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2012.04本次课主要从每类除尘器的工作原理，优缺点出发，比较一下除尘器之间的异同。回顾本章主要内容：1.除尘器分为哪几类？2.每类除尘器的工作原理各是什么？3.每类除尘器优缺点？除尘器的分类1．机械式除尘采用重力、离心力等机械力将气体中尘粒沉降，如重力除尘，惯性除尘、离心除尘等。常用设备：重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器。2．过滤除尘使含尘气体通过具有很多毛细孔的过滤介质将污染物颗粒截留下来的除尘方法，如填充层过滤，布袋过滤等。常用设备：颗粒层过滤器和袋式过滤器。3．静电除尘使含尘气体通过高压电场，在电场力的作用下使其得到净化的过程。常用设备：干式静电除尘器和湿式静电除尘器。4．湿法除尘用水或其他液体湿润尘粒，捕集粉尘和雾滴的除尘方法，如气体洗涤、泡沫除尘等。常用设备：喷雾塔、填料塔、泡沫除尘器、文丘里洗涤器等。除尘器的工作原理1．机械式除尘机械式除尘器包括重力除尘，惯性除尘、旋风除尘①重力沉降原理含尘气体进入降尘室后，流道截面积扩大而速度减慢，颗粒能够在气体通过沉降室的时间内降至室底，便可从气流中分离出来。②惯性除尘原理含尘气流冲击在挡板上，气流方向发生急剧改变；尘粒借助本身的惯性力作用与挡板撞击，方向也发生改变，由于重力作用从气流中分离。惯性除尘器除惯性力作用外，还有离心力和重力作用。③旋风除尘原理（组成：筒体、锥体、进气管、排气管和灰斗）含尘气体由进口切向进入，沿筒体内壁由上向下做圆周运动。向下旋转的气流到达锥体顶部附近时折转向上，在中心区域旋转上升，最后由排气管排出。尘粒在内、外旋流的作用下到达外壁落到灰斗收集。2过滤式除尘①颗粒层除尘器机理：颗粒层除尘器利用颗粒状物料（如硅石、砾石、焦炭等）作为填料层的一种内滤式除尘装置。在除尘过程中，气体中的粉尘粒子主要是在惯性碰撞、截留、扩散、重力沉降和静电力等多种力的作用下分离出来的。②袋式除尘原理机理：袋式除尘器室内悬吊着滤袋，当含尘气流穿过滤袋时，粉尘便捕集在滤袋上，净化后的气体从出口排出。经过一段时间，开启空气反吹系统，袋内的粉尘被反吹气流吹入灰斗。①含尘气体通过清洁滤布，起捕尘作用的主要是纤维，清洁滤布空隙率大，除尘效率低；②捕集的粉尘量不断增加，一部分嵌入到滤布内部，一部分覆盖表面形成粉尘层，含尘气体的过滤主要依靠粉尘层，大大提高除尘效率。③袋式除尘器以颗粒去除颗粒。粉尘层增厚，除尘效率增加，但气体的阻力损失增加。因此粉尘积累到一定厚度，需用各种清灰方式将粉尘排出除尘器。主要机理：①筛滤②惯性碰撞③扩散④静电作用⑤重力沉降3.静电除尘其除尘原理包括：气体电离空气中存在极少量的正、负离子，当向阴阳两极施加电压时，离子便向电极移动，形成电流，产生“电晕放电”。电晕放电使气体电离，放出电子生成离子。当两极间的电压继续升高到某一点时，电流迅速增大，电晕极产生一个接一个的火花，称为火花放电。在火花放电之后，电压继续升高至某一值时，电场击穿，出现持续的放电，产生强烈的弧光并伴有高温，这种现象就是电弧放电。由于电弧放电会损坏设备，使电除尘器停止工作，因此在电除尘器操作中应避免这种现象。粒子荷电离子的产生使气流中的尘粒带电。