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除塵器分類及除塵過程2007-06-26 15:31一、除塵器分類及除塵過程 （一）除塵器的分類 按作用機理：分機械除塵器、電力除塵器、過濾式除塵器和洗耳恭聽滌除塵器四大類。機械除塵器又包括重力除塵器、慣性力除塵器和離心力除塵器三類。 根據(jù)安裝形式分立式和臥式除塵器。 根據(jù)除塵過程中有無液體參與，分成無液體參與的干式除塵器和有液體參與的濕式除塵器兩類。 （二）除塵器主要組成部件 引入含塵氣體的除塵器進口；進行固氣分離的除塵空間或稱除塵室；排除分離后粉塵的排塵口和除塵后相對清潔氣體的出口。 （三）除塵過程 1、捕集分離過程 捕集推移階段。實質(zhì)是粉塵的濃縮階段。均勻混合或懸浮在運載介質(zhì)中的粉塵，進入除塵器的除塵空間。由于受外力的作用，將粉塵推移到分離界面，隨粉塵向分離界面推移，濃度越來越大，為固氣分離進一步作好準備。 分離階段。當高濃度的塵流流向分離界面以后，存在兩種作用機理：其一，運載介質(zhì)運載粉塵的能力逐漸達到極限狀態(tài)，在粉塵懸浮和沉降趨勢上，以沉降為主，并通過粉塵沉降，使之從運載介質(zhì)中分離出來；其二，在高濃度塵流中，粉塵顆粒的擴散與凝聚趨勢，以凝聚為主，顆粒之間可以彼此凝聚，也可在實質(zhì)界面上凝聚并吸附。 2、排塵過程 經(jīng)過分離界面以后，己分離的粉塵通過排塵口排出的過程。 3、排氣過程 已除塵后相對凈化的氣流從排氣口排出的過程。 單筒旋風除塵器： 1、單筒旋風氣流對塵粒和空氣所產(chǎn)生慣性離心力大小的不同，使塵粒和氣流進行分離。結(jié)構(gòu)如圖5-4所示。 2、工作原理 含塵氣流由進氣管以1225m/s的速度沿切線方向進入圓筒體，在外圓筒和中央排氣管之間向下作螺旋運動。在彷轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生慣性離心力。塵粒一方向受氣流運動的影響，在其中旋轉(zhuǎn)下降；另一方向則受離心力的作用，逐漸向外擴散接近筒壁。最終與外圓筒的內(nèi)壁相碰，沿內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)滑下，被收集在中間底部的排灰口，并由此排出。氣體則因質(zhì)量小，受離心力作用甚微，隨圓錐形的收縮轉(zhuǎn)向除塵器的中心，并受底部阻力作用，轉(zhuǎn)而上升，形成一股上升旋流，從排氣管上端排出，實現(xiàn)除塵作用。 3、特點：結(jié)構(gòu)簡單、維護方便。三）水膜除塵器 利用噴霧或其他方式，在除塵器的內(nèi)壁形成一薄層水膜，有效地防止粉塵在器壁上反彈、沖刷等作用引起的次揚塵。 （1）立式旋風水膜除塵器 立式旋風水臘除塵器的進氣方式，可從切線進氣，也可從中心進氣，通過導流葉片獲得旋轉(zhuǎn)運動。噴水可采用四周噴霧、中心噴霧、上部周邊噴水等方式。圖5-6。含塵氣體由筒體下部沿切向進入除塵器，旋轉(zhuǎn)上升。在離心力作用下分離出來的粉塵，甩向器壁，被水膜層吸收，隨被污染的水排出，凈化后的氣體由上部排出。 （2）臥式旋風水膜除塵器 又稱水鼓除塵器，或稱旋筒式水膜除塵器，其結(jié)構(gòu)見圖5-7。 由橫置的倒卵形外殼、內(nèi)筒、螺旋導流片、水槽等部件組成。螺旋葉片繞在內(nèi)筒上，并固定在外殼內(nèi)壁上，使外殼和內(nèi)筒之間的間隙被分隔成一個螺旋狀的通道，溝通進風口和排風口。 除塵過程：含塵氣流由除塵器一端切向給入，沖擊水面后，在螺旋通道內(nèi)流動。