1 降塵室
憑借重力沉降以除去氣體中的塵粒的設備稱為降塵室,如圖8—3所示。在圖8—3(b)中,含塵氣體沿水平方向緩慢通過降塵室,氣流中的塵粒除了與氣體一樣具有水平速度“外,受重力作用還具有向下的沉降速度gt。設含塵氣體的流量為Qv,m3/s,降塵室的高為H,長為L,寬為B,三者的單位均為,n。若氣流在整個流動截面上分布均勻,則流體在降塵室的平均停留時間(從進入降塵室到離開降塵室的時間)為
若要使氣流中直徑大于等于d的顆粒全部除去,則需在氣流離開設備前,使直徑為d的顆粒全部沉降至器底。氣流中位于降塵室頂部的顆粒沉降至底部所需時間最長,因此,沉降所需時間氏應以頂部顆粒計算。
很顯然,要達到沉降要求,停留時間必須大于至少等于沉降時間,即θ≥θt亦即
由上式可知,降塵室的生產(chǎn)能力(達到一定沉降要求單位時間所能處理的含塵氣體量)只取決于降塵室的沉降面積(BL),而與其高度(H)無關。因此,降塵室一般都設計成扁平形狀,或設置多層水平隔板稱為多層降塵室。但必須注意控制氣流的速度不能過大,一般應使氣流速度<1.5m/s,以免干擾顆粒的沉降或將已沉降的塵粒重新卷起。
降塵室結構簡單,但體積大,分離效果不理想,即使采用多層結構可提高分離效果,也有清灰不便等問題。通常只能作為預除塵設備使用,一般只能除去直徑大于50/μm的顆粒。
2 連續(xù)沉降槽
沉降槽又稱增稠器或澄清器,是用來處理懸浮液以提高其濃度或得到澄清液的重力沉降設備。
如圖8—4所示,沉降槽是一個帶錐形底的圓形槽,懸浮液于沉降槽中心液面下0.3—1m處連續(xù)加入,顆粒向下沉降至器底,底部緩慢旋轉的齒耙將沉降顆粒收集至中心,然后從底部中心處出口連續(xù)排出;沉降槽上部得到澄清液體,由四周連續(xù)溢出。
為使沉降槽在澄清液體和增稠懸浮液兩方面都有較好的效果,應保證有足夠大的直徑以獲取清液,同時還應有一定的深度使顆粒有足夠停留時間以獲得指定增稠濃度的沉渣。
為加速分離常加入聚凝劑或絮凝劑,使小顆粒相互結合成大顆粒。聚凝是通過加入電解質,改變顆粒表面的電性,使顆粒相互吸引而結合;絮凝則是加入高分子聚合物或高聚電解質,使顆粒相互聚成絮狀。常見的聚凝劑和絮凝劑有AlCl3、FeCl3等無機電解質,聚丙酰胺、聚乙胺和淀粉等高分子聚合物。
沉降槽一般用于大流量、低濃度、較輕顆粒懸浮液的處理。工業(yè)上大多數(shù)污水處理都采用連續(xù)沉降槽。