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工業除塵(chén)設備幾種除塵方法的比較
近年來,隨(suí)著經濟的迅速發展,以原煤為燃料的鍋爐增加很多,燃(rán)煤鍋爐排(pái)放的大氣汙染物(wù)對周圍環境造成(chéng)很大危害(hài),然而減少或(huò)降低燃煤鍋爐排(pái)放汙染(rǎn)物的主要途徑是與鍋爐相(xiàng)配套的各類消煙除塵器,而除塵器的性(xìng)能和(hé)效(xiào)率是(shì)決定一台鍋爐(lú)對(duì)周圍環境造成危害程度的關鍵所(suǒ)在(zài)。
除塵器可分為兩大類:①幹式除(chú)塵器:包括重力(lì)沉降室、慣性除塵器、電除塵器、布袋除塵器(qì)、旋風除塵器。②濕式除塵器:包括又(yòu)噴淋(lín)塔、衝擊式除塵器、文丘裏洗滌劑、泡沫除塵器和水膜除塵(chén)器等。目前常(cháng)見(jiàn)的運(yùn)用(yòng)zui多的是旋風分離(lí)器、靜電除塵器與布袋除塵器。

下麵對各種除塵器做簡要介(jiè)紹:
1. 重(chóng)力除(chú)塵——利用粉塵與氣體的比重不同的原理,使揚塵靠本身的重力(重力(lì)) 從(cóng)氣(qì)體中自然沉降下來的淨化設備,通常稱為沉降室或降生室。它是一種結構簡(jiǎn)單、體積大、阻力(lì)小、易維(wéi)護、效率低的比較原(yuán)始的淨化設備,隻能用於粗淨(jìng)化。重力降塵室的工作原理如下圖所(suǒ)示:含塵氣體從一側以水平方(fāng)向(xiàng)的均勻速(sù)度V進(jìn)入沉降室,塵粒以沉降速度V沉下降,運行(háng)t時間後,使塵粒沉降於室底。淨化後的氣體,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與氣體在運動中慣性(xìng)力的不(bú)同,將粉(fěn)塵從氣體中(zhōng)分離出來。一般都是在含塵氣流的前方設置某種形(xíng)式的障礙物,使氣流的方向急劇(jù)改變。此時粉塵由於慣性力比氣體大得多,塵粒便脫離氣流(liú)而被分離出來,得到淨化(huà)的氣體在急劇改變方向後排出。
這種除塵器結構簡單,阻力較小(10-80毫米水柱),淨化效率較(jiào)低(dī)(40-80%),多用(yòng)於(yú)多(duō)段淨化時的第一(yī)段,淨化中的濃(nóng)縮設(shè)備或與其它淨化設備配合使用。
慣性除塵器以百葉式的zui常用。(它適用於淨化含有非粘性、非纖維性粉塵的空氣,通常與其它種除塵器聯合使用組(zǔ)成機組
3.旋風分離器
工作原理::旋風除塵器的工作原理如下圖所示,含塵氣體從入口導(dǎo)入除塵(chén)器(qì)的外殼和排氣管之間,形成旋轉向下的外(wài)旋流。懸浮於外旋流的粉塵在離(lí)心力的作用下移向器壁,並隨外(wài)旋流轉到除塵器下部,由(yóu)排塵孔排出。淨化後的氣體形成上(shàng)升(shēng)的內旋流並經過排氣(qì)管排出。
應用範圍(wéi)及特點:旋風(fēng)除(chú)塵器適用於淨(jìng)化大於5~10微米的非粘性、非纖維的幹燥粉塵。它是一種結構簡單、操作方(fāng)便、耐高溫、設(shè)備費用和阻力較低(80~160毫(háo)米水柱(zhù))的淨化設備,旋風除塵器在淨化設備中應用(yòng)得zui為廣泛。
4. 布袋除(chú)塵技術
工作原理:
⑴ 重力沉降作用——含塵氣(qì)體進入布袋除塵器時,顆粒大、比(bǐ)重大的(de)粉塵,在重力(lì)作用下沉降下來,這和(hé)沉降室的作用完全相同。
