③ 电除尘器:电除尘器中含尘气体的比电阻与温度有关,含尘气体的温度直接影响其比电阻,从而影响除尘效率。通常电除尘器使用温度在500oC以下。
比电阻——又叫电阻系数或叫电阻率。是衡量物质导电性能好坏的一个物理量,以字母ρ表示,单位为欧姆*毫米平方/米。在数值上等于用那种物质做的长1米,截面积为1平方毫米的导线,在温度20oC时的电阻值,电阻率越大,导电性能越低。
3、含尘气体的湿度
含尘气体的湿度对除尘器的选型有重要影响。
袋式除尘器不宜处理湿度大的含尘气体,否则将会造成粉尘粘结在滤料上面,以及造成设备腐蚀等问题。而电除尘器为降低含尘气体的比电阻,还需要喷湿等,以使其相对湿度保持在30%~40%的状态。
4、含尘气体的腐蚀性
一些含尘气体有很大的腐蚀性,例如像(二氧化硫、三氧化硫)含有硫的氧化物遇到水蒸气后,会形成稀硫酸。稀硫酸对钢板的腐蚀很厉害。所以,对含尘气体中的腐蚀性要采取防腐蚀措施。
在设计制造通风除尘系统时,要选用耐腐蚀性材料,并要采取适当措施防止管道结露。
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第三章 除尘机理及除尘器的性能指标
为了保护大气环境,防止大气污染,不允许含尘气体直接排入大气空间,所以,必须对含尘气体进行除尘处理。除尘的主要任务是从排出的气流中将粉尘分离出来,分离的方法是利用各种不同的机理,包括重力、离心力、空气动力、电力、磁力等。
第一节 除尘器的除尘机理
1、重力:气流中的尘粒可以依靠重力自然沉降,从气流中分离出来。但是,尘粒的沉降速度一般较小,这个机理只能用于粗大的尘粒。
2、离心力:当含尘气流作圆周运动时,由于惯性离心力的作用,尘粒和气流会产生相对运动,使尘粒从气流中分离出来。它是旋风除尘器的主要机理。
3、惯性碰撞:含尘气流在运动过程中,遇到物体的阻挡(如挡板、纤维、水滴等)时,气流要改变方向进行绕流,细小的尘粒会随气流一起流动。粗大的尘粒由于具有较大的惯性,它将脱离流线,维持自身的惯性运动,尘粒将和物体发生碰撞。这种现象称为惯性碰撞。
惯性碰撞是过滤式除尘器、湿式除尘器和惯性除尘器的主要除尘机理。
4、接触阻留:细小的尘粒随气流一起绕流时,如果流线紧靠物体(纤维或液滴)表面,有些尘粒与物体发生接触而被阻留,这种机制称为接触阻留。当尘粒尺寸大于纤维网眼而被阻留时,这种现象称为筛滤作用。
过滤式除尘器主要依靠筛滤作用进行除尘。
5、扩散:小于1?m的微小粒子在气体分子撞击下,像气体分子一样作布朗运动(悬浮微粒不停地做无规则运动的现象叫做布朗运动)。如果尘粒在布朗运动过程中和物体表面接触,就会从气流中分离,这种机理称为扩散。对于dc?0.3?m的尘粒,是一个主要的分离机理。
湿式除尘器和袋式除尘器的分级效率曲线表明,当dc?0.3?m左右时,除尘器效率最低。因为在dc?0.3?m时,扩散的作用还不显著,而惯性的作用是随粒径的减小而减小,当dc?0.3?m时,惯性不起作用,这时主要依靠扩散作用,布朗运动随粒径的减小而增强。
6、静电力:悬浮在气流中的尘粒,若带有一定量的电荷,可以通过静电力使它从气流中分离出来。由于自然状态下,尘粒的荷电量很小,因此,要得到较高的除尘效率,必须设置专门的高压
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电场,使尘粒充分荷电。
7、凝聚:凝聚作用不是一种直接的除尘机理。通过超声波、蒸汽凝结、加湿等凝聚作用,可以使细小尘粒凝聚增大,再用一般的除尘方法分离出来。
在工程上常用的除尘器通常不是简单地依靠某一种除尘机理,而是几种除尘机理的综合作用。
