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工(gōng)業除塵設備幾種除塵方(fāng)法的比較
近年來,隨(suí)著經濟(jì)的迅速發展,以原煤為燃料的鍋爐增加很多(duō),燃煤鍋爐排放的大氣汙(wū)染物對周圍(wéi)環境造成很(hěn)大危(wēi)害,然而減少或降低燃煤鍋爐排放汙染物的主要(yào)途徑是與鍋爐相配套的各類消煙除(chú)塵器,而除塵器的性能和效率是決(jué)定一台鍋爐(lú)對周圍(wéi)環(huán)境造成危害程度的關鍵所在。
除塵器可分為兩大類:①幹式除塵器:包括重力沉降室、慣性(xìng)除塵器、電除塵器、布袋除(chú)塵器、旋(xuán)風除塵器。②濕式除塵器:包括又噴淋塔、衝擊式除塵器、文丘裏洗滌劑、泡沫除(chú)塵器和水膜除塵器等。目前常見的運用zui多的是旋風分離器、靜電除塵器與布袋除(chú)塵器。

下麵對各種(zhǒng)除塵器做簡要介(jiè)紹:
1. 重力除塵——利(lì)用粉塵與氣(qì)體的比重不(bú)同的原理,使揚塵(chén)靠本身的重力(重力) 從氣體中自然沉降(jiàng)下來的淨化設備,通常稱(chēng)為沉降室或降生室。它是一種結(jié)構簡單、體積大、阻力小、易維護、效率低的比較原始的淨化設備,隻能用於粗淨化。重力降塵室的工(gōng)作原理如下圖所示:含塵氣體從一側以水(shuǐ)平方向的均勻速度V進(jìn)入沉降室,塵粒以沉降速度V沉下降,運行t時間後,使塵粒沉降於室底。淨化後的氣(qì)體,從另一(yī)側出口排出
2. 慣性除塵——慣性除塵器也叫惰性除塵器。它的原理是利用粉塵(chén)與氣體在(zài)運動中慣性力的不同,將粉塵從氣體中分離出來。一般都是在含塵氣流(liú)的前方設置某種形式的障礙(ài)物,使氣流的方向急劇改變。此時粉(fěn)塵由於慣性力比氣體(tǐ)大得多,塵粒便脫離氣流(liú)而被分離出來,得到淨化(huà)的氣體(tǐ)在急劇改變方向後排出。
這種除塵器結構(gòu)簡單,阻力較(jiào)小(10-80毫米水柱),淨化效率較低(40-80%),多用於多段淨化時的第一(yī)段,淨化中的濃縮設備或與其它淨化設備(bèi)配合使用。
慣性除塵器以百葉式的zui常用。(它適用於(yú)淨化含有非粘性、非纖維性(xìng)粉(fěn)塵的(de)空氣,通常與其它種(zhǒng)除塵器聯合(hé)使用組成機組
3.旋風分離器
工作(zuò)原(yuán)理::旋風除塵器的工作原理如下圖所示,含塵氣體從入口導入除塵器的外殼和排氣管之(zhī)間,形成旋轉(zhuǎn)向下的外旋(xuán)流。懸浮於外旋流的(de)粉塵在離心力的作用下移向器(qì)壁,並隨外旋流轉到除塵器下部(bù),由排塵孔排出。淨化後的氣(qì)體形(xíng)成上升的內旋流並經過排氣管排出。
應用範(fàn)圍及特點:旋風除塵器適用於(yú)淨化大於5~10微米的非粘性、非纖維的幹燥粉塵。它(tā)是一種結構簡單、操作方(fāng)便、耐高溫、設(shè)備費用和阻力較低(80~160毫米水柱)的淨化(huà)設備,旋風(fēng)除塵器在淨化設備(bèi)中應用得zui為廣泛。
4. 布袋除塵技術
工作原理(lǐ):
