[文丘里湿法除尘器]湿法除尘器的构造原理谁能讲解一下
文章出处:公司新闻 责任编辑:江苏赛铭智能环保科技有限公司 发表时间:2021-01-15
文丘里湿法除尘器。湿法除尘器的构造原理谁能讲解一下
湿法除尘器有很多种:比如水幕除尘,喷淋塔、文丘里湿法除尘、水洗式除尘。
1.水幕除尘,顾名思义;
2.喷淋塔是通过塔顶喷水,塔体中制作多层丝网使得水在丝网上形成水膜,含尘空气从水膜过去而除尘效率和水幕差不多,一般为70%;
3.文丘里除尘器是通过文丘里原理,将水和空气通过瞬间缩小膨胀的作用使得含尘空气的融合,除尘效率较高,一般可以处理3-5微米达95%,唯独存在的缺点是需要的压力太大,比较耗电。
4.水洗式除尘器又叫离心式湿法除尘器,其工作原理为,初级除尘:通过负压抽风,使得含尘空气进入水中;深度除尘为,负压抽离水位时,在水位上升空间制作循环涡流板,使得含尘空气和水充分混合,以达到高效除尘的目的,此除尘的除尘效率和文丘里基本相近,3-5μm达98%,较文丘里除尘,其压力较小。文丘里湿法除尘器。
湿式除尘的工作原理?
所有湿式除尘器的基本原理都是让液滴和相对较小的尘粒相接触/结合产生容易捕集的较大颗粒。在这个过程中,尘粒通过几种方法长成大的颗粒。这些方法包括较大的液滴把尘粒结合起来,尘粒吸收水分从而质量(或密度)增加,或者除尘器中较低温度下可凝结性粒子的形成和增大。
在所有上述微粒成长方法中,第一种方法是目前为止最具意义的一种捕集方法,实际应用于大多数湿式除尘器中。
1 惯性撞击()
如果微粒分散于流动气体中,当流动气体遇到障碍物,惯性将使微粒突破绕障碍流动的气体流,其中一部分微粒将撞击到障碍物上。这种事件发生的可能性依赖于几个变数,尤其是微粒具有的惯性大小和障碍物的尺寸大小(在湿式除尘器中,障碍物就是液滴)。在除尘器中,惯性撞击发生在粉尘颗粒和相对较大的液滴之间。 最常用的产生惯性撞击的机械设备如图1所示。图1中尘粒和水滴存在于移动的气体流中。混合物进入收缩段,横断面积减小从而气体的流动速度增加。相对较大的液滴需要一些时间加速,而小的颗粒不需要(根据物质的相对惯性)。因此在这一阶段,粉尘颗粒将由于惯性冲撞与移动较慢的水滴发生撞击。混合物接着经过喉道进入扩散段。和在收缩段的过程相反,随着横断面积的增加,气体流速减慢小颗粒运动速度也随之减慢。液滴则由于较大的质量和惯性会保持较高的速度并且赶上并撞击粉尘颗粒。这种收缩喉管和发散段的设计通常称为除尘器的文丘里管段或者接触器段。
虽然使用文丘里管是最通常的惯性撞击湿法除尘,也可以使用其它的方法。其中的一种方法是使用各种不同设计(如并流(同向流),逆流(逆向流),错流等)的喷雾塔。这些除尘器有效应用于各种能在较低能耗下获得所需的捕集效率的场合,通常是粉尘颗粒较大或者除尘效率要求较低的情况下。1
2 拦截
如果小颗粒在流体中围绕障碍物移动,它将可能由于颗粒的相对大的物理尺寸与障碍物接触。这也会发生在粉尘颗粒和液滴的相对运动中。
3 扩散
空气动力学粒径小于0.3μm(比重为1)的小颗粒主要通过扩散捕集,因为它们质量小不大可能发生惯性撞击,且物理尺寸小不容易被拦截。微小颗粒从高浓度区域向低浓度区域移动的过程称为扩散。文丘里湿法除尘器。扩散主要是布朗运动的结果,布朗运动即微小颗粒在周围气体分子和其他微粒碰撞下的无规则自由运动。文丘里湿法除尘器。文丘里湿法除尘器。当这些微粒被捕集到一个液滴里面,液滴邻近区域的微粒浓度降低,其他微粒又一次从高浓度区域向液滴邻近区域低浓度区域移动。
4 冷凝
如果通过控制流动气体流的热力学性质来引起气流冷凝,微粒在冷凝过程中能起到成长核的作用。文丘里湿法除尘器。然后表面覆盖了液体的微粒更容易通过上述主要捕集机理被捕集。通常获得冷凝的方法是把较低压力下的蒸汽和气体压缩到较高的压力,在饱和气流中引入蒸汽,或/和直接冷却气流。
5 静电充电
当微粒和液滴之间存在不同的静电荷时,将更能有效使尘粒和液滴相结合。 静电洗涤器就是应用这个机理加强了粉尘和水滴的吸引从而提高了粉尘的收集效率。
文丘里湿式除尘器处理风量最大多少
型号 2113 额定风量
(m3/h)阻力
(mmH2O)除尘
效率
(%)入口气
体温5261度
(°C)外型尺寸
