除塵器的六大類(lèi)型與原理介紹
除塵器是把粉塵從煙氣中分離出來(lái)的設(shè)備叫除塵器或除塵設(shè)備。除塵器的性能用可處理的氣體量、氣體通過(guò)除塵器時(shí)的阻力損失和除塵效率來(lái)表達(dá)。近年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,冶金煉鋼電爐和以原煤為燃料的鍋爐增加很多,這些爐窯排放的大氣污染物對(duì)周?chē)h(huán)境造成很大危害,然而減少或降低爐窯排放污染物的主要途徑是與爐窯相配套的各類(lèi)消煙除塵器,所以除塵器的性能和效率是決定一臺(tái)爐窯對(duì)周?chē)h(huán)境造成危害程度的關(guān)鍵所在。
除塵設(shè)備分為六種類(lèi)型:
(1)重力與慣性除塵裝置:重力沉降室、檔板式除塵器。
重力除塵器的工作原理是:含塵氣體通過(guò)管道的擴(kuò)大部分(重力沉降室),流速大大降低,較大塵粒即在重力作用下沉降下來(lái)。為避免氣流旋渦將已沉降塵粒帶起,常在沉降室加擋板。通過(guò)沉降室的氣流速度不得大于3米/秒,壓力損失一般為10~20毫米水柱,能捕集粒徑大于50微米的塵粒。重力除塵器有干式和濕式之分,干式除塵效率為40~60%,濕式除塵效率為60~80%。重力除塵器適用于含塵氣體預(yù)凈化。為提高除塵效率,可降低沉降室高度或設(shè)置多層沉降室。
慣性力除塵器的工作原理是:含塵氣流沖擊在擋板或?yàn)V層上,氣流急轉(zhuǎn),塵粒即在慣性力作用下與氣流分離。有碰撞型和回轉(zhuǎn)型兩類(lèi)其中1和2為碰撞型,3和4為回轉(zhuǎn)型,4也稱(chēng)百葉窗型)。慣性力除塵器適用于捕集粒徑10微米以上的塵粒,因易堵塞,對(duì)粘結(jié)性和纖維性粉塵不適用,其壓力損失因結(jié)構(gòu)而異,一般為30~70毫米水柱。除塵效率為50~70%。
(2)離心除塵裝置:?jiǎn)瓮残L(fēng)除塵器,多筒旋風(fēng)除塵器。
旋風(fēng)除塵器的工作原理:它是利用氣流在旋渦運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的離心力以清除氣流中塵粒的設(shè)備。zui常用的是旋風(fēng)除塵器。旋風(fēng)除塵器工作時(shí)氣流從上部沿切線方向進(jìn)入除塵器,在其中作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),塵粒在離心力的作用下被拋向除塵器圓筒部分的內(nèi)壁上降落到集塵室。離心力除塵器于1885年開(kāi)始使用,已發(fā)展成多種型式,如氣流軸向引入,灰塵出口軸向配置或周邊配置。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)低,沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件,壓力損失一般為40~150毫米水柱,適用于去除大于5微米的塵粒。保護(hù)膜除塵效率約70~90%。
多管式旋風(fēng)除塵器(簡(jiǎn)稱(chēng)多管除塵器)是由若干個(gè)單管旋風(fēng)塑燒板組合起來(lái)的??蓪⑷舾蓚€(gè)直徑較小的旋風(fēng)除塵器并聯(lián)起來(lái),也可將旋風(fēng)除塵器串聯(lián)起來(lái),前級(jí)用直徑較大的旋風(fēng)除塵器,后級(jí)用直徑小的。并聯(lián)多管除塵器可制成立式、臥式和傾斜式等多種結(jié)構(gòu)。中國(guó)定型生產(chǎn)的多管除塵器,筒體直徑有150和250毫米兩種,有9管、12管和16管等規(guī)格。多管除塵器可去除粒徑為3微米以上的塵粒,壓力損失為50~200毫米水柱,除塵效率為85~95%。
(3)濕式除塵裝置:噴淋式除塵器,沖激式除塵器,水膜除塵器,泡沫除塵器,斜柵式除塵器,文丘里除塵器。以水膜除塵器為例介紹一種濕式除塵器
水膜除塵器:利用含塵氣體沖擊除塵器內(nèi)壁或其他特殊構(gòu)件上用某種方法造成的水膜,使粉塵被水膜捕獲,氣體得到凈化,這類(lèi)凈化設(shè)備叫做水膜除塵器。包括沖擊水膜、惰性(百葉)水膜和離心水膜除塵器等多種。
