大气污染控制工程考试知识点

大气污染控制工程考试知识点内容摘要：

理 ：旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置。 普通旋风除尘器是由进气管、筒体。 锥体和排气管组成。 含尘气流进入除尘器后，沿外壁由上而下旋转运动，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，两者的旋转方向是相同的。 气流作旋转运动时，尘粒在离心力作用下逐步移向外壁，到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗。 除尘器相对尺寸对压力损失影响较大，当除 尘器结构型式相同时，几何相似放大或缩小，压力损失基本不变。 除尘效率为 50%，此时 的粒径即为除尘器的分割直径 ，用 dc 表示。 dc越小，说明除尘效率越高，性能越好。 影响旋风除尘器效率的 主要 因素 有 ： 二次效应、比例尺寸、烟尘的物理性质和操作变量。 （ 1） 二次效应 ： 指被捕集粒子重新进入气流。 通过环状雾化器将水喷淋在旋风除尘器的内壁上，能有效的控制二次效应。 （ 2）比例尺寸： 在相同的切向速度下筒体直径 D愈小，粒子受到的惯性离心力愈大，除尘效率愈高，但若筒体直径过小，粒子《大气污染控制工程》考试知识点 罗浩 第 5 页 共 10 页 容易逃逸，使效率下降。 气流在除尘器 内下降的最低点并不一定能达到除尘器的底部。 从排出管下部至气流下降的最低点之间的距离称为旋风除尘器的特征长度 l。 筒体和锥体的总高度过大，还会使阻力增加。 实践表明，筒体和锥体的总高度以不大于五倍的筒体直径为宜。 尘器下部的严密性也是影响除尘效率的一个重要因素。 （ 3） 烟尘的物理性质 ： 下列各种物理性质都影响旋风除尘器的效率： 气体的密度和黏度、尘粒的大小和相对密度、烟气含尘浓度等。 （ 4） 操作变量 ：提高烟气入口流速，旋风除尘器分割直径变小，使除尘器性能改善。 若入口流速过大，已沉积的粒子有可能再次被吹起，重新卷入气流中，导致 除尘效率下降。 电除尘器工作原理：① 电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电力的过程中，使尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒沉沉积在集尘级上，将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。 ② 电除尘器原理涉及悬浮粒子荷电，带电粒子在电场内迁移和捕集，以及将捕集物从集尘表面上清除等三个基本过程。 电除尘器主要优点： ① 压力损失小，一般为 200～ 500Pa；②处理烟气量大，可达 105～ 106m3/h；③能耗低，大约 ～ (1000m3)；④对细粉尘有很高的捕集效率，可高于 99%；⑤可在高温或强腐蚀 性气体下操作。 电晕区：在电除尘器中自由电子能引起气体分子离子化的区域。 起始电晕电压： 指在电除尘器中， 开始产生电晕电流 时 所施加的电压。 电场击穿：指在电除尘器中，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的现象。 粉尘荷电是电除尘过程的第一步。 在除尘器电晕电场中存在两种截然不同的粒子荷电机理。 一种是在静电力的作用下作定向运动，与粒子碰撞而使粒子荷电，被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，称之为扩散荷电。 这种过程依赖于离子的热能，而不 依赖于电场。 粒子的主要荷电过程取决于粒径，对于 dP＞ ，以电场荷电为主；对于 dp＜ ，则以扩散荷电为主；对于粒径介于 ～ ，则需要同时考虑这两种过程。 1 影响正常荷电因素：①沉积在集尘极表面的高电阻率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。 通常当电阻率高于 2 1010Ω∙cm 时，较易发生火花放电或反电晕，破坏了正常电晕过程。 ②当气流中微小粒子的浓度较高时，虽然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，严重地抑制着电晕电流的产生，使尘粒不能获得足够的电荷，因此，电除尘器的除尘效率显著降低， 颗粒直径在 1μm左右的数量越多，这种现象越严重。 ③当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，颗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。 1高电阻 率 粉尘将会干扰电场条件，并导致除尘效率下降。 