⑵ 篩濾(lǜ)作用——當粉塵(chén)的顆粒直徑較濾料的纖(xiān)維間的空隙(xì)或濾料上粉塵間的間隙大(dà)時,粉塵在氣流通過時即被阻留下來,此即稱為篩濾(lǜ)作用。當濾料上積存粉塵增多時,這種作用就比較顯著起來。
⑶ 慣性力作用——氣流通過濾料時,可繞纖維而過,而較大的粉塵顆粒zai慣(guàn)性力的作用下,仍按原方向運動,遂與濾料相撞(zhuàng)而被捕獲。
⑷ 熱(rè)運動作用——質輕體小的粉塵(1微米(mǐ)以下),隨(suí)氣流運動,非(fēi)常接近於氣流流線(xiàn),能繞過(guò)纖維。但(dàn)它(tā)們在受到作熱運動(即布朗運動)的氣體(tǐ)分子的碰撞之後,便改變原來的運動方向,這就增加了粉塵(chén)與纖維的(de)接(jiē)觸機會,使粉塵能夠被捕獲。當(dāng)濾料纖維直徑越細,空隙率越小(xiǎo)、其捕獲率就越高,所以越有利於除塵(chén)。
袋式除塵(chén)器很久以前就已廣泛應用於各個(gè)工業部門中,用以捕集非(fēi)粘(zhān)結非纖維性(xìng)的工業粉塵和揮發物,捕(bǔ)獲粉(fěn)塵微粒可達0.1微米。但是,當用它處理含有水蒸(zhēng)汽的氣體時,應避免出現結(jié)露(lù)問題。袋(dài)式除塵器具有很(hěn)高的淨化效率,就是捕集(jí)細微的粉塵效率也可(kě)達99%以上,而且其效率(lǜ)比高。
5. 靜電除塵
靜電除塵器的工作原理:含有粉塵顆粒的氣體,在接有高(gāo)壓直流電源的陰(yīn)極線(又稱電暈極)和接地的陽極板之間所形成的高(gāo)壓電(diàn)場通過時,由於陰極發生電暈放電、氣體被電離,此時,帶負電的氣體離子,在電場力的(de)作(zuò)用下,向陽板運(yùn)動,在運動中與(yǔ)粉塵顆粒相碰,則(zé)使塵粒荷以負電,荷電後的塵(chén)粒在電場力的作用下,亦向陽極運動,到達陽極後,放出所帶的電(diàn)子,塵粒則沉積於陽極(jí)板上(shàng),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(chú)塵器型式可概略地分為以下幾類:按氣流方向分為(wéi)立式和臥式,按(àn)沉澱極極型式分為板式和管式,按沉澱(diàn)極板上粉塵(chén)的清除方(fāng)法分為幹式濕式等。
1-陽極;2-陰極;3-陰極上架4-陽極上部支架(jià);
5-絕緣支座;6-石英絕緣(yuán)管;7-陰極懸吊管(guǎn);
8-陰極支撐架;9-頂板;10-陰極振打裝置;
11-陽(yáng)極振打裝置(zhì);12-陰極下架;13-陽極吊錘;
14-外殼(ké)15-進口(kǒu)第一塊分布板;
16-進口第二塊分布板17-出口分布板;18-排灰(huī)裝置
電除塵器的優(yōu)點
⑴ 淨化效率(lǜ)高,能夠鋪集0.01微米以上(shàng)的細(xì)粒粉塵。在設計(jì)中可以通過不同(tóng)的操作參數,來滿足所要求的淨(jìng)化效率。
⑵ 阻力損失小,一般(bān)在20毫米水柱以下,和旋風除塵器比較,即(jí)使(shǐ)考慮供電機組和(hé)振打機構(gòu)耗(hào)電,其(qí)總(zǒng)耗電量仍比較(jiào)小。
⑶ 允許操作溫度高,如SHWB型電(diàn)路塵器允許操作溫度250℃,其他類型還(hái)有達到350~400℃或者更高的。
⑷ 處理氣(qì)體(tǐ)範圍量(liàng)大。
⑸ 可以(yǐ)完全實現(xiàn)操作自動控製。