(a×b×h)
(mm)入口尺4102寸
(mm)出口尺寸
(mm)设备
重量1653
(kg) WC-0.5 WC-1.0 WC-1.5 WC-2.0 WC-2.5 WC-3.0 WC-4.0 WC-5.0 WC-6.0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 40.000 50.000 60.000 127 >98 <160 1064×860×2600 2100×860×3700 2100×1240×3700 2100×1620×2600 2100×2000×2600 2100×2380×2600 2100×3140×4000 2100×3900×4000 2100×4660×4000 300×860 580×860 580×1240 580×1620 580×2000 580×2380 580×3140 580×3900 580×4660Φ500 Φ850 Φ1100 Φ1100 Φ1100 Φ1200 Φ1390 Φ1390 Φ1390 688 1336 1410 1959 2195 2718 3829 5600 6480
文丘里除尘器工作过程
在文丘里除尘器中,2113收集对象是液滴。其直5261径是速度、液体流4102量和流体性质的复杂函数。文丘里湿法除尘器。通常1653,离心风机安装在文丘里除尘器的上游(强制通风)或下游(诱导通风)。风机为携带PM的气流提供动力。文丘里湿法除尘器。气体在会聚入口处被加速至喉部速度。文丘里湿法除尘器。气体然后通过咽喉,PM遇到液滴(障碍物)。文丘里湿法除尘器。
影响液滴的颗粒可通过将其收集在气旋(离心)或人字形(冲击)除雾器中而容易地从大部分气流中分离出来。不影响液滴的颗粒"穿透"除尘器并与气流一起排出。文丘里湿法除尘器。
一些文丘里除尘器是由善意的工程师设计的,旨在简化这些物理定律以努力生产出具有竞争力的产品。然而,物理定律要求设计合理的文丘里除尘器必须包括三个关键要素:一个会聚入口,一个确定的文丘里喉管和一个膨胀节。只要设计中的快捷方式排除了三个关键因素中的任何一个,文丘里除尘器的效率就会降低,并且会消耗多余的能量,而未达到预期的PM收集效率。本文重点介绍了湿式文丘里除尘器的重要设计因素,并解释了为什么设计中的快捷方式会造成文丘里除尘器在捕获PM时效果不佳。
进口
在如图1所示的湿法文氏管除尘器中,气体以径向方式引入,并且提供洗涤液以完全润湿入口部分。气体以这样的方式引入,一旦它离开入口气体喷嘴,它就不会接触到干燥的壁。气体可以接触的表面已经被液膜润湿,所以不会发生固体沉积。
图1:湿式文丘里管除尘器的示意图
喉管
文丘里除尘器可以作为固定流量或可变流量设备。文丘里湿法除尘器。在固定喉管文氏管中,气流必须保持恒定以保持稳定的压差和收集效率。在变流文氏管中,喉部可调节。当遇到减少的气流条件时,喉管阻尼器的位置可以改变以保持恒定的压差,并且可以保持收集效率。
设计合理的文丘里除尘器包括一个会聚入口,一个确定的文丘里喉管和一个膨胀器部分。 如果没有全部三个关键设计组件,除尘器效率不高,并且浪费了过多的能量而没有实现所需的PM收集。
图2:设计合理的文丘里除尘器包括一个会聚入口,一个确定的文丘里喉管和一个膨胀器部分。文丘里湿法除尘器。文丘里湿法除尘器。文丘里湿法除尘器。文丘里湿法除尘器。文丘里湿法除尘器。如果没有全部三个关键设计组件,除尘器效率不高,并且浪费了过多的能量而没有实现所需的PM收集。
影响文丘里除尘器中PM收集的物理机制包括惯性(惯性撞击)、扩散、静电、布朗运动、成核和生长以及凝结。虽然所有这些机制都影响收集,但主要现象是惯性冲击。
当在给定粘度的气流中捕获给定直径和密度的颗粒时,两个主要变量影响收集效率(如前所述,允许碰撞是主要机制):气体和收集对象之间的相对速度、收集对象的特征维度。文丘里湿法除尘器。
为了发生惯性碰撞,尘埃颗粒必须碰到液滴。这是怎么发生的?灰尘颗粒相对于液滴的相对速度(动量)越大,灰尘颗粒将与液滴碰撞并被捕获的可能性越大。举例说明:有人驾驶汽车沿路行驶,空气中充满了飞虫。汽车行驶越快,昆虫就越有可能撞击挡风玻璃。文丘里湿法除尘器。在这个比喻中,臭虫是尘埃颗粒,而汽车是液滴(除尘器)。文丘里湿法除尘器。文丘里湿法除尘器。
