第六章颗粒污染物控制技术基础一二节分析.ppt

旋风除尘器的工作原理 设计旋风除尘器时应特别注意的两个问题： 上涡流和锥顶区中细颗粒的返回问题. 上涡旋：气流从除尘器顶部向下高速旋转时，顶部的压力下降，少部分气流沿筒壁旋转向上，到达上顶盖后，又继续沿排出管外壁旋转下降，最后到达排气管下端附近被上升的内旋流带走。通常把这部分气流称为上旋涡。随着上旋涡，将有少量细颗粒物被内旋涡向上带走。 切向速度 外涡旋的切向速度：反比于旋转半径的n次方 此处n ? 1，称为涡流指数 内涡旋的切向速度正比于半径 内外涡旋的界面上气流切向速度最大 交界圆柱面直径 do = ( 0.6～1.0 ) de , de 为排气管直径 旋风除尘器的工作原理 径向速度 径向速度远远小于切向与轴向速度，大部分是向心的，只在中心涡核才有小部分向外的径向流。 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 r0和h0分别为交界圆柱面的半径和高度，m 旋风除尘器的工作原理 轴向速度 外涡旋的轴向速度向下 进入灰斗的气体还会从排尘口中心部位向上返回旋风分离器内，这就要夹带一些颗粒上来，再加上中心部分的向上轴向速度一般较大，对分离显然不利。 内涡旋的轴向速度向上 在内涡旋，轴向速度向上逐渐增大，在排气管底部达到最大值 旋风除尘器的工作原理 旋风除尘器的除尘效率—平衡轨道理论 在交界面上，离心力FC，向心运动气流作用于尘粒上的阻力FD 若 FC FD ，颗粒移向外壁被捕集 若 FC FD ，颗粒进入内涡旋 当 FC = FD时，有50%的可能进入外涡旋，既除尘效率为50% 。此时的粒径称为除尘器的分割直径或分割粒径（dc）。 除尘效率和影响因素 旋风除尘器的除尘效率 对于dc的球形颗粒 分割直径 dc确定后，根据雷思-利希特模式计算其它粒子的分级效率 除尘效率和影响因素 （6-61） （6-62） ※分割直径dc越小，说明除尘效率越高，性能越好。 入口风速（或流量）　 入口风速一般为12-20m/s，不宜低于10m/s，以防入口管道积灰。 除尘器的结构尺寸 粉尘粒径与密度 粒径大，除尘效率高；密度小，除尘效率低。 流量大，除尘效率高，但风速过高反而使除尘效率下降. 气体温度 温度增高，除尘效率降低。 灰斗的气密性 气密性不好，捕集效率显著下降。 筒体直径 、锥体长度 、排气管直径 除尘效率的影响因素 ?：局部阻力系数 A：旋风除尘器进口面积 压力损失 注意：压力损失应小于2kPa。 例题：已知XZT-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。 解：根据式 （6-58）计算外旋流的涡流指数： 例题：已知XZT-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。 解: :假设接近圆筒壁处的气流切向速度近似等于气流的入口速度，即v1=13m/s，取内、外涡旋交界圆柱的直径d0=0.7 de=0.315m。 又因为： 则内、外涡旋交界面处气流的切向速度 例题：已知XZT-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。 解：根据式（6-60），计算交界面处气流平均径向速度： 根据式（6-61），计算分割直径： 例题：已知XZT-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