⑴ 重力沉降作用——含塵氣體進入布袋(dài)除塵器時,顆粒大、比重大的粉塵,在重力作用下沉降下(xià)來,這和沉降室的作用完全相同。
⑵ 篩濾作(zuò)用——當粉(fěn)塵的顆(kē)粒直徑較濾料的纖維間的空隙或濾料上粉(fěn)塵間的間隙(xì)大時,粉塵在氣流通過時(shí)即被(bèi)阻留下來,此即稱為篩濾作用(yòng)。當濾料上積存粉塵增多時,這種(zhǒng)作用就比較顯著起來。
⑶ 慣性力作用——氣流(liú)通過濾(lǜ)料時,可繞纖維而過,而較大的粉塵顆粒zai慣性(xìng)力的作(zuò)用下,仍按原方向運動,遂與濾料相撞而被捕獲。
⑷ 熱運動作用——質輕體小的粉塵(1微米以下(xià)),隨氣流運動,非常接近於(yú)氣流流線,能(néng)繞過纖維。但它們在受到作熱(rè)運動(即布朗運動)的氣體分子的碰撞之後,便改變原來的運動(dòng)方向,這就增加了粉塵(chén)與纖維的接觸機會,使粉塵能夠被捕獲。當濾料纖維直徑越細,空隙率越小、其捕獲率就越高,所以越有利於除塵。
袋式除塵器很久以(yǐ)前就已廣(guǎng)泛應用於各個工業部門中,用以捕集非粘結非纖維性的工業粉塵和揮(huī)發物(wù),捕獲粉塵微粒可達0.1微米(mǐ)。但是,當用它處理含(hán)有水(shuǐ)蒸汽的氣(qì)體時,應避免出現結露問題。袋(dài)式除塵器具有很高的(de)淨(jìng)化效率,就是捕集細微的粉塵效率也(yě)可達99%以上,而且(qiě)其效率(lǜ)比高。
5. 靜電(diàn)除(chú)塵
靜電除塵器的工作原理:含有粉塵顆粒的氣(qì)體,在接(jiē)有高壓直流(liú)電源的(de)陰極線(又稱電暈極)和接地的陽極(jí)板之間所(suǒ)形成的高壓(yā)電(diàn)場(chǎng)通過(guò)時(shí),由於陰(yīn)極發生電暈放電、氣體被電離,此時,帶負電的氣體離子(zǐ),在(zài)電場力的作用下,向陽板運動,在運動中(zhōng)與粉塵顆粒相碰,則使塵粒荷以負電,荷電後的塵粒在電場力的作用下,亦向陽極運動,到達(dá)陽極後,放出所帶的電子,塵粒則沉積於陽極板上,而得到淨化的氣體排出防塵器外。
根據目前(qián)國內常見的電除塵器型(xíng)式可概略地(dì)分為以下幾類(lèi):按氣流方向分為(wéi)立式和臥(wò)式,按沉(chén)澱(diàn)極極(jí)型式分為板式和管式(shì),按沉澱極板上粉塵(chén)的清除方法分為幹式濕式等。
1-陽極(jí);2-陰(yīn)極;3-陰極(jí)上架4-陽極上部(bù)支架;
5-絕緣支座;6-石英絕緣管;7-陰極懸(xuán)吊管;
8-陰(yīn)極支撐架(jià);9-頂板;10-陰極振(zhèn)打裝置;
11-陽極振打裝置;12-陰極下(xià)架;13-陽極吊錘;
14-外殼15-進口第一塊分布板;
16-進口第二塊分布板17-出口分布板(bǎn);18-排灰裝置
電除塵器的優點(diǎn)
⑴ 淨化效率高,能(néng)夠鋪集0.01微米以上的細粒粉塵。在設計中可以通過(guò)不同的操作參數,來滿足所要求的淨化效率。
⑵ 阻(zǔ)力損失小,一般在20毫米水柱以下,和(hé)旋(xuán)風除塵器比較,即使考慮供電機(jī)組和振打機構耗(hào)電,其總耗電量仍比較小(xiǎo)。
⑶ 允許操作溫度(dù)高,如SHWB型電路塵器允許操作(zuò)溫度250℃,其他類(lèi)型還有達到(dào)350~400℃或者更高的。