工作原理:含塵氣體由簡(jiǎn)體下部順切向引入,旋轉(zhuǎn)上升,塵粒受離心力作用而被分離,拋向筒體內(nèi)壁,被簡(jiǎn)體內(nèi)壁流動(dòng)的水膜層所吸附,隨水流到底部錐體,經(jīng)排塵口卸出。水膜層的形成是由布置在筒體的上部幾個(gè)噴嘴、將水順切向噴至器壁。這樣,在簡(jiǎn)體內(nèi)壁始終覆蓋一層旋轉(zhuǎn)向下流動(dòng)的很薄水膜,達(dá)到提高除塵效果的目的。這種濕式除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,金屬耗量小,耗水量小。其缺點(diǎn)是高度較大,布置困難,并且在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)有帶水現(xiàn)象。
(4)過(guò)濾層除塵器:袋式除塵器,顆粒層除塵器,多孔材料除塵器,紙質(zhì)過(guò)濾器,纖維填充過(guò)濾器。
袋式除塵器屬于過(guò)濾除塵器。它是含塵氣流通過(guò)過(guò)濾材料,將粉塵分離、捕集的裝置。一般有機(jī)械振打式除塵器,電振動(dòng)式除塵器,分室反吹式除塵器,噴嘴反吹式除塵器,振動(dòng)式除塵器,脈沖噴吹式除塵器等幾種類(lèi)型。
布袋除塵技術(shù)工作原理:
1.重力沉降作用——含塵氣體進(jìn)入布袋除塵器時(shí),顆粒大、比重大的粉塵,在重力作用下沉降下來(lái),這和沉降室的作用*相同。
2.篩濾作用——當(dāng)粉塵的顆粒直徑較濾料的纖維間的空隙或?yàn)V料上粉塵間的間隙大時(shí),粉塵在氣流通過(guò)時(shí)即被阻留下來(lái),此即稱(chēng)為篩濾作用。當(dāng)濾料上積存粉塵增多時(shí),這種作用就比較顯著起來(lái)。
3.慣性力作用——氣流通過(guò)濾料時(shí),可繞纖維而過(guò),而較大的粉塵顆粒zai慣性力的作用下,仍按原方向運(yùn)動(dòng),遂與濾料相撞而被捕獲。
4.熱運(yùn)動(dòng)作用——質(zhì)輕體小的粉塵(1微米以下),隨氣流運(yùn)動(dòng),非常接近于氣流流線,能繞過(guò)纖維。但它們?cè)谑艿阶鳠徇\(yùn)動(dòng)(即布朗運(yùn)動(dòng))的氣體分子的碰撞之后,便改變?cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)方向,這就增加了粉塵與纖維的接觸機(jī)會(huì),使粉塵能夠被捕獲。當(dāng)濾料纖維直徑越細(xì),空隙率越小、其捕獲率就越高,所以越有利于除塵。袋式除塵器很久以前就已廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)部門(mén)中,用以捕集非粘結(jié)非纖維性的工業(yè)粉塵和揮發(fā)物,捕獲粉塵微粒可達(dá)0.1微米。但是,當(dāng)用它處理含有水蒸汽的氣體時(shí),應(yīng)避免出現(xiàn)結(jié)露問(wèn)題。袋式除塵器具有很高的凈化效率,就是捕集細(xì)微的粉塵效率也可達(dá)99%以上,而且其效率比高。
(5)靜電除塵裝置:板式靜電除塵器,管式靜電除塵器,濕式靜電除塵器。
靜電除塵器的工作原理:含有粉塵顆粒的氣體,在接有高壓直流電源的陰極線(又稱(chēng)電暈極)和接地的陽(yáng)極板之間所形成的高壓電場(chǎng)通過(guò)時(shí),由于陰極發(fā)生電暈放電、氣體被電離,此時(shí),帶負(fù)電的氣體離子,在電場(chǎng)力的作用下,向陽(yáng)板運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)中與粉塵顆粒相碰,則使塵粒荷以負(fù)電,荷電后的塵粒在電場(chǎng)力的作用下,亦向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng),到達(dá)陽(yáng)極后,放出所帶的電子,塵粒則沉積于陽(yáng)極板上,而得到凈化的氣體排出防塵器外。
(6)組合式除塵器:為提高除塵效率,往往“在前級(jí)設(shè)粗顆粒除塵裝置,反級(jí)設(shè)細(xì)顆粒除塵裝置”的串聯(lián)組合式除塵裝置。
此外,隨著大氣污染控制法規(guī)日趨嚴(yán)格,在煙氣除塵裝置中有時(shí)增加煙氣脫硫功能,派生為煙氣除塵脫硫裝置。