1克服 高电阻率影响的方法 ：保持电级表面尽可能情洁；采用较好的供电系统，烟气调质 ，以及 发展新型电除尘器。 1烟气调质：增加烟气湿度，或向烟气中加入 SO NH及 Na2CO3等化合物，可使粒子导电性增加 ，此种方法称 为 烟气调质。 最常用的化学调质剂是 SO3。 1过滤式除尘器 ，又 称空气过滤器，是使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置，采用滤纸或玻璃纤维等填充层作为滤料的空气过滤器，主要用于通风及空气调节方面的气体净化。 采用纤维织物做滤料的袋式除尘器。 在工业尾气的除尘方面应用广泛。 1 袋式除尘器的工作原理： 含尘气 流 进入滤袋 内 ， 在 通过滤料的空隙时，粉尘被捕集于滤料上，透过滤料的清洁气体由排出口排出。 沉积在滤料上的粉尘，可在机械振动 或气流 的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗 中。 常用滤料由棉、毛、人造纤维等加工而成，滤料本 身网孔较大，孔径一般为 20～ 50μm，表面起绒的滤料为 5～ 10μm，因而新鲜滤料的除尘效率较低。 颗粒因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，逐渐在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉尘初层。 颗粒因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，逐渐在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉尘初层。 初层形成后，它成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了过滤效率。 滤布只不过起着形成粉尘初层和支撑它的骨架作用，但随着颗粒在滤袋上积聚，滤袋两侧的压力差增大，会把有些已附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降。 另外，若除尘器压力过大过高，还会使除尘系统的处 理气体量显著下降，影响生产系统的排风效果。 因此， 除尘器阻力达到一定数值后，要及时清灰。 落灰不能过分，即不应破坏粉尘初层，否则会引起除尘效率显著降低。 1 粉尘初层：颗粒因截留、惯性碰撞、静电和扩散作用，逐渐在滤袋表面形成的粉尘层，常称为粉尘初层。 1 袋式除尘器的过滤速度 ： 指 烟气实际体积流量与滤布面积之比 ，所以也称为 气布比。 1袋式除尘器的压力损失 △ P 由通过清洁滤料的压力损失 △ Pf和通过颗粒层的压力损失 △ Pp 组成。 《大气污染控制工程》考试知识点 罗浩 第 6 页 共 10 页 多数 袋式除尘器是按清灰方式命名和分类的。 常用的清灰方式有三种： 即 机械振动式 清灰 、逆气流清灰和脉冲喷吹清灰。 其中 脉冲喷吹 使用的最多。 2 湿式除尘器总体上可分为低能和高能两类。 低能湿式除尘器包括喷雾塔和旋风洗涤器等；文丘里洗涤器属于高能湿式除尘器。 2 文丘里洗涤器的除尘过程：文丘里洗涤器是一种高效湿式洗涤器，常用在高温烟气降温和除尘上，由收缩管、喉管和扩散管等组成。 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。 充分的雾化是实 现高效除尘的基本条件。 通常假定：①微细颗粒以与气流相同的速度进入喉管；②洗涤液滴的轴向初速度为零，由于气流曳力在喉管部分被逐渐加速。 在液滴加速过程中，由于液滴与颗粒之间惯性碰撞，实现微细颗粒的捕集。 当液滴速度接近气流速度时，液滴与颗粒之间相对速度接近零。 在喉管下游，惯性碰撞的可能性迅速减小。 因为碰撞捕集效率随相对速度增加而增加，因此，气流入口速度必须高。 在扩散管中，气流速度减小和压力的回升，使以颗粒为凝结核的凝聚作用的速度加快，形成直径较大的含尘液滴，以便于被低能洗涤器或除雾器捕集下来。 2 除尘器的合理 选择 （ 1）选用的除尘器必须满足排放标准规定的排放要求。 对于运行状况不稳定的系统，要注意烟气处理量变化对除尘效率和压力损失的影响。 如旋风除尘器除尘效率和压力损失，随处理烟气量增加而增加。 但大多数除尘器（如电除尘器）的效率却随处理烟气量的增加而下降。 （ 2）粉尘颗粒的物理性质对除尘器性能具有较大影响。 例如，黏性大的粉尘容易黏结在除尘器表面，不宜采用干法除尘；电阻率过大或过小的粉尘，不宜采用电除尘；纤维性或憎水性粉尘不宜采用湿法除尘。 （ 3）气体的含尘浓度较高时，在静电除尘器或袋式除尘器前应设置低阻力的预净化设 备，去除较大尘粒，以使设备更好的发挥作用。 （ 4）烟气温度和其他性质也是选择除尘设备时必须考虑的因素。 对于高温、髙湿气体不宜采用袋式除尘器。 如果烟气中同时含有 SO NO 等气态污染。