除尘器分类及除尘过程

除尘器分类及除尘过程2007-06-26 15:31一、除尘器分类及除尘过程（一）除尘器的分类按作用机理：分机械除尘器、电力除尘器、过滤式除尘器和洗耳恭听涤除尘器四大类。

机械除尘器又包括重力除尘器、惯性力除尘器和离心力除尘器三类。

根据安装形式分立式和卧式除尘器。

根据除尘过程中有无液体参与，分成无液体参与的干式除尘器和有液体参与的湿式除尘器两类。

（二）除尘器主要组成部件引入含尘气体的除尘器进口；进行固—气分离的除尘空间或称除尘室；排除分离后粉尘的排尘口和除尘后相对清洁气体的出口。

（三）除尘过程1、捕集分离过程①捕集推移阶段。

实质是粉尘的浓缩阶段。

均匀混合或悬浮在运载介质中的粉尘，进入除尘器的除尘空间。

由于受外力的作用，将粉尘推移到分离界面，随粉尘向分离界面推移，浓度越来越大，为固—气分离进一步作好准备。

②分离阶段。

当高浓度的尘流流向分离界面以后，存在两种作用机理：其一，运载介质运载粉尘的能力逐渐达到极限状