氣流沖擊殼體下部的水，產(chǎn)生水花、水霧并隨氣流運動，在外殼內(nèi)壁形成35m/s的水膜。水花、水膜與粉塵相遇時，將塵粒捕集。在離心力作用下，塵粒和水霧均被甩到外殼仙壁的水膜上，隨之流入下部水槽。（四）袋式除塵器 袋式除塵器是基于過濾原理的過濾式除塵設(shè)備，利用有機纖維或無機纖維過濾布將氣體中的粉塵過濾出來。 脈沖噴吹清灰袋式除塵器的構(gòu)造如圖5-8所示。本身由上箱體、中箱體、下箱體和控制閥組成。 除塵過程：含塵氣體由進氣口進入中部箱體，從袋外進入布袋內(nèi)，粉塵被阻擋在濾袋外的表面，凈化的空氣進入袋內(nèi)，再由布袋上部進入上箱體，最后由排氣管排出電除塵器 1、優(yōu)點： 分離效率高，可以有效地清除微粒子； 處理氣體量大且阻力低； 適用于高溫和腐蝕性氣體； 運行費用低。 2、缺點： 投資費用高，設(shè)備龐大，占地面積大； 設(shè)備制造、安裝、維護要求高 對粉塵的特性較為敏感。 （一）電除塵器的分離機理 1、氣體電離過程 若在兩特定電極間通以高壓直流電，建立電場使電極系統(tǒng)的電壓超過臨界電壓，使氣體電離，產(chǎn)生定暈放電。在放電極周圍很小范圍內(nèi)電場強度很強，足以使氣體電離。出現(xiàn)電暈后，在電場內(nèi)形成兩個區(qū)域。一是放電極附近的電暈區(qū)，該區(qū)在離放電極表面23mm的范圍內(nèi)。在這一區(qū)域內(nèi)，由于放電極表面有足夠高的電場強度，使氣體電離，產(chǎn)生大量的正離子和電子。這時若放電極上施加的是負電壓，則產(chǎn)生負電暈放電，電子移向正極而正離子移向放電極本身。另一區(qū)為電暈外區(qū)，該區(qū)占有電極之間的大部分空間，區(qū)內(nèi)并不產(chǎn)生氣體電離。 2、塵粒荷電過程 由于電暈區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的離子或電子進入電暈外區(qū)，與中性分子發(fā)生碰撞，使塵粒荷電。荷電量的大小與塵粒粒徑、電場強度、離子的熱能及停留時間等因素有關(guān)。通常認為塵粒荷電有兩種機理：即電場荷電和擴散荷電。前者是由于在電場作用下，離子與塵粒碰撞，粘附于塵粒上荷電。后者是由于離子的不規(guī)則熱運動、氣體擴散與塵粒碰撞、粘附，使塵粒荷電。 3、收塵過程 塵粒荷電后，在電場作用下按照自載電荷的極性，向極性相反的電極運動，并沉積在該電極表面上。通常將塵粒垂直于極板的運動速度稱為驅(qū)進速度。驅(qū)進速度的大小與塵粒的荷電量、電場速度、氣體性質(zhì)等因素有關(guān)。帶負電荷的塵粒與收塵極接觸后，隨即失去電荷，成為中性粒子粘附于電極表面。然后錯助振動裝置使電極抖動，塵粒從電極表面脫落，掉入電除塵器下部的集灰斗不斷地被清除。 （二）電除塵器的基本類型 電除塵器由除塵器本體和供電裝置兩部分組成。除塵器本體包括放電電極、收塵電極、氣流分布裝置、清灰機構(gòu)、絕緣裝置和外殼等部分。 1、單區(qū)（級）電除塵器 在單區(qū)除塵器，粒子的荷電和集塵過程在同一區(qū)域中進行，也就是電暈極和收塵極處于同一區(qū)域。 2、雙區(qū)（級）除塵器 在雙區(qū)電除塵器中，粒子荷電和沉降收塵分別在兩個區(qū)域中進行，在第一區(qū)域中裝有一組電極是塵粒荷電，在第二區(qū)域中裝有另一組電極使塵粒沉降集塵。多應用于空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 3、單區(qū)電除塵器可分為以下類型： 根據(jù)收塵極的形式可分為管式和板式電除塵器。