湿式除尘器的类型及结构

湿式除尘器的类型及结构————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期：湿式除尘器的类型及结构更新时间:08－１0-2113：４2湿式除尘器的结构：不同类型的湿式除尘器其结构虽有较大差别,但总体上一般由尘气导入装置,引水装置，水气接触本体，液滴分离器和污水（泥）排放装置组成。1．湿式除尘器的分类湿式除尘器的类型，从不同角度有不同的分类。(1)按结构型式可分为①贮水式:内装一定量的水,高速含尘气体冲击形成水滴、水膜和气泡,对含尘气体进行洗涤，如冲激式除尘器、水浴式除尘器、卧式旋风水膜除尘器。②加压水喷淋式:向除尘器内供给加压水，利用喷淋或喷雾产生水滴而对含尘气体进行洗涤;如文氏管除尘器、泡沫除尘器、填料塔、湍求塔等。③强制旋转喷淋式：借助机械力强制旋转喷淋，或转动叶片，使供水形成水滴、水膜、气泡,对含尘气体进行洗涤。如旋转喷雾式除尘器。(2）按能耗大小可分为①低能耗型：阻力在4000Pa以下,除尘效率可达90%。这类除尘器包括喷淋式,水浴式,冲激式,泡沫式,旋风水膜式除尘器。②高能耗型:阻力在4000Ｐa以上,对微细粉尘效率高,该类主要指文氏管除尘器。（３）按气液接触方式可分为①整体接触式:含尘气流冲入液体内部而被洗涤，如自激式,旋风水膜式,泡沫式等除尘器;②分散接触式:向含尘气流中喷雾，尘粒与水滴，液膜碰撞而被捕集,如文氏管，喷淋塔等。2．自激式除尘器自激式除尘器内先要贮存一定量的水,它利用气流与液面的高速接触,激起大量水滴,使尘粒从气流中分离,水浴除尘器、冲激式除尘器等都是属于这一类。（1)水浴除尘器图5－5-1是水浴除尘器的示意图，含尘空气以8~12ｍ／ｓ的速度从喷头高速喷出，冲入液体中，激起大量泡沫和水滴。粗大的尘粒直接在水池内沉降,细小的尘粒在上部空间和水滴碰撞后，由于凝聚、增重而捕集。水浴除尘器的效率一般为80％～95%。喷头的埋水深度h020～３０mｍ。除尘器阻力约为400~７0０Pa。水浴除尘器可在现场用砖或钢筋混凝土构筑，适合中小型工厂采用。它的缺点是泥浆清理比较困难。图5－５－1水浴除尘器原理图（2）冲激式除尘器图5-５－2是冲激式除尘器的示意图,含尘气体进入除尘器后转弯向下，冲激在液面上，部分粗大的尘粒直接沉降在泥浆斗内。随后含尘气体高速通过S型通道，激起大量水滴,使粉尘与水滴充分接触。在正常情况下,除尘器阻力为１5０0Pa左右,对5μm的粉尘，效率为93%。冲激式除尘器下部装有刮板运输机自动刮泥,也可以人工定期排放。图5-5－2冲激式除尘器除尘器处理风量在２0%范围内变化时,对除尘效率几乎没有影响。冲激式除尘机组把除尘器和风机组合在一起，具有结构紧凑、占地面积小、维护管理简单等优点。湿式除尘器的洗涤废水中,除固体微粒外，还有各种可溶性物质,洗涤废水直接排入江河或下水道，会造成水系污染，这是值得重视的一个问题。目前国外的湿式除尘器大都采用循环水，自激式除尘器用的水是在除尘器内部自动循环的,称为水内循环的湿式除尘器。和水外循环的湿式除尘器相比，节省了循环水泵的投资和运行费用，减少了废水处理量。冲激式除尘器的缺点是，与其它的湿式除尘器相比,金属消耗量大,阻力较高,价格较贵。３.卧式旋风水膜除尘器图５-5－３是卧式旋风水膜除尘器的示意图，它由横卧的外筒和内筒构成,内外筒之间设有导流叶片。含尘气体由一端沿切线方向进入，沿导流片作旋转运动。在气流带动下液体在外壁形成一层水膜,同时还产生大量水滴。尘粒在惯性离心力作用下向外壁移动,到达壁面后被水膜捕集。部分尘粒与液滴发生碰撞而被捕集。气体连续流经几个螺旋形通道,便得到多次净化,使绝大部分尘粒分离下来。图5-５－3卧式旋风水膜除尘器如果除尘器洪水比较稳定,风量在一定范围内变化时,卧式旋风水膜除尘器有一定的自动调节作用，水位能自动保持平衡。用ρc=261０ｋg/ｍ3、中位径d50=μｍ的耐火粘土粉进行试验，除尘效率在98%左右。