2011环保工程师专业知识：颗粒污染物

2011环保工程师专业知识：颗粒污染物-除尘器 来源：考试大2010年12月24日【相信自己,掌握未来,考试大值得信赖!】
袋式除尘器

过率式除尘器是使含尘气体通过过滤层或滤料，使气流中的尘粒被阻截下来，从而实习肥气体净化的过程。利用过滤基本原理将粉尘分离和捕集的装置称为过滤式除尘器。过滤式除尘器主要有两类。

1. 袋式除尘器的工作原理

袋式除尘是采用过滤技术将气体中的固体颗粒物进行分离的过程。大部分微细粉尘会随着气流从滤袋的网孔中通过，而粗大的尘粒靠惯性碰撞和拦截被阻留，随着滤袋上截流粉尘的加厚，细小的颗粒靠扩散、静电等作用也被纤维捕获，并在往空中产生“架桥”现象。随着含尘气体不断通过滤袋的纤维间隙，纤维间粉尘“架桥”现象不断加强，一段时间后，滤袋表面积聚成一层粉尘，称为粉尘初层。在以后的除尘过程中，粉尘初层便成了滤袋的主要过滤层，它允许气体通过而截留粉尘颗粒，随着粉尘在滤布上的积累，除尘效率和阻力都相应增加。当滤袋两侧的压力差很大时除尘器阻力过大，系统的风量会显著下降，以致影响生产系统的排风，力要及时进行清灰，但清灰时必须注意不能破坏粉尘初层，以免降低除尘效率。

袋式除尘的机理主要依靠含尘气流通过滤袋纤维时产生的筛滤、碰撞、钩住、扩散、神和重力6种效应进行净化，其中以“筛滤效应“为主。

在滤料表面复合一层微孔薄膜的过滤称为膜过滤，这是一种表面过滤的技术。

2.袋式除尘器的主要特点

袋式除尘器属于过滤式除尘器，主要优点有：①除尘效率高，对微细粒子的除尘效率可达99%以上;②适应性强，对各类性质的粉尘都有很高的除尘效率，③处理风量范围广，对于小风量和大风量均可处理;④结构龄;操作方便，占地面积小;⑤捕集的干尘粒便于回收利用，没有水污染及污泥处理等问题;

3. 袋式除尘器的分类

按清灰方式分类

袋式除尘器按清灰方式的不同可分为：机械振打式、逆气流清灰式、脉冲喷吹式。气环反吹式及复合清灰式。

按滤袋形状分类

圆袋、扁袋

按滤尘方向分类

外滤式、内滤式

按进气口位置分类

上进峰、下进风

4. 袋式除尘器的基本结构

典型的袋式除尘器由尘气室、净气室、滤袋、清灰装置、卸灰装置五部分组成。

机械除尘器

机械式除尘器是利用机械力将尘粒从气体中分离的装置。这器主要包括重力除尘器、惯性除尘器和旋风除尘器等。机械力除尘装置的特点是：①结构简单，造价低廉、使用和维护方便;②能处理粒子浓度高的气体，处理气量较大;③能适应高温烟气的处理;④除尘效率不高，一般用于多级除尘系统的预除尘或火星捕集。

重力除尘器，力除尘器又叫重力沉降室，它是利用尘粒与气体的密度不同，通过重力作用使尘。肿自然沉降分离的除尘设备。重力沉降宰是一种最简单的除尘设备。

重力除尘器的工作原理

含尘气体进入沉降室后，由于沉降室横断面扩大而使气体流动速度显著降低，在流-室的过程中，大而重的尘粒便在重力的作用下，以其沉降速度缓慢地沉落至沉降诩灰斗之中，净化后的气体从出口风管流出，达到了预除尘的目的。