文氏管是一种众所周知的装置,用于将流体流加速至高速,并以最小的能量损失将其恢复至其初始速度。这就是为什么文丘里管是高速风洞中的一个组成部分。因此选择文氏管作为接触气体和液体以从气体中除去最大PM的最有效方法是自然的。
液滴可以在除尘器中以两种不同的方式产生。最常见的就是让高速气体雾化液体。文丘里湿法除尘器。这消耗一些能量作为风机马力。文丘里湿法除尘器。当这些液滴进入喉部并遇到高速气流时,它们会爆炸成数千个较小的液滴(雾化)。
第二种方法是用喷嘴雾化液体。文丘里湿法除尘器。文丘里湿法除尘器。在这种情况下,用于雾化液体的能量由泵马力提供。文丘里湿法除尘器。通过使用这两种技术都不能实现大量节能,但高压喷嘴技术仅限于将清洁的液体流送入文氏管,限制其在再循环洗涤液时的应用。文丘里湿法除尘器。
扩展器部分
当气体离开洗涤喉管时,它携带了所有的液滴,液滴已经达到了近似于气流的速度(见图2)。在膨胀节部分,气体随着横截面积的增加而减慢。一些来自液滴的动能转移回气流,导致回收部分加速气体至喉部速度所需的能量。这种能量重新获得了文丘里除尘器与任何其他类型的湿式除尘器的区别。一旦气体充分减速以减少额外的湍流损失,它将被引导至旋风分离器/除雾器,在那里与气流分离。
术语"压降"是指文氏管除尘器入口处的气体与文丘里除尘器排出的气体之间的静压差。图3是文丘里除尘器的典型压力曲线。文丘里湿法除尘器。文丘里湿法除尘器。文丘里湿法除尘器。随着气体加速,气流中的压力降低到喉部的最低点。随着气体在膨胀器部分开始减速,压力升高并达到仅略低于入口压力的水平。A和D之间的差值(进口和出口压力)或压降表示清洗过程中消耗的能量。如果省略了膨胀机部分,则消耗的能量更大并显示为A和C之间的差异。
Calvert方程可用于预测给定喉道速度的实际压降。Calvert方程表示:
在饱和条件下,压降等于将液体加速到气体速度所需的功率。文丘里湿法除尘器。文丘里湿法除尘器。文丘里湿法除尘器。这不是100%准确的,因为它没有考虑到:文丘里摩擦损失、液体不会加速到全速气体的可能性、当液体将动量转移回膨胀器部分的气体时。文丘里湿法除尘器。文丘里湿法除尘器。
然而,除非液体与气体的比例非常高(L/G),这种计算方法预测的压降相当好。文丘里湿法除尘器。大多数文丘里除尘器设计的L/G在每千次acfm 7至10 gpm之间,实际上性能没有变化当在除尘器上的压降保持恒定时,在这个液体流量范围内发生。文丘里湿法除尘器。文丘里湿法除尘器。文丘里湿法除尘器。文丘里湿法除尘器。文丘里湿法除尘器。较低的L/G不能正确地将液体分布在喉部。较高的L/G浪费了加速多余液体的能量,没有收集效率的好处。
文丘里除尘器大小
在计算出所需的压降后,文丘里除尘器的尺寸必须确定。通常,除尘器的所有尺寸都来自洗涤喉的尺寸。文丘里湿法除尘器。因此,对于给定的除尘器,设计师可以使用Calvert方程或经验速度对微分压力曲线来确定给定饱和气体流量的喉部尺寸。文丘里湿法除尘器。文丘里湿法除尘器。文丘里湿法除尘器。请注意,使用饱和气体流量而不是热的入口气体流量对于确定喉咙的大小非常重要。
当热的烟道气流进入喉部时,它立即淬火至其饱和温度,并且流速大幅降低。如果喉部按不饱和热气流量计算,则对于大多数应用来说,这将是非常大的,并且不能实现所需的收集效率。文丘里湿法除尘器。还必须选择风机来处理所需的气体流量。风机的尺寸取决于风机的实际气体流量,而不一定是饱和气体流量,特别是在强制通风侧。最后,还必须设计泵、管道、风管和储罐以补充文丘里洗涤系统的设计参数。
对于给定的颗粒大小和给定的喉道速度,可以凭经验确定将由文丘里除尘器收集的颗粒部分。这表示给定粒径的分数效率。在给定的喉速下,如果所有经验分数效率点相对于粒径绘制,则产生给定压降或喉速度的收集效率曲线。文丘里湿法除尘器。文丘里湿法除尘器。通常情况下,收集效率曲线是针对变化的压降而非喉道速度绘制的,因为这提供了关于风机要求的信息。文丘里湿法除尘器。
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