尘粒带电形式：电子直接撞击尘粒使其带电（电场荷电）；电子由于热运动与粉尘颗粒表面接触使粉尘荷电（扩散荷电）；气体吸附电子而成为负气体离子，撞击尘粒使尘粒带电。尘粒的荷电方式与粒径有关，粒径大于0.5μm以电场荷电为主，小于0.2μm以扩散荷电为主。工程中电除尘器所处理粉尘的粒径一般大于0.5μm。带电粒子的迁移和沉积带电尘粒在电场力作用下，朝着与其电性相反的集尘极移动。带电尘粒到达集尘极，尘粒上的电荷与集尘极上电荷中和，尘粒恢复中性而沉积在集尘极。颗粒的清除气流中尘粒在集尘级上连续沉积，极板上的尘粒层厚度不断增大。比电阻大的粉尘还容易出现反电晕，影响除尘效率，必须及时清灰。用振打方法（机械、压缩空气）或其它清灰方式（喷淋水）将尘粒层强制破坏，使其落入灰斗。4.湿式除尘湿法除尘机理惯性碰撞、扩散效应、粘附作用和凝聚等作用。惯性碰撞气流遇到液滴会改变方向，产生绕流，尘粒由于惯性将保持原有运动方向，脱离气流流线与液滴相碰，而进入液滴或被液滴粘附分离。尘粒的密度及粒径愈大，效率也愈高；气体的粘度愈大则效率愈低。扩散作用粒径小于0.3μm的微粒，由于流体的湍动和微粒的不规则热运动，使尘粒与液滴接触而被捕集。粒径愈小，扩散系数愈大，除尘效率愈高；液滴与气流相对速度愈大，除尘效率愈低。粘附作用当尘粒半径大于粉尘中心到液滴边缘的距离时，则粉尘被液滴粘附而分离。凝集作用进入湿法除尘装置气体—般温度较高，可以使洗涤液蒸发；蒸发使尘粒表面上的静电力发生变化，使尘粒发生凝聚作用，形成较大的粒子，利于碰撞作用，从而提高了捕集效率。文丘里洗涤器原理待处理气体经过文丘里管的喉管时，产生高速气流。液体从喉管接入，高速气流的剪切力使液体分裂为很多细小的液滴，增大了气液接触面。尘粒则和液滴相互撞击和润湿并结成大的颗粒，进入旋风分离器内除去。除尘器的优缺点重力沉降优缺点：优点：结构简单，造价低，便于维护管理，压力损失小，可以处理高温气体。缺点：沉降小颗粒效率低，只能除去50μm以上的大颗粒，除尘效率40%～70%，主要用于高效除尘装置的前级除尘器。惯性除尘特点优点：设备构造简单，占地面积小，投资成本低，压力损失小，适合去除密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘，不受处理气体温度限制。缺点：不适合处理粘结性和纤维性粉尘，因易堵塞不宜用。净化效率低，一般用于多级除尘的第一级除尘。旋风除尘器特点优点：①结构简单、造价便宜、体积小、操作维修方便，可用各种材料制造；②压力损失中等，动力消耗小，对大颗粒粉尘除尘效率高，③适用于粉尘负荷变化大，高温、高压及腐蚀性的含尘气体，可以直接回收干粉尘；缺点：对于小颗粒粉尘除尘效率低。机械式除尘器共同优缺点：优点：结构简单、造价便宜、体积小、操作维修方便，压力损失小，动力消耗小，不受处理粉尘的性质限制，可以直接回收干粉尘；缺点：除尘效率低，只适合于多级除尘的预除尘。过滤式除尘器颗粒层除尘器优点：结构简单、过滤能力不受灰尘比电阻影响、能够净化易燃易爆的含尘气体、维修方便、耐高温、耐腐蚀、效率高等。缺点：滤层易堵塞袋式除尘器优点：除尘效率高，特别是细粉，达99％以上；适应性强，能处理不同类型的颗粒污染物(包括电除尘器不易处理的高比电阻粉尘),且可大可小；除尘效率不受粉尘浓度影响。便于回收干料，没污泥处理。