第二节 除尘器的性能指标
除尘器的技术性能指标包括除尘效率、阻力、处理风量三项指标;除尘器的经济性能指标包括除尘器设备费和运行费(即总成本费)、占地面积及使用寿命。这六项性能指标是衡量一个除尘器性能好坏的标志。我们主要介绍其技术性能指标。
一、除尘器的除尘效率
评价除尘装置的除尘效果好坏,通常用除尘效率?来表示。除尘效率包括全效率、分级效率以及多级除尘器的总效率。
1、除尘器全效率
全效率:除尘装置所捕集的粉尘量占进入除尘装置粉尘总量的百分数,以?表示。其表达式:
??G2?100% (3-1) G1式中 G1——进入除尘装置的粉尘总量,g; G2——除尘装置捕集下来的粉尘总量,g。
公式(3-1)为测定质量的方法求得的全效率,所以称为质量法。这种方法主要用于实验室测定除尘器的除尘效率,其结果比较准确。
但在实际通风工程中,由于生产的连续性,所以使用此方法往往受到一定的限制。那么,在现场如何确定除尘器的除尘效率呢?一般采用浓度法。就是通过测定除尘装置进、出口处的含尘浓度来求得除尘效率。其表达式为:
???1??2?100% (3-2) ?1式中 ?1——除尘装置进口处的含尘浓度,mg/m3; ?2——除尘装置出口处的含尘浓度,mg/m3。
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由于粉尘在管道内的分布是不均匀的,所以用浓度法计算所得结果是不够准确的。但是,这种方法适合现场测定,因此,在现场测定中普遍应用浓度法。
2、除尘器分级效率
实践中我们常常碰到这种情况,对于同一除尘器来说,当用来捕集粒径不同的粉尘时,所表现出来的除尘效率也不相同。例如旋风除尘器,当用来捕集较大颗粒的粉尘时,效率就高;当用来捕集小颗粒的粉尘时,效率就低。这说明除尘器的效率(全效率)是与粉尘的分散度密切相关的。所以,为了进一步说明除尘器的特性,通常采用分级效率来标定除尘器的性能。其表达式为:
(1) 按浓度法表示
?d??d1?1??d2?2?100% (3-3)
?d1?1式中 ?d——除尘器分级效率,%;
?d1——除尘器进口处粉尘粒径为d的分散度,%; ?d2——除尘器出口处粉尘粒径为d的分散度,%。
(2) 按质量法表示
?d??dG2???d?100% (3-4) ?d1G1?d1式中 ?d——除尘器捕集的粉尘粒径为d的分散度,%。
需要说明的是:实际上,某粒径d分级效率,其中d不可能是指一个确切几何尺寸的粒径,而是指一组或一个范围内的粒径。
3、分级效率与全效率的关系
已知分级除尘效率后,即可用空气中粉尘的分组百分比,也就是分散度,来计算除尘器的除尘全效率。其表达式为:
????di?di (3-5)
式中 ?di——粒径为d的、第i组的分散度,%; ?di——粒径为d的、第i组的分级效率,%。
例如,进入除尘器的粉尘组成粒径为0~5?m、5~10?m、10~20?m、20~40?m、40~60?m、
?60?m六组,各组的分散度分别为?0~5、?5~10、?10~20、?20~40、?40~60、??60,各组的分级效率分别
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为?0~5、?5~10、?10~20、?20~40、? 40~60、??60,那么,代入公式(3-5)可得
????di?di
??0~5?0~5??5~10?5~10??10~20?10~20??20~40?20~40??40~60?40~60???60??60
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