除尘技术

粉尘：粒径为1-200μm，由自然力或机械力产生的可悬浮于空气中的固体微小粒子。总悬浮颗粒物（TSP）：：指悬浮在大气中不易沉降的所有微粒物，包括各种固体、液体微粒，空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物的总和。可吸入颗粒物(PM10):悬浮于空气中的空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物的总和。气溶胶：沉降速度可以忽略的颗粒（包括小固体粒子液滴，粒径为0.001-1000μm）或其在气体介质中的悬浮体系。呼吸性粉尘：指能进入肺泡区的微细粉尘。一般认为空气动力直径在7μm一下的粉尘可进入呼吸道深处。集气罩：用以控制污染源处污染物扩散并收集污染气体的部件。分级除尘效率：除尘装置对某一粒径或粒径间隔的除尘效率，简称分级效率。分（切）割粒径：对应分级除尘效率为50%的粒径，dc表示。安息角：粉尘从漏斗连续落下自然堆积形成的圆锥体母线与水平面的夹角。众径：发生在筛下累计频率F曲线的拐点处，即频度p最大时对应的粒径即众径dd。中位粒径：筛下累计频率F=0.5时所对应粒径，用d50表示。粒径分布（分散度）：是指不同粒径范围内颗粒的个数（或质量或表面积）所占的比例。真比重：用粉尘真实体积求得的比重。假比重：所用体积包括粉尘颗粒间隙求的的比重。除尘器：从气体中分离或收集固态或液态粒子的设备。电除尘器：含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，使尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒沉积在集尘极上，将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。起始电晕电压：开始产生电晕电流所施加的电压。驱进速度：荷电粒子在电场力作用下向集尘极板做沉降运动的速度。ω=qEp/(3πμdp)（ω与粉尘粒径有关）有效驱进速度：实际中常常根据在一定的除尘器结构型式和运行条件下测得的ESP的总捕集效率值，代入德意希方程式中反算出的相应驱进速度值，以ωe表示。湿式除尘器:使含尘气体与液体（一般为水）密切接触，利用水滴和尘粒的惯性碰撞及其它作用捕集尘粒或使粒径增大的装置液气比：处理单位气体所消耗的液体量，常用单位l/m3m3/m3.过滤式除尘器：使含尘气流通过过滤材料而将粉尘分离捕集的装置。气布比：烟气实际体积流量与滤布面积之比。1、简述粉尘的主要来源和其危害。粉尘来源可分为两大类，①自然过程引起的，如火山爆发、森林火灾、自然风化等造成的。②人类活动引起的（连续、严重、可控）如工业生产污染源、交通运输污染源和生活污染源等。粉尘的危害一、对人体健康的危害二、爆炸危害三、对能见度的影响四、对建筑物、植物、动物的影响五、对设备、产品的影响六、对大气环境质量的影响2、归纳局部净化系统的主要组成部分及其主要作用。局部排气净化系统主要由五大部分组成：1.集气罩，用以控制污染源处污染物扩散并收集污染气体的部件。2.风管，用以输送气体的管道，是连接设备与系统各部件的必用部件。3.空气净化设备，分离并收集污染物，使污染气体得到净化，使之达标排放。4.通风机（也称风机），为局部净化系统中气流流动提供必要动力的设备5.烟囱，将净化后的气体输送到一定（符合排放高度要求）高度排放，以利于污染物的扩散稀释，减少对污染源附近地面的污染。3、简要说明五种重要集气罩的适用条件。集气罩的基本类型：密闭罩；用于粉尘发生源控制，应用：容许条件下，设计中应尽量采用。排气柜；用于热污染源或有害气体密度较小的场合，排气点宜设在排气柜的上部。应用：化学实验室通风柜，小零件喷漆箱排气柜等。外部集气罩；应用：工艺条件限制，无法对污染源进行密闭的场合。接受式集气罩；应用：⒈热源上部的伞型接受集气罩；⒉捕集砂轮磨削时抛出的磨屑及粉尘的接受集气罩。吹吸式集气罩（吹吸联合罩）应用：控制距离远、范围大。如电镀槽电镀烟气的控制。应用：用于外部集气罩与污染源距离较大时。