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除尘器的除尘效率计算

 

除尘器的除尘效率计算
除尘器效率是评价除尘器性能的重要指标之一。它是指除尘器从气流中兵捕集粉尘的能力,常用除尘器全效率、分级效率和穿透率表示。 
 
1.全效率计算 
 
(1)质量算法 
 
含尘气体通过除尘器时所捕集的粉尘量占进入除尘器的粉尘总量的百分数称为除尘器全效率,以η表示。如图5-2-1所示,全效率η的定义式为:
 
(5-2-1)
 
式中
G1——进入除尘器的粉尘量,g/s;
G2——从除尘器排风口排出的粉尘量,g/s;
G3——除尘器所捕集的粉尘量,g/s。
 
(2)浓度算法 
 
如果除尘器结构严密,没有漏风,除尘器入口风量与排气口风量相等,均为L,则式(5-2-1)可改写为: 
 
(5-2-2) 
 
式中 
L——除尘器处理的空气量,m3/s;
y1——除尘器进口的空气含尘浓度,g/m3;
y2——除尘器出口的空气含尘浓度,g/m3。
 
公式(5-2-1)要通过称重求得全效率,称为质量法,用这种方法测出的结果比较准确,主要用于实验室。在现场测定除尘器效率 时,通常先同时测出除尘器前后的空气含尘浓度,再按公式
 
图5-2-1 除尘器粉尘量之间的关系
 
(5-2-2)求得全效率,这种方法称为浓度法。含尘空气管道内的浓度分布既不均匀又不稳定,要测得准确的结果是比较困难的。
 
(3)多台除尘器串联总效率 
 
在除尘系统中为提高除尘效率常把两个除尘器串联使用(如图5-2-2所示),两个除尘器串联时的总除尘效率为:
 
(5-2-3) 
 
式中 
η0——除尘系统的除尘总效率;
η1——第一级除尘器效率;
η2——第二级除尘器效率。
 
应当注意,两个型号相同的除尘器串联运行时,由于它们处理粉尘的粒径不同,η1和η2是不相同的。
 
n个除尘器串联时其总效率为 
 
(5-2-4) 
 
图5-2-2 两级除尘器除尘系统 
 
2.穿透率 
 
有时两台除尘器的全效率分别为99%或99.5%,两者非常接近,似乎两者的降尘效果差别不大。但是从大气污染的角度去分析,两者的差别是很大的,前者排入大气的粉尘量要比后者高出一倍。因此,对于高效除尘器,除了用除尘器效率外,还用穿透率P表示除尘器的性能。其计算式为: 
 
(5-2-5) 
 
3.除尘器的分级效率 
 
除尘器全效率的大小与处理粉尘的粒径有很大关系,例如有的旋风除尘器处理40ηm以上的粉尘时,效率接近100%,处理5ηm以下的粉尘时,效率会下降到40%左右。因此,只给出除尘器的全效率对工程设计是没有意义的,必须同时说明试验粉尘的真密度和粒径分布或该除尘器的应用场合。要正确评价除尘器的除尘效果,必须按粒径标定除尘器效率,这种效率称为分级效率。
 
如果除尘器进口处粉尘的粒径分布为f1(dc) 、空气含尘浓度为y1,那末进入除尘器的粒径在dc±1/2△dc范围内的粉尘量 △G1(dc)=L1y1f1(dc)△dc 。同理在除尘器出口处, △G2(dc)=L2y2f2(dc)△dc。 是除尘器出口处理粉尘的粒径分布。
 
对粒径在dc±1/2△dc范围内的粉尘,除尘器的分级效率为 
 
如果L1=L2 ,则
 
(5-2-6) 
 
如果除尘器捕集下的粉尘的粒径分布为 f3(dc),除尘器所捕集的粒径在 dc±1/2△dc范围内的粉尘量为 
 
当 L1=L2时,上式可简化为
 
分级效率
 
研究表明,大多数除尘器的分级效率可用下列经验公式表示:
 
(5-2-8) 
 
式中 
a、m——特定的常数。
 
4.分级效率与全效率的关系 
 
(5-2-9) 
 
式中 
η——除尘器全效率;
dФ1(dc)——在除尘器进口处,该粒径范围内的粉尘所占的质量百分数;
dФ3(dc)——在除尘器灰斗中,该粒径范围内的粉尘所占的质量百分数
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