4.4湿式除尘器

4.4湿式除尘器利用液滴（水滴）捕集气体中的颗粒物，以达到净化含尘废气的目的，是一种高效除尘设备。●湿式除尘器的优点：除尘效率高，甚至对亚微米的粉尘都有较高的去除率；结构简单，占地面积小；造价低，操作维护方便；能有效处理高温、高湿、易燃、易爆的含尘气体；可同时去除废气中的气态污染物。●湿式除尘器的缺点：需要配备污水处理设施，防止二次污染；设备需要做防腐处理和保温措施；不宜净化纤维性粉尘和憎水性粉尘。●分类根据能耗分：低能湿式除尘器（0.2一1.5kPa）喷雾塔和旋风洗涤器高能湿式除尘器（2.5一9.0kPa）文丘里洗涤器4.4湿式除尘器根据净化机理分：重力喷雾洗涤器、旋风洗涤器、自激喷雾洗涤器、板式洗涤器、填料洗涤器、文丘里洗涤器、机械诱导喷雾洗涤器湿式除尘原理雾化接触型洗涤器液膜接触型洗涤器鼓泡接触型洗涤器湿式除尘器的设计4.4湿式除尘器湿式除尘原理气液接触界面湿式除尘机理能耗与效率的关系4.4湿式除尘器4.4.1湿式除尘原理（1）气液接触界面●湿式除尘器的关键是要使液体和气体密切接触并把粉尘从气相转移到液相。这种接触大致有三种方式：4.4湿式除尘器4.4.1湿式除尘原理液滴液膜气泡通过机械装置或气流把液体雾化成小液滴，液体呈分散相，含尘气体呈连续相，两者之间存在相对速度，利用惯性碰撞等作用实现液滴对颗粒物的捕集。把液体淋洒在填料介质上，使之在表面形成薄薄的水膜，此时，液气均呈连续相。气体中的粉尘由水膜进入水体被带走。气体穿过液层而产生气泡，气体为分散相，液体为连续相，颗粒在气泡中依靠惯性、重力和扩散等作用而沉降，被带入液体。（2）湿式除尘机理4.4湿式除尘器4.4.1湿式除尘原理惯性碰撞●当含尘气流接近液滴时，气流将绕过液滴，而粒径较大的粉尘(dp1m)由于惯性作用，继续保持原来运动方向前进并撞击到液滴上而被捕集。惯性捕集效率为：)1.0(18)35.0(22tkLgrPPtktktkISDdCSSS4.4.1Stk惯性碰撞参数（2）湿式除尘机理4.4湿式除尘器4.4.1湿式除尘原理直接拦截●当含尘气流接近液滴时，粒径较小的粉尘随气流一起绕流，若尘粒半径大于尘粒中心到液滴边缘的距离时，尘粒与液滴接触而被拦截。拦截捕集效率为：拦截比—LPRDdRRR)11()1(24.4.1（2）湿式除尘机理4.4湿式除尘器4.4.1湿式除尘原理重力沉降●因重力沉降产生的捕集效率可根据Langmuir的内插公式计算：IV和IP分别是圆球捕集体在粘性流和势流条件下的惯性捕集效率（查手册）grLgedededIPIVGDRRR60/1)60(（2）湿式除尘机理4.4湿式除尘器4.4.1湿式除尘原理扩散沉降●含尘气流中的小颗粒(dp0.3m)因受到气体分子的碰撞而作无规则运动，通过从高浓度到低浓度的扩散而被捕集。粘性流和势流的扩散捕集效率分别用Langmuir和Natanson公式：）（见156P)ln2(71.103/13/2mLeedeDDDPRPgLgedeDDRP03/119.3Pe捕集体的皮克莱数（3）湿式除尘器的能耗与效率的关系4.4湿式除尘器4.4.1湿式除尘原理●湿式除尘器的关键是要使液体和气体密切接触，把迫使颗粒物和液滴接触所需要的能量定义为接触能Et(kWh/1000m3)，包括气相能耗Eg和液相能耗El。)(36001gllglgtQQPPEEE式中:△Pg-气体通过洗涤器的压力损失,Pa;△Pl-加入液体的压力损失,Pa;Qg,Ql-分别为液体和气体流量,m3/s。（3）湿式除尘器的能耗与效率的关系4.4湿式除尘器4.4.1湿式除尘原理●为了关联除尘器能耗与除尘效率，往往定义传质单元数Nt。12ln21cccdcNcct则除尘效率为tNecc1112式中：c1,c2-分别为进洗涤器和出洗涤器时粉尘浓度,mg/m3。（3）湿式除尘器的能耗与效率的关系4.4湿式除尘器4.4.1湿式除尘原理●经过大量的实验研究，传质单元数Nt和总能耗Et在双对数坐标中基本呈直线关系，于是可得如下经验公式。ttEN式中：,-为特性参数，取决于要净化粉尘的特性和洗涤器特性，Semran给出了部分粉尘的参数，参考P203表6-8。（4）分割粒径与除尘效率的关系4.4湿式除尘器4.4.1湿式除尘原理对于多分散气溶胶体系，控制装置的总除尘效率将取决于颗粒的粒径分布和对这种粉尘的分级效率。