缺点：受滤布的耐温、耐腐等操作性能限制；滤布的使用温度要小于300℃；袋式除尘器不适于粘结性强及吸湿性强的尘粒，否则会致使滤袋堵塞，破坏正常操作；压力损失大；投资费用高静电除尘器优点：1）除尘效率能捕集1微米以下的细微粉尘，除尘效率高。2）压力损失小。3）处理烟气量大，可用于高温、高压和高湿的场合，能连续运转。缺点：1）设备庞大，耗钢多，需高压变电和整流设备，投资高。2）制造、安装和管理的技术水平要求较高。3）处理效率受处理粉尘浓度影响4）除尘效率受粉尘比电阻影响。湿式除尘器文丘里除尘器优点：构造简单，占地少，不易堵；可处理含易燃、易粘着、易潮解粉尘的气体和高温气体。缺点：压力损失大，操作费用高。湿式除尘器优点：除尘效率比干式除尘器效率高；可以净化有害气体，可以用于处理高温高湿气体；压力损失相对较低缺点：不适合处理粘性粉尘，已造成设备结垢；不适合处理腐蚀性气体，易对设备造成腐蚀；产生的废水还需要后续处理。如何选择除尘器？1、按处理气体量选型处理气体的多少是决定除尘器大小类型的决定性因素，对气体量比较大的，一定要选能处理大气体量的除尘器，如果用多个处理小气量的除尘器并联使用往往是不经济的；对较小气量要比较用哪一种类型的除尘器最经济、最容易满足尘源点的控制和粉尘排放的环保要求。由于除尘器进入实际运行后．受操作和环境条件影响有时是不易预计的，因此，在决定设备的容量时，需保证有一定的余量或预留一些可能增加设备的空间。2、按粉尘的分散度和密度选型粉尘分散度对除尘器的性能影响很大，而粉尘的分散度相同，由于操作条件不同也有差异。因此，在选择除尘器的型式时，首要的是确切掌握粉尘的分散度，如粒径多在10微米以上时可选旋风除尘器。在粒径多为数微米以下，则应选用静电除尘器、袋式除尘器，而具体选择，可以根据分散度和其他要求，参考常用除尘器类型与性能表进行初步选择；然后再依照其他条件和介绍的除尘器种类和性能确定。粉尘密度对除尘器的除尘性能影响也很大。这种影响表现最为明显的是重力、惯性力和离心力除尘器。所有除尘器的一个共同点是堆积密度越小，尘粒分离捕集就越困难，粉尘的二次飞扬越严重，所以在操作上与设备结构上应采取特别措施。3、按气体含尘浓度选型对重力、惯性和旋风除尘器。一般说来，进口含尘浓度越大，除尘效率越高，可是这样又会增加出口含尘浓度，所以不能仅从除尘效率高就笼统地认为粉尘处理效果好，对文氏洗管除尘器、喷射洗涤器等湿式除尘器，以初始含尘浓度在10g／m3以下为宜；对袋式除尘器，含尘浓度愈低，除尘性能愈好，在较高初始浓度时，进行连续清灰，压力损失和排放浓度也能满足环保要求。电除尘器初始浓度在30g/m3以下，不加预除出尘器可以使用。4、粉尘黏附性对选型的影响粉尘和壁面的黏附机理与粉尘的比表面积和含湿量关系很大。粉尘粒径d越小，比表面积越大含水量越多，其黏附性也越大。在旋风除尘器中，粉尘因离心力黏附于壁面上，有发生堵塞的危险；而对袋式除尘器黏附的粉尘容易使过滤袋的孔道堵塞，对电除尘器则易使放电极和集尘极积尘。5、粉尘比电阻对选型的影响电除尘器的粉尘比电阻应该在104～1011Ω·cm范围之内。粉尘的比电阻随含尘气体的温度、湿度不同有很大变化，对同种粉尘，在100～200℃之间比电阻值最大；如果含尘气体加硫调质则比电阻降低。因此，在选用电除尘器时，需事先掌握粉尘的比电阻，充分考虑含尘气体温度的选择和含尘气体性质的调整。