了重力除尘器的基本结构及特点

常见的重力除尘器可分为水平气流沉降室和垂直气流沉降室两种。

水平气流沉降室有单层重力沉降室和多层重力沉降室。。组成一般包括气体进口管、沉降室、灰斗和出口管四大部分组成。水平气流重力沉降室，沉降室通常是一个断面较大的空室，当含尘气流从入口进入比管道横截面积大得多的沉降室的时候，气体的流速大大降低，粉尘便在重力作用下向灰斗沉降。在气流缓慢地通过沉降室时，较大的尘粒在沉降室内有足够的时间汇。下来并进入灰斗中，净化气体从沉降室的另一端排出。

垂直气流沉降室中含尘气流从管道进入沉降室后，一般向上运动，由于横截面积的扩大，气体的流速降低，其中沉降速度大于气体速度的尘粒就沉降下来。

重力沉降室的特点：

①.结构简单、造价低②压力损失小③.体积庞大④.除尘效率低

重力降室的捕集效率

在沉降室内，尘粒一方面以沉降速度us下降，另一方面则随着气流一起留在沉降室内的流速继续向前运动。若气流的平均速度为u，则气流通过沉降室的时间为t：t=L/u

显然，当h≥H时，粒径为屯的尘粒可全部降落至室底被捕集，即对dp的分级效率ηd达到IOO%;当h≤H时，粒径为屯的尘粒不能被全部捕集，即ηd 100%。密d度相同而粒径dp不同的尘粒具有不同沉降速度us，在t秒时间内降落的高度也不同，因此重力沉降室对某一粒径粉尘的分级除尘效率可用h/H来表示，即:

分析以上公式可知，dmin愈小，沉降室的效率就愈高，因此提高重力沉降室的捕集效率可以采取以下措施;①降低沉降室内气流速度u;②降低沉降室的高度H③增大沉降室长度L。

因此，在实际工作中多采用多层沉降室以降低H的办法;在沉降室内沿水平方向设置了多层隔板。若设置n层隔板，沉降高度就降为H/，可100%捕集的最小粉尘粒径为：

此外，重力沉降室内还可在气流方向放置导流板，改变气流的方向，以产生跳气体绕流也就相当于增加了长度，将重力作用与惯性作用结合起来，强化除尘效果。

湿式除尘器

湿式除尘器是用液滴或液膜与含尘废气相互密切接触，而将颗粒从气流中分离出来的除尘装置。

1.湿式除尘机理

湿式除尘是利用尘粒与液滴、液膜的惯性碰撞、截留、扩散、凝并等多种效应共同结果。液滴对尘粒捕集作用，既可以发生在液滴雨尘粒之间，也可以发生在尘粒与尘粒之间或液滴与液滴之间。湿式除尘器的机理为：①液体介质与尘粒之间的惯性碰撞和截留。②维系尘粒与液滴之间的扩散接触③烟气加湿④高温烟气中的水蒸气冷却凝结，并以尘粒为凝结核。

粒径为1～5 m的粉尘主要利用第一个机理，粒径在1 m个机理。目前常用的各种湿式除尘器主要利用尘粒与液滴、液膜的惯性碰撞进行除尘。

2.湿式除尘器的分类

按照其构造型式及除尘机理可分为7种类型。①重力喷雾除尘器，如喷淋塔;旋风式除尘器，如旋风水膜除尘器;③自激式洗涤器，如自激喷雾除尘器;④板式塔除尘器，如泡沫洗涤塔;⑤填料塔除尘器，如填料塔、湍球塔等;⑥文丘里除尘器;⑦械动力洗涤除尘器。

3.湿式除尘器的特点

与其他除尘器相比，湿式除尘器具有以下优点：①由于气体和液体接触过程中同时

发生传质和传热的过程，因此这类除尘器既具有除尘作用，又具有烟气降温和吸收有害气体的作用。②适用于处理高温。高湿、易燃易爆和有害气体;③运行正常时，净化效率高。有效地捕集0.1～10