任何湿式除尘器对给定粉尘的总通过率可以表示为：（4）分割粒径与除尘效率的关系4.4湿式除尘器4.4.1湿式除尘原理多数惯性分离装置的分级通过率可以表示为：（4）分割粒径与除尘效率的关系4.4湿式除尘器4.4.1湿式除尘原理（4）分割粒径与除尘效率的关系4.4湿式除尘器4.4.1湿式除尘原理（4）分割粒径与除尘效率的关系4.4湿式除尘器4.4.1湿式除尘原理雾化接触型洗涤器喷雾塔洗涤器冲击式洗涤器文丘里洗涤尘器4.4湿式除尘器4.4.2雾化接触型洗涤器（液滴）中心喷雾的旋风洗涤器（1）喷雾塔洗涤器●液滴具有相同的直径dD；4.4湿式除尘器4.4.2雾化接触型洗涤器为估算喷雾塔的除尘效率，通常作如下假定(Calvert)：●在塔横截面上液滴分布均匀；●液滴浓度足够稀，彼此互不影响；●第i级尘粒在塔横截面上分布均匀，且浓度为ni；图4.4.2重力喷雾塔（1）喷雾塔洗涤器4.4湿式除尘器4.4.2雾化接触型洗涤器式中:Ql,Qg-液体和气体的体积流量,m3/s；z-总塔高度,m;dD-液滴直径,m;tD,ti,g-分别为液滴的终末端沉降速度,第i级粉尘的终末端沉降速度和气体空塔流速,m/s;Ti-单个液滴对dpi尘粒的惯性捕集效率。TigtDDgtitDlidQzQ)(2)(3exp1（2）冲击式洗涤器●冲击式洗涤器是使含尘气体以一定的速度冲击水面，形成雾滴来捕集粉尘的装置，该除尘器结构简单、耗水量小、除尘效率较高，但阻力较大。4.4湿式除尘器4.4.2雾化接触型洗涤器图4.4.3冲击式除尘器（3）中心喷雾的旋风洗涤器4.4湿式除尘器4.4.2雾化接触型洗涤器（4）文丘里洗涤器4.4湿式除尘器4.4.2雾化接触型洗涤器21345图4.4.4文丘里除尘器1-进气管；2-收缩管；3-喉管；4-扩散管；5-旋风分离器气流加速（50-180m/s）惯性捕尘冷凝核聚集凝聚体的捕集●工作原理（4）文丘里洗涤器4.4湿式除尘器4.4.2雾化接触型洗涤器●几何尺寸L1LTL212D1D2DT喉管直径由喉管气速和气量决定，D1/DT=1:4,喉管长度：LT/DT=0.8-1.5;一般取1=23-28°，2=5-7°;收缩管和扩散管的长度为2222222111ctgDDLctgDDLTT，（4）文丘里洗涤器4.4湿式除尘器4.4.2雾化接触型洗涤器●除尘效率(Calvert)卡尔弗特等人作了一系列简化后提出下式以计算文丘里洗涤器的通过率)101.6exp(2229gpCPLPfdCP和－分别为洗涤液和粉尘的密度g/cm3；－气体粘度，10－1Pa.s；－文丘里洗涤器压力损失，cmH2O。－粉尘粒径，μm；一经验常数，在该表达式中为0.1－0.4。LPgPpdf（4）文丘里洗涤器4.4湿式除尘器4.4.2雾化接触型洗涤器●除尘效率(Calvert)（4）文丘里洗涤器4.4湿式除尘器4.4.2雾化接触型洗涤器●阻力损失卡尔弗特等人基于气流损失的能量全部用于在喉管内加速液滴的假定，发展了计算文丘里洗涤器压力损失的数学模式（P2116-52、6-53、6-54）。（3）文丘里洗涤器4.4湿式除尘器4.4.2雾化接触型洗涤器●阻力损失卡尔弗特等人基于气流损失的能量全部用于在喉管内加速液滴的假定，发展了计算文丘里洗涤器压力损失的数学模式（P2116-52、6-53、6-54）。4.4湿式除尘器4.4.2雾化接触型洗涤器液膜接触型洗涤器旋风洗涤器填料塔洗涤器4.4湿式除尘器4.4.3液膜接触型洗涤器（液膜）（1）旋风洗涤器（旋风水膜除尘器）4.4湿式除尘器4.4.3液膜接触型洗涤器（1）旋风洗涤器（旋风水膜除尘器）4.4湿式除尘器4.4.3液膜接触型洗涤器图4.4.5旋风除尘器和旋风洗涤器示意图（1）填料塔洗涤器4.4湿式除尘器4.4.3液膜接触型洗涤器图4.4.6填料塔洗涤器示意图1-气体出口2-液体入口3-气体入口4-液体出口12344.4湿式除尘器4.4.4鼓泡接触型洗涤器（气泡）图4.4.7筛板塔洗涤器示意图1-气体出口2-液体入口3-液体出口4-气体入口●鼓泡接触型洗涤器是利用含尘气流穿过液层时形成气泡，在气泡形成及上升过程中将粉尘捕集下来。最常见的是筛板塔洗涤器。12344.4湿式除尘器4.4.5湿式除尘器的设计（1）收集有关废气的资料，包括气量、温度、密度、粉尘浓度、粉尘密度、粉尘粒径分布等；●湿式除尘器设计的一般步骤（2）确定要达到的处理效果；（3）根据（1）和（2），选择恰当的湿式除尘器；（4）选取设备的有关参数；（5）计算除尘效率并和（2）比较，直如满足；（6）计算设备的结构参数；（7）计算除尘器的压力损失。