大气污染控制工程-除尘装置

大气污染控制工程-除尘装置的思维导图，从气体中去除或捕集固态或液态微粒的设备称为除尘装置，一起来看看。

除尘装置

机械除尘器

重力沉降室：通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置，含尘气流进入重力沉降室后，由于扩大了流动截面积而使气体流速大大降低，使较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降。

沉降室内的扰动会引起粒子运动速度和方向发生偏差，同时还要考虑到反混现象，工程上常用计算值的一半作为分级效率。

提高沉降室除尘效率的主要途径为降低沉降室内气流速度，增加沉降室长度或降低沉降室高度。

子主题

为使沉降室捕集直径更小的粒子，可以在总高度不变的情况下，在沉降室内增设几块水平隔板，形成多层沉降室。

重力沉降室的主要优点是：结构简单、投资少、压力损失小，维修管理容易。但他体积大，效率低，因此只能作为高效除尘的预除尘装置，除去较大和较重的粒子。

惯性除尘器：为了改善沉降室的除尘效果，可在沉降室内设置各种形式的挡板，使含尘气流冲击挡板，气流方向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性作用使其与气流发生分离。

回旋气流的曲率半径越小，越能分离捕集细小的粒子。

旋风除尘器：利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的器。

为了研究方便，把内外涡旋气体的运动分为三个速度分量：切向速度、径向速度和轴向速度。

普通旋风除尘器由进气管、筒体、锥体和排气管组成。 含尘气流进入除尘器后，沿外筒内壁由上向下作旋转运动，同时有少量气体沿径向运动到中心区域。当旋转气流的大部分到达锥体底部后，转而向上沿轴心旋转，最后经排出管排出。通常将旋转向下的外圈气流称为外涡旋，旋转向上的中心气流称为内涡旋，两种的旋转方向是相同的。

外涡旋的切向速度反比 于旋转半径的n次方。

轴向速度

影响旋风除尘器效率的因素

二次效应：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。 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。

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。锥体适当加长，对提高除尘效率有利。排出管直径愈少分割直径愈小，即除尘效率愈高；直径太小，压力降增加，一般取排出管直径de=（0.4～0.65）D。旋风除尘器排出管以下部分的长度应当接近或等于l，筒体和锥体的总高度以不大于五倍的筒体直径为宜。

电除尘器

含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，使尘粒带电，并在电场力作用下使尘粒沉积在集尘集上，将尘粒从含尘气体中分离出来。分离力直接作用在粒子上，而不是作用在整个，这决定了它具有分离粒子耗能小，气流阻力小的特点。

压力损失小，一般为200～500Pa；处理烟气量大，可达105～106 m3/h；能耗低，大约0.2～0.4kWh/1000m3；对细粉尘有很高的捕集效率，可高于99％；可在高温或强腐蚀性气体下操作。

在电晕极(放电极)与集尘极(收尘极)之间施加直流高电压，使放电极发生电晕放电，气体电离，生成大量自由电子和正离子。正离子被电晕极吸引而失去电荷。自由电子和气流中电负性气体分子俘获自由电子后形成的气体负离子，在电场力的作用下向集尘极移动。

电子雪崩：假如电晕电极为负极，从金属丝表面或附近放出的电子迅速向正极运动，与气体分子发生碰撞并使之离子化，结果又产生了大量电子。

开始产生电晕电流时的电压称为启示电晕电压。当电压超过击穿电压时，电晕区范围逐渐扩大至极间空气全部电离，称为电场击穿。工业气体净化倾向于采用稳定性强，操作电压和电流高的负电晕极。空气调节系统采用正电晕极，好处在于其产生臭氧和氮氧化物的量低。

电晕特性取决于很多因素，包括电极的形状、电极间距离，气体组成、压力、温度，气流中要捕集的粉尘浓度、粒度、电阻率以及它们在电晕电极和集尘极上的沉积等。

粒子荷电

荷电机理：一种是离子在静电力作用下定向运动，与粒子碰撞而使粒子荷电，称为电场荷电或碰撞荷电；另一种是由离子的扩散现象而导致的粒子荷电过程，称为扩散荷电。粒子的主要荷电过程取决于粒径，大于0.5μm的微粒，以电场荷电为主；小于0.15μm的微粒，以扩散荷电为主；介于之间的粒子，需要同时考虑这两种过程。

异常荷电现象：沉积在集尘极表面的高比电阻粒子导致在低电压下发生火花放电或在集尘极发生反电晕现象,破坏正常电晕过程。气流中微小粒子的浓度高时，荷电尘粒所形成的电晕电流不大，可是所形成的空间电荷却很大，严重抑制着电晕电流的产生。当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，尘粒在电场中根本得不到电荷，电晕电流几乎减小到零，失去除尘作用，即电晕闭塞。

荷电粒子捕集

德意希公式：

修正：

被捕集粉尘的清除

粉尘沉积在电晕极上会影响电晕电流的大小和均匀性，一般方法采取振打清灰方式清除 。从集尘极清除已沉积的粉尘的主要目的是防止粉尘重新进入气流。在湿式电除尘器中，用水冲洗集尘极板在干式电除尘器中，一般用机械撞击或电极振动产生的振动 力清灰。

电除尘器的结构

双区电除尘器主要用在通风空气的净化或某些轻工业部门。为控制各种工艺尾气和燃烧烟气污染则主要应用单区电除尘器。

粉尘电阻率

为了在电晕电极与集尘极之间输送离子电流，沉积在集尘极表面的粉尘必须具有一定的导电性，为此所需要的最小电导率是10-10（Ω·cm）-1 。 克服高电阻率影响的方法有：保持电极表面尽可能清洁，采用较好的供电系统，烟气调质……

从气体中去除或捕集固态或液态微粒的设备称为除尘装置