4、举例说明吸气罩设计时为什么应尽量减少其吸气范围？假定流动没有阻力，在吸气口外气流流动的流线是以吸气口为中心的径向线。等速面是以吸气口为球心的球面①由于通过等速面的吸气量相等，假定点汇流的吸气量为Q，等速面的半径分别为r1、r2，相应气流速度为v1、v2，则Q=4πr12v1=4πr22v2即v1/v2=(r2/r1)2，因此设计集气罩时，应尽量减少罩口到污染源的距离，以提高捕集效率。②若在吸气口和四周加挡板，吸气范围减少一半，其等速面为半球面，则有：Q=2πr12v1=2πr22v2所以同样距离上造成同样的吸气速度时，或者说在吸气量相同的情况下，在相同的距离上，游荡不的习气口的习气速度比无挡板的大一倍。因此在设计时，应尽量减少吸气范围，以增强控制效果，减少系统风量。5、除尘器的主要技术经济指标有哪些？技术指标主要有处理气体流量、净化效率和压力损失；经济指标主要有设备费、运行费和占地面积等。此外，还应考虑装置的安装、操作、检修的难易等因素。6、归纳计算颗粒沉降末端速度的步骤。⑴对粒径小于100μm的颗粒，直接用us=p2ρpg/(18μ)试算颗粒末端速度us，，然后计算颗粒的雷诺数Rep；⑵判断Rep，是否在Stokes区内。是，计算结果有效；不是，根据Rep的数值重新选择相应的us计算公式，重新计算us值。⑶用us再次计算Rep，用以判别us公式选择的合理性。⑷合适，计算结束。不合适，重复⑵、⑶步骤，直至合适为止。7、粉尘的主要物理性质包括哪些？对除尘有何影响？1粉尘的密度：粉尘的真密度用在研究尘粒在气体中的运动分离去除等方面，堆积密度用在贮仓或灰斗的容积确定等方面。2粉尘的安息角与滑动角：是评价粉尘流动特性的重要指标，是设计除尘器灰斗的锥度及除尘管路或输灰管路倾斜度的主要依据。3粉尘的比表面积：影响粉尘的物理、化学活性以及通过过滤层的阻力.4粉尘的含水率：影响粉尘的导电性、粘附性、流动性等物理特性5粉尘的润湿性：润湿性是选择湿式除尘器、除尘方法的主要依据之一。6粉尘的荷电性和导电性：对电除尘器的运行有很大的影响和决定性作用7粉尘的粘附性：影响颗粒捕集和含尘气流的输送。8粉尘的自燃性和爆炸性:影响除尘方式的选择和操作条件的选取。8、了解颗粒运动的阻力分区方法。阻力分区：雷诺数（1，500，200000）（斯托克斯，湍流过渡，牛顿）9、简述旋风除尘器除尘效率的影响因素（五点）。影响旋风除尘器效率的因素：⑴二次效应－被捕集粒子的重新进入气流⑵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。⑶运行系统的密闭性，尤其是除尘器下部的严密性⑷烟尘的物理性质：气体的密度和粘度、尘粒的大小和比重、烟气含尘浓度⑸操作变量：提高烟气入口流速，旋风除尘器分割直径变小，除尘器性能改善10、简述重力沉降室的特点（优缺点）。重力沉降室的优点：结构简单；投资少；压力损失小（一般为50～130Pa）；维修管理容易。缺点：体积大；效率低；仅作为高效除尘器的预除尘装置，除去较大（大于40μ）和较重的粒子。11、电除尘器的特点电除尘器的主要优点：1.设备压力损失小：一般≤500Pa；2.能耗低：大约0.2～0.4kWh/1000m3;3.处理烟气量大：可达10^6m3/h或者更大;4.除尘效率高：对细粉尘有很高的捕集效率，可高于99％;5.适应范围广：耐温可达400℃，含尘浓度可达上100g/m3，对粉尘粒径为0.1μm的微细粉尘也有很高的效率；6.自动化程度高，运行可靠。电除尘器的主要缺点：（1）耗钢量大，一次性投资大；（2）应用范围受粉尘比电阻的影响限制：粉尘比电阻在10^4-10^10Ω.cm以外，除尘效率明显下降，需要对粉尘比电阻进行调节。12、简述电除尘的三个基本过程电除尘的三个基本过程：荷电、沉降、清灰1.悬浮粒子荷电——高压直流电晕；2.带电粒子在电场内迁移和捕集即粉尘沉降——延续的电晕电场（单区电除尘器）或光滑的不放电的电极之间的纯静电场（双区或多区电除尘器）；3.捕集的粉尘从集尘表面或电晕线上清除即清灰——振打除去接地集尘极板上的粉尘层或电晕线上的积尘并使振落的粉尘落入底部的灰斗。