管式電除塵器是在圓管的中心安入電極，而圓管內(nèi)壁成為收塵極的表面，并且常用多排管并列而成。板式電除塵器是在一系列平行通道間安裝放電極。 按清灰方法可分為濕式電除塵器和干式電除塵器。濕式電除塵器利用噴水、噴霧和溢流等方式，在收塵極上形成水膜，將粘附在極表面上的塵粒帶走。干式電除塵器利用振動等方法，使積存在收塵極表面上的塵粒脫落，落入灰斗中被排除。 根據(jù)氣流方向，可以分為立式和臥式電除塵器。立式電除塵器一般制成管狀，氣流由下而上流動，常在正壓下操作。臥式電除塵器中氣流水平流動，由于分離效率較高，維修方便，工業(yè)上般采用臥式電除塵器。脈沖反吹布袋除塵器基本結(jié)構(gòu) 脈沖反吹布袋除塵器由濾袋組件、導流裝置、脈沖噴吹系統(tǒng)、出灰系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、離線保護系統(tǒng)、箱體等組成。含塵氣體由導流管進入各單元室，在導流裝置的作用下，大顆粒粉塵分離后直接落入灰斗、其余粉塵隨氣流均勻進入各倉室過濾區(qū)，過濾后的潔凈氣體透過濾袋經(jīng)上箱體、提升閥、排風管排出。隨著過濾工況的進行，當濾袋表面積塵達到一定厚度時，由清灰控制裝置(差壓或定時、手動控制)按設(shè)定程序關(guān)閉提升閥，控制當前單元離線，并打開電磁脈沖閥噴吹，抖落濾袋上的粉塵。落入灰斗中的粉塵經(jīng)由卸灰閥排出后，利用輸灰系統(tǒng)送出。慣性分離器又稱動量分離器，是利用夾帶于氣流中的顆?；蛞旱蔚膽T性而實現(xiàn)分離的。在氣體流動的路徑上設(shè)置障礙物，氣流繞過障礙物時發(fā)生突然的轉(zhuǎn)折，顆?；蛞旱伪阕矒粼谡系K物上被撲集下來。圖3-30所示為一慣性分離器組，在其中每一容器內(nèi)，氣流中的顆粒撞擊擋板后落入底部。 慣性分離器與旋風分離器的道理相近，顆粒的慣性愈大，氣流轉(zhuǎn)折的曲率半徑愈小，則其效率愈高。所以，顆粒的密度及直徑愈大，則愈易分離；適當增大氣流速度及減小轉(zhuǎn)折處的曲率半徑也有助于提高效率。一般說來，慣性分離器的效率比降塵室的略高，能有效地撲集lOm以上的顆粒，阻力為1001000Pa，可作為預除塵器使用。 分離器內(nèi)也可充填疏松的纖維狀物質(zhì)以代替剛性檔板。在此情況下，沉降作用、慣性作用及過濾作用都產(chǎn)生一定的分離效果。若以粘性液體潤濕填充物，則分離效率還可提高。蒸發(fā)器及塔器頂部的折流式除沫器、沖擊式除沫器等等，也是慣性分離器的常見形式。 文丘里除塵器是一種濕法除塵設(shè)備，其主體由收縮管，喉管及擴散管三段聯(lián)接而成。液體由喉管外圍的環(huán)形夾套經(jīng)若干徑向小孔引入。含塵氣體以50100m/s的高速通過喉部時把液體噴成很細的霧滴，促使塵粒潤濕而聚結(jié)長大，隨后將氣流引入旋風分離器或其它分離設(shè)備，達到頗高的凈化程度。收縮管的中心角一般不大于25度，擴散管中心角為7度左右，液體用量約為氣體體積流量的千分之一。 圖3-33 皮斯-安東尼滌氣器 圖3-33所示的是文丘里除塵器的一種型式，稱為皮斯-安東尼(PeaseAnthony)滌氣器，其特點是在文丘里管的收縮段內(nèi)裝有一個軸向位置可以調(diào)整的錐，用以適應氣體負荷的波動而維持穩(wěn)定的高效率. 在常壓下用皮斯-安東尼滌氣器撲集酸霧時，測得其分離效率，壓強降p與喉部氣速及液氣比之間的關(guān)系如圖3-34中的曲線所示。根據(jù)此種除塵器在化工，石油，鋼鐵及有色冶金等多種工業(yè)裝置上應用的數(shù)據(jù)，其除霧及分離0.1m以上的塵粒時的效率常在9599范圍內(nèi). 