m的粉尘颗粒;④湿式除尘器结构简单、占地面积小。投资低，;⑤运行安全、操作及维修方便。

常用的湿式除尘器：喷雾塔洗涤器、旋风洗涤器和文丘里洗涤器

喷雾塔洗涤器培塔洗涤器也叫喷淋式除尘器，是湿式除尘器中最简单的一种

①喷雾塔洗涤器的丁作原理：含尘气流向上运动，液滴由喷嘴喷出向下运动，粉尘颗粒与液滴之间通过惯性碰撞、接触阻留、粉尘因加湿而凝聚等作用机

较大的尘粒被液滴捕集。当气体流速较小时，夹带了颗粒的液滴因重力作用而沉于塔底，净化后的气体通过脱水器去除夹带的细小液滴由顶部排出。

②雾塔洗涤器的基本构造

根据喷雾塔洗涤器内截面的形状，可分为圆形和方形两种;按其内的气液流动方向份为顺流、逆流和错流三种型式。

③喷雾塔洗涤器的特点与使用场合

喷塔洗涤器的主要特点是结构简单、压力损失小，一般为250～500Pa，操作方便，运行稳定。

喷雾塔洗涤器适用于捕集粒径较大的颗粒，当气体需要除尘、降温或除尘兼有去除其他有害气体时，往往与高效除少器串联使用。

旋风洗涤器

旋风洗涤器的工作原理

①旋风洗涤器又叫湿式离心力除尘器。在干式旋风除尘器内部设置各种型式的喷嘴，喷出水雾或在器壁上形成液膜便构成了各种湿式旋风洗涤器。其主要除尘机理是离心分离、惯性碰撞。截留等。

②立式旋风水膜除尘器

立式旋风水膜除尘器装置基本结构与工作原理是：沿筒壁切向。狸面形成一层很薄的不断向下流的水膜。含尘气流由筒体下部导入，旋转上升，靠离心力甩向壁面。然后粉尘颗粒被水膜黏附，沿壁面流下排走。它能有效地防止粉尘在器壁上的反弹、冲刷引起的二次扬尘，从而提高了除尘效率。一般除尘效率90%～95%。

旋风洗涤器适合于处理烟气量大和含尘浓度高的场合。它可以单独使用，也可以安装在文丘里洗涤器之后作为脱水器。

文丘里洗涤除尘器

①文丘里洗涤除尘器是一种具有高除尘效率的湿式除尘器。实际应用的文丘里除尘器是一套系统设备，由文丘里洗涤器、除雾器、沉淀池和加压循环水泵等多种装置所组成。

②文丘里洗涤除尘器的捕集机理与除尘过程

文丘里洗涤除尘器对粉尘的捕集主要是惯性碰撞机理起作用，扩散沉降机理对小于0.1 m的细小粉尘才有明显的作用。

文丘里洗涤除尘器的除尘包括三个过程：含尘气流有收缩管进入喉管流速急剧增大，洗涤液通过沿喉管周边均匀分布的喷嘴喷入，液滴被高速气流冲击进一步雾诚更细小的水滴，此过程称为雾化过程;在喉管中气液两相得到充分混合，粉尘粒子与水滴碰撞沉降效率很高。进入扩张管后，气流降低，静压逐渐增大，水滴与粉尘颗粒凝聚成较大的含尘水滴，这一过程称为凝聚过程。气体随后进入除雾器实现了气液分离，达到除尘目的，这一过程称为分离除尘过程。雾化过程和凝聚过程是在文丘里管内进行的;分离除尘过程是在除雾器或其他分离装置中完成的。

净化后的气体从除雾器顶部排出，含尘废水由除雾器锥形底部排至沉淀池。

③文丘里洗涤除尘器的特点及应用

文丘里洗涤除尘器的主要特点是：a.结构简单紧凑、体积小、占地少、价格低;b.既月于高温烟气降温，高温、高湿和易燃气体的净化，也可净化含有微米和亚微米粉尘L?及易于被洗涤液吸收的有毒有害气体;c.压力损失高，处理的气体量相对较少。

它可以用于高炉和转炉煤气的净化与回收，在一般烟气和粉尘苫理中多采用低阻或中阻型式。

④文丘里洗涤器的设计方法

文丘里洗涤器几何尺寸

收缩管、喉管以及扩散管的直径和长度、收缩管和扩散管的张开角度等是文丘里洗涤器设计时的主要几何尺寸。

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