電除塵(chén)器的缺點:
⑴ 設備比較複雜,要求設備調運和安裝以(yǐ)及維護管理水平高。
⑵ 對粉塵比電阻(zǔ)有一定要求,所以對粉塵有一定的選擇性,不能使所(suǒ)有粉塵都的獲(huò)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(tóng)是一(yī)種粉塵如在不同溫度、濕度下操作,所得的(de)效果不(bú)同,有的粉塵(chén)在(zài)某一個溫度、濕(shī)度下使用效果很好,而在另一個溫度(dù)、濕度下由於粉塵電阻(zǔ)的變化幾乎不(bú)能使用電除塵器了。
⑷ 一次投(tóu)資較大,臥式的電除塵器占(zhàn)地麵積較大(dà)。
⑸ 目前在某些企業實(shí)用效果達不(bú)到設計要求。
6. 高溫陶瓷除(chú)塵器(qì):
對於燃(rán)煤聯合循環發電係(xì)統(IGCC),發展既能滿足燃氣輪機要求同時又能(néng)滿足環境保護要求的高溫燃(rán)氣淨化係統是非常重要的(de),它(tā)是燃煤聯合循(xún)環發電技(jì)術真正商用(yòng)化的zui關鍵技術之一。高溫陶瓷過濾器,目前被普遍認(rèn)為是zui有前途的高(gāo)溫除塵設備(bèi)。陶瓷過濾器對高溫燃氣中的(de)粉塵進行過濾於用砂礫層(顆(kē)粒層除塵器(qì))或纖維層(céng)(布袋除塵器(qì))對氣體淨(jìng)化都基於同一過(guò)濾理(lǐ)論。
陶瓷過濾器的(de)過濾元件目前普遍采用高密度(dù)材料,製成的陶瓷過濾元件主要(yào)有(yǒu)棒式、管事、交叉流式三種。下圖為一種(zhǒng)交(jiāo)叉流式陶瓷(cí)過濾器元(yuán)件(jiàn),它由薄的(de)多(duō)空陶瓷(cí)板組成,通過燒結形成(chéng)帶有通道的肋狀(zhuàng)整體。含塵氣(qì)體從短通道端進入過濾器,然後在每個通道過濾後進入通道較(jiào)長(zhǎng)的清潔(jié)氣體端,清潔氣體通道的一端封死是清潔氣體流入清潔氣體匯集(jí)箱,短通道內所捕集的塵(chén)粒通過反向(xiàng)脈衝氣流定期清除。
7. 下麵(miàn)以(yǐ)水膜除(chú)塵器為例介紹一(yī)種濕式除塵器:
利用含塵氣體衝擊除塵器內壁或其他特殊構件上用某(mǒu)種方法造成的水膜,使(shǐ)粉塵(chén)被水膜捕獲,氣體得到淨化,這類淨化設備叫做水膜除塵器。包括衝擊水膜、惰性(xìng)(百葉)水(shuǐ)膜和離心水膜(mó)除塵器等多種(zhǒng)。
含塵(chén)氣體由簡(jiǎn)體下部順切向引入,旋轉上升,塵粒受離心力作用而被分離,拋向筒體內壁,被簡體內壁流動的水膜層所吸附,隨水流到底部錐體,經排(pái)塵(chén)口(kǒu)卸出。水膜層的形成是由(yóu)布置在筒體的上部幾個噴嘴(zuǐ)、將水順切(qiē)向(xiàng)噴至器(qì)壁。這樣,在(zài)簡體內壁始(shǐ)終覆蓋一層旋轉向下流動的很薄(báo)水膜,達到提(tí)高除塵效果的目的。這種濕式除塵器(qì)結構簡單(dān),金屬耗量(liàng)小,耗水量小。其缺點是高度較大,布置(zhì)困難(nán),並且(qiě)在實際運行中發現有帶水現象。
以上(shàng)介紹的是工程中幾種常見的除塵設備,實際中應選用哪一種應(yīng)根據各自的優缺點(diǎn)及實際情況決定。目前大型電站大多使用靜電除塵器或布袋除塵器。

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