除塵器的除塵效率計算
除塵器效率是評價除塵器性能的重要指標(biāo)之一。它是指除塵器從氣流中兵捕集粉塵的能力,常用除塵器全效率、分級效率和穿透率表示。
1.全效率計算
(1)質(zhì)量算法
含塵氣體通過除塵器時所捕集的粉塵量占進(jìn)入除塵器的粉塵總量的百分?jǐn)?shù)稱為除塵器全效率,以η表示。如圖5-2-1所示,全效率η的定義式為:
(5-2-1)
式中
G1——進(jìn)入除塵器的粉塵量,g/s;
G2——從除塵器排風(fēng)口排出的粉塵量,g/s;
G3——除塵器所捕集的粉塵量,g/s。
(2)濃度算法
如果除塵器結(jié)構(gòu)嚴(yán)密,沒有漏風(fēng),除塵器入口風(fēng)量與排氣口風(fēng)量相等,均為L,則式(5-2-1)可改寫為:
(5-2-2)
式中
L——除塵器處理的空氣量,m3/s;
y1——除塵器進(jìn)口的空氣含塵濃度,g/m3;
y2——除塵器出口的空氣含塵濃度,g/m3。
公式(5-2-1)要通過稱重求得全效率,稱為質(zhì)量法,用這種方法測出的結(jié)果比較準(zhǔn)確,主要用于實驗室。在現(xiàn)場測定除塵器效率 時,通常先同時測出除塵器前后的空氣含塵濃度,再按公式
圖5-2-1 除塵器粉塵量之間的關(guān)系
(5-2-2)求得全效率,這種方法稱為濃度法。含塵空氣管道內(nèi)的濃度分布既不均勻又不穩(wěn)定,要測得準(zhǔn)確的結(jié)果是比較困難的。
(3)多臺除塵器串聯(lián)總效率
在除塵系統(tǒng)中為提高除塵效率常把兩個除塵器串聯(lián)使用(如圖5-2-2所示),兩個除塵器串聯(lián)時的總除塵效率為:
(5-2-3)
式中
η0——除塵系統(tǒng)的除塵總效率;
η1——第一級除塵器效率;
η2——第二級除塵器效率。
應(yīng)當(dāng)注意,兩個型號相同的除塵器串聯(lián)運行時,由于它們處理粉塵的粒徑不同,η1和η2是不相同的。
n個除塵器串聯(lián)時其總效率為
(5-2-4)
圖5-2-2 兩級除塵器除塵系統(tǒng)
2.穿透率
有時兩臺除塵器的全效率分別為99%或99.5%,兩者非常接近,似乎兩者的降塵效果差別不大。但是從大氣污染的角度去分析,兩者的差別是很大的,前者排入大氣的粉塵量要比后者高出一倍。因此,對于高效除塵器,除了用除塵器效率外,還用穿透率P表示除塵器的性能。其計算式為:
(5-2-5)
3.除塵器的分級效率
除塵器全效率的大小與處理粉塵的粒徑有很大關(guān)系,例如有的旋風(fēng)除塵器處理40ηm以上的粉塵時,效率接近100%,處理5ηm以下的粉塵時,效率會下降到40%左右。因此,只給出除塵器的全效率對工程設(shè)計是沒有意義的,必須同時說明試驗粉塵的真密度和粒徑分布或該除塵器的應(yīng)用場合。要正確評價除塵器的除塵效果,必須按粒徑標(biāo)定除塵器效率,這種效率稱為分級效率。
如果除塵器進(jìn)口處粉塵的粒徑分布為f1(dc) 、空氣含塵濃度為y1,那末進(jìn)入除塵器的粒徑在dc±1/2△dc范圍內(nèi)的粉塵量 △G1(dc)=L1y1f1(dc)△dc 。同理在除塵器出口處, △G2(dc)=L2y2f2(dc)△dc。 是除塵器出口處理粉塵的粒徑分布。
對粒徑在dc±1/2△dc范圍內(nèi)的粉塵,除塵器的分級效率為
如果L1=L2 ,則
(5-2-6)
如果除塵器捕集下的粉塵的粒徑分布為 f3(dc),除塵器所捕集的粒徑在 dc±1/2△dc范圍內(nèi)的粉塵量為
當(dāng) L1=L2時,上式可簡化為
分級效率
研究表明,大多數(shù)除塵器的分級效率可用下列經(jīng)驗公式表示:
(5-2-8)
式中
a、m——特定的常數(shù)。
4.分級效率與全效率的關(guān)系
(5-2-9)
式中
η——除塵器全效率;
dФ1(dc)——在除塵器進(jìn)口處,該粒徑范圍內(nèi)的粉塵所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù);
dФ3(dc)——在除塵器灰斗中,該粒徑范圍內(nèi)的粉塵所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)