A XLP/B

4.2.3 旋风除尘器

4.2.3 旋风除尘器 • XLK型旋风除尘器

4.2.3 旋风除尘器 • XCX型旋风除尘器

4.2.3 旋风除尘器 • 组合多管旋风除尘器

4.2.3 旋风除尘器 • 五、旋风除尘器的选型 1、计算除尘效率：η=（1-C2/C1）×100% 2、选择除尘器的型式 • 根据含尘浓度、粒度分布、烟气性质、除尘效率、允许的阻力等选择旋风除尘器的型号和规格。 3、根据允许的压力降确定进口气速，或取为 12～25 m/s 由可得 4、确定入口截面A，入口宽度b和高度h 5、确定各部分几何尺寸

尺寸名称 XLP/A XLP/B XLT/A XLT 入口宽度，b 入口高度，h 筒体直径，D 上3.85b 下0.7D 3.33b （b=0.3D） 3.85b 4.9b 排出筒直径，de 上0.6D 下0.6D 0.6D 0.6D 0.58D 筒体长度，L 上1.35D 下1.0D 1.7D 2.26D 1.6D 锥体长度，H 上0.50D 下1.00D 2.3D 2.0D 1.3D 灰口直径，d1 0.296D 0.43D 0.3D 0.145D 进口速度为右值时的压力损失 12m/s 700（600） 500（420） 860（770） 440（490） 15m/s 1100（940） 890（700） 1350（1210） 670（770） 18m/s 1400（1260） 1450（1150） 1950（1740） 990（1110） 4.2.3 旋风除尘器

旋风除尘器型式 XLT XLT⁄A XLP⁄A XLP⁄B ξ 5.3 6.5 8.0 5.8 4.2.3 旋风除尘器 • 局部阻力系数 • 产品规格：参见课本P68、P69

Thank You !

4.2 机械式除尘器