文丘里除塵器的結(jié)構(gòu)簡單緊湊,操作方便，但是壓強降較大，一般在20005000Pa范圍內(nèi)除塵設(shè)施的分類 除塵設(shè)施的種類繁多，可以有各種各樣的分類。通常按照捕集分離粉塵粒子的機理來分類，如重力、慣性力、離心力、庫侖力、熱力、擴散力等，可將各種除塵設(shè)施歸為四大類。 1、機械式除塵器 一般作用于除塵器內(nèi)，含塵氣體的作用力是重力、慣性力及離心力，這類除塵器又可分為： （1）重力除塵設(shè)施-重力沉降室； （2）慣性力除塵設(shè)施-慣性除塵器（又稱慣性分離器） （3）離心力除塵設(shè)施-旋風除塵器（又稱離心分離器） 2、濕式除塵器（又稱濕式洗滌器） 濕式除塵器是以水或其它液體為捕集粉塵粒子介質(zhì)的除塵設(shè)施。按耗能的高低分為： （1）低能濕式除塵器-噴霧塔、水膜除塵等； （2）高能濕式除塵器-文丘里除塵器。 濕式除塵器也還有其它分類方法，這里不再贅述 3、過濾式除塵器 過濾式除塵器是含塵氣體與過濾介質(zhì)之間依*慣性碰撞、擴散、截留、篩塞分等作用，實現(xiàn)氣固分離的除塵設(shè)施。根椐所采用過濾介質(zhì)和結(jié)構(gòu)形式的不同，可以分為： （1）袋式除塵器（又稱為布袋除塵器）； （2）顆粒層除塵器等； 4、電除塵器 利用高壓電場產(chǎn)生的靜電力，使粉塵從氣流中分離出來的除塵設(shè)施稱為靜電除塵器，簡稱電除塵器。按照電除塵器的結(jié)構(gòu)特點，可以有多種分類，這里只列舉按集塵的型式分類： （1）、管式靜電除塵器； （2）、板式靜電除塵器。 實際上，在一種除塵器中往往同時利用幾種除塵機制，所以一般情況是按其中主要作用機制而分類命名的。 此外，在除塵過程中是否用水或其他液體，還可將除塵器分為干式和濕式兩大類。用水或液體使含塵氣體中的粉塵（固體粒子）或捕集到的粉塵濕潤的設(shè)施，稱為濕式除塵器；把不濕潤氣體中的粉塵的設(shè)施，稱為干式除塵器。 近些年來，為提高對微粒的不捕集效率，陸續(xù)出現(xiàn)了綜合幾種除塵機制的各種新型除塵器，如聲凝聚器、熱凝器、流通力/冷凝洗滌器（簡稱FF/C洗滌器）、高梯度碰分離器、荷電液滴洗滌器及電管等。 （二）除塵器型號代號統(tǒng)一編制方法 1、第一位字母表示除塵器按工作原理的分類，暫分下列四類。 旋風式-X（旋XUAN ）、濕式-S（濕SHI ）、過濾式-L（濾LV）、靜電式-D（電DIAN ） 2、第二位、第三位字母以表示除塵器的構(gòu)造形式特點為主，為避免同其他除塵器的型號重復，必要時也可以包括或表示工作原理方面的特點。型號代號一般不多于三位字母，如二位字母能表示清楚的就不用第三位，個別情況需要第四位表示不同用途時，可用斜線隔開，后加第四位。例如同一型式的除塵器，本來用于工業(yè)通風，后經(jīng)部分修改又用于鍋爐煙氣除塵時，則采用斜線后家“G”字（鍋GUO ）的辦法以示區(qū)別。但原為鍋爐煙氣設(shè)計的除塵器不必再加斜線及第四位了。 3、代號字母舉例。構(gòu)造形式方面： L-立式（立LI）、 W-臥式（臥WO）、 T-筒式（筒TONG）、 S-雙級（雙SHUANG）、 C-長錐體（長CHANG）、P-旁路（旁BANG ） 工作原理方面：P-平旋（平PING）、M-水膜（膜MO）C-多管（管GUAN ）、K-擴散（擴KUO）、 Z-直流（直-ZHI）。 4、形式代號舉例主要是為了說明編制辦法，型號不作定論。具體型號應在修編 過程中協(xié)商確定。 1）、XLG型立式多管除塵器（原稱CLG）：X-旋風、L-立式、G-多管。 2）、XWG型式多管除塵器：X-旋風、W-臥式