⑷ 處理氣體範圍量大。
⑸ 可以完全實現操作自動控製。
電除塵器的(de)缺點:
⑴ 設備比較複雜,要求設備調運和安裝以及維護管理水平(píng)高。
⑵ 對粉塵比電阻有一定(dìng)要求,所以對粉塵有(yǒu)一定的選擇(zé)性,不能使所有粉塵都的獲得很高的淨化效率。
⑶ 受氣體溫、溫度等的操作條件影響較大,同是一種粉塵如在不同溫度、濕度下操作(zuò),所得的效果不同,有(yǒu)的粉塵在某一個溫(wēn)度、濕度下使用效果很好,而在另一個溫度、濕度下由於粉塵電阻的變(biàn)化幾乎不能(néng)使用電除塵器了。
⑷ 一(yī)次投資(zī)較大(dà),臥式的電除塵器占地麵積(jī)較大。
⑸ 目前在某些企業實用效果達不(bú)到設計要求。
6. 高(gāo)溫陶瓷除(chú)塵器:
對於燃煤聯(lián)合循環(huán)發電係統(IGCC),發展既能滿足燃(rán)氣輪(lún)機(jī)要求同時又能滿(mǎn)足環境保(bǎo)護要求的高溫燃氣淨化係統是非常重要的(de),它是燃煤聯合循環發電技術真正商用化的zui關鍵(jiàn)技術之一。高溫陶瓷過濾器,目前被普遍認為是zui有前途的高溫除塵設備。陶瓷(cí)過濾器對高溫燃氣(qì)中的粉塵進行過濾於(yú)用砂礫層(顆粒層除塵器)或纖維層(布袋除塵器)對氣體淨化都基於同一過濾理(lǐ)論。
陶瓷過濾器的(de)過濾(lǜ)元件目前普遍采用高密度材料,製(zhì)成的陶瓷過濾元件主要有棒式、管事、交叉(chā)流式三種。下圖為一種交叉流式陶瓷過濾器元件,它由薄的多(duō)空陶瓷板組成,通過燒結形成帶(dài)有通(tōng)道(dào)的肋狀整體。含塵氣(qì)體從短通道端進入過濾器,然後(hòu)在每個通道過濾後進入通道較長的(de)清潔氣體端,清潔氣(qì)體(tǐ)通道的一(yī)端封死是清潔氣體流入清潔氣體匯集箱,短通道內所捕(bǔ)集的塵粒通過反向脈衝氣流定期(qī)清除。
7. 下麵以水膜除塵器為例介紹一(yī)種濕式除塵器:
利用含塵(chén)氣(qì)體衝擊除塵器內壁或(huò)其他特殊構件上用某種方法造成的水膜,使粉塵被水膜捕獲,氣(qì)體得到(dào)淨化,這類淨化設備叫做水膜除塵器。包括衝擊水(shuǐ)膜、惰性(百葉)水(shuǐ)膜和離心水膜除塵器等多種。
含塵氣體(tǐ)由簡(jiǎn)體下部順切向引入,旋轉上升,塵粒受(shòu)離心(xīn)力作用而被(bèi)分離,拋向筒體內壁,被簡體內壁(bì)流動的水膜層所(suǒ)吸(xī)附,隨水流到(dào)底部錐體,經排塵口卸(xiè)出。水膜層(céng)的形成是由布置在筒(tǒng)體的上部幾個噴嘴、將水順切(qiē)向噴至器壁。這樣,在簡體內壁始終覆蓋(gài)一層(céng)旋轉向下流動的很薄水膜,達到(dào)提高除塵效果的(de)目的。這種濕式除塵器結構簡單,金屬耗量小,耗水量小(xiǎo)。其缺(quē)點是高度(dù)較(jiào)大,布置困難,並且在實際運行中發現有帶水現象。
以上介紹(shào)的是工程中幾種常見的除塵設備,實際中(zhōng)應選用哪一種(zhǒng)應(yīng)根(gēn)據各自(zì)的(de)優缺點及實際情況決定。目前大型電站大多使用靜電除(chú)塵器或布袋除塵器。