13、简述文丘里的组成及其除尘机理。组成：收缩管，喉管，扩散管。机理：含尘气体由进气管进入收缩管后，流速逐渐增大，气流的压力能逐渐转变为动能。在喉管入口处，气速达到最大，一般为50～180m/s。洗涤液（一般为水）通过沿喉管周边均匀分布的喷嘴进入，液滴被高速气流雾化和加速，并与粉尘进行有效碰撞，使粉尘捕集、湿润、凝并，实现微细尘粒的捕集。进入收缩段后，气体迅速减速，粉尘与液滴再次碰撞捕集。充分的雾化是实现高效除尘的基本条件14、简述袋式除尘器的清灰方式及其特点。清灰方式有四种：⒈机械振动式优点：工作性能稳定，清灰效果较好;缺点：滤袋常受机械力作用，损坏较快，滤袋检修与更换工作量大.⒉逆气流清灰优点：结构简单，滤袋磨损少，特别适用于粉尘粘性小，玻璃纤维滤袋的情况缺点：清灰效果较差，不能在线清灰而增加除尘器体积。⒊脉冲喷吹清灰优点：脉冲喷吹清灰实现了全自动清灰，清灰效果比逆气流清灰好；过滤负荷较高，滤袋磨损轻，运行安全可靠；能在线清灰，减小了除尘器体积。缺点：需要专门压气设备4.简易人工清灰优点：简单、设备造价低。缺点：工人劳动强度大，不能用于型除尘设备。袋式除尘器优点：除尘效率高，常达99%以上，能满足严格的粉尘排放标准；性能稳定可靠，操作简单；有利于粉尘回收利用；处理能力大，适用面广。缺点：受高温限制；粘性粉尘清灰困难、使用水硬性粉尘除尘必须注意防结露；其造价较高（比机械式除尘器高，但比电除尘器低）。15、简述除尘器的发展趋势。1.除尘设备趋向高效率—环保要求更严格，布袋、ESP效率高；2.发展处理大烟气量的除尘设备—工业大型化-ESP、布袋多用；3.着重研究提高现有高效除尘器的性能需要，如日本的履带式集尘极；4.研究发展新型除尘设备⑴宽间距或脉冲高压电除尘器⑵环形喷吹袋式除尘器⑶顺气流喷吹、超声波清灰袋式除尘器⑷带电水滴湿式洗涤器——复合机理⑸带电袋式除尘器等——复合机理⒌向除尘与气体污染物净化一体化发展；⒍重视除尘机理及理论方面的研究；⒎向高度自动化控制发展。16、袋式除尘器设计流程：⑴选择滤料：与温度、气体及粉尘的性质相适应；⑵选择清灰方式：与滤料相适应；⑶确定过滤风速；⑷计算需要的过滤面积和袋室数目；⑸提出风机和管道的技术要求；⑹经济核算。17、管道系统压力损失计算步骤：⑴确定各抽风点的位置、风量、净化装置及其他部件的型号规格、风管材料等；⑵据现场实际布置管道、绘制管道系统轴测图，标注管道编号、风量、管长；⑶确定管道内的气速。考虑系统阻力、粉尘磨损及沉降、运行费用等因素。原则：经济合理，投资运行费用最小——经济合理流速。设计时参考手册选取⑷据管道通过风量、流速，确定管径：计算值要按“计算表”中值进行圆整，以便加工制作。⑸按实际流速计算压损。压损计算应从最不利环路—损失最大环路开始；⑹对并联管道进行压力平衡计算。原因——各支管的自然条件下阻力损失不平衡。18、简述测试条件选择的原则。⑴符合生产正常工况条件和除尘系统稳定运行条件；⑵测点位置具有代表性、合理性；⑶测试工作安全可靠。19、说明确定测定截面位置和布置测点方法。测定截面位置：测定除尘器、风机：保证精度和设备性能前提下，尽可能将测点靠近机体；测定管道：测点位置应避开管道弯曲部位、截面急剧变化部位。一般测定截面位置尽可能选在气流稳定的直管段，并最好距异型件后5倍管径、距异型件前3倍管径以上处，最小不得小于1.5倍管径。⑴圆管测点的布置：根据不同圆管直径设定不同的半径划分数和测定点数，测定点距烟道中心的距离随测定点数不同而不同。⑵矩形或方形截面管道测点的布置：把测定截面分成至少4个小方格或小矩形格，格边长小于1m，测点选在小格的中心处，测孔设在连接各测点的延长线上。20、多分支管道系统设计中，为什么必须进行并联分支管接点压力平衡计算？简述常用节点压力平衡调整的技术措施。对河流三通两股气流汇合过程中的能量损失不同，两分支管的局部压损分别计算。合流三通的直管和支管流速相差较大时，会发生引射现象，在引射过程中流速大的气流失去能量、流速小的气流得到能量，因而其直管的局部压损系数会出现负值，为了减少三