除尘器阻力约为８0０～1２０0Pa,耗水量约为0.０6～0.1５L/ｍ３。为了在出口处进行气液分离，小型除尘器采用重力脱水，大型除尘器用挡板或旋风脱水。图５－5-４立式旋风水膜除尘器4．立式旋风水膜除尘器图5-５－4是立式旋风水膜除尘器示意图。进口气流沿切线方向在下部进入除尘器,水在上部由喷嘴沿切线方向喷出。由于进口气流的旋转作用,在除尘器内表面形成一层液膜。粉尘在离心力作用下被甩到筒壁,与液膜接触而被捕集。它可以有效防止粉尘在器壁上的反弹、冲刷等引起的二次扬尘，从而提高除尘效率，通常可达90％~95％。除尘器筒体内壁形成稳定、均匀的水膜是保证除尘器正常工作的必要条件。因此，必须满足以下要求：(1）均匀布置喷嘴,间距不宜过大，约3０0～40０mm;(2)入口气流速度不能太高,通常为15~2２m/s;（3）保持供水压力稳定，一般要求为30—5０kＰa，最好能设置恒压水箱;（4）简体内表面要求平整光滑,不允许有凸凹不平及突出的焊缝等。水膜除尘器用于锅炉烟气净化时,会因烟气中的ＳＯ2而遭腐蚀,降低使用寿命。为此，常用厚200~25０mm的花岗岩制作（称为麻石水膜除尘器）。这种除尘器的入口流速为15～２2ｍ/s（筒体流速3.5～5m／s）,耗水量０.１～0.3L/m3,阻力约为400~7０0Ｐa,其除尘效率低于通常的立式水膜除尘器。5．文氏管除尘器典型的文氏管除尘器如图５－５-５所示。主要由三部分组成:引水装置(喷雾器),文氏管体及脱水器,分别在其中实现雾化、凝并和除尘三个过程。图５-5-5文丘管除尘器含尘气流由风管1进入渐缩管2，气流速度逐渐增加,静压降低。在喉管3中，气流速度达到最高。由于高速气流的冲击,使喷嘴7喷出的水滴进一步雾化。在喉管中气液两相充分混合,尘粒与水滴不断碰撞凝并,成为更大的颗粒。在渐扩管4气流速度逐渐降低，静压增高。最后含尘气流经风管5进入脱水器6。由于细颗粒凝并增大，在一般的脱水器中就可以将粒尘和水滴一起除下。文氏管除尘器的除尘效率主要取决于以下因素：（１）喉管中的气流速度高效文氏管除尘器的喉管流速高达6０~120m/s,对小于1.０μm的粉尘效率可达９9％～99．9%，但阻力也高达500０～10000Pａ。当喉管流速为40~６0m／s，效率约为９０％~9５%，阻力为6０0～500０Pa。对于烟气量变化的除尘系统（如炼钢转炉）则要求随烟气量的变化而改变喉口大小(称为变径文氏管),以保持设计流速。（2)雾化情况在文氏管除尘器中,水雾的形成主要依靠喉管中的高速气流将水滴粉碎成细小的水雾。喷雾的方式有中心轴向喷水、周边径向内喷等。（３)喷水量或水气比通常用L/m３表示,也是决定除尘器性能的重要参数。一般来说,水气比增加,除尘效率增加,阻力也增加,通常为０.３~1．5L/m3。文氏管除尘器是一种高效除尘器，对于小于１μm的粉尘仍有很高的除尘效率。它适用于高温、高湿和有爆炸危险的气体。它的最大缺点是阻力很高。目前主要用于冶金、化工等行业高温烟气净化，如吹氧炼钢转炉烟气。烟气温度最高可达1600~1700℃，含尘浓度为2５～60g/m3,粒径大部分在１μｍ以下。6.湿式除尘器的脱水装置防止气流把液滴带出湿式除尘器,对保证除尘系统运行具有重要意义。常用的脱水装置有重力脱水器、惯性脱水器、旋风脱水器、弯头脱水器、丝网脱水器等。在选择脱水器时，除了考虑脱水效率外,还应考虑阻力的大小。各种脱水器所能脱除的液滴大小、脱水效率和阻力在表５-5-１列出。表５-5-1各种脱水器的性能型式液滴大小（μm）脱水效率（%）阻力（Pa）惯性重力丝网旋风1501001052096999950999～17150200800～1500脱水器可以设于除尘器内部（在气流出口处),也可与除尘器分开成为单独的设备。目前国内定型设计的湿式除尘器都设有气液分离装置。试验表明,只要除尘器的实际处理风量在规定的设计范围以内，一般不会发生“带水”现象，发生“带水”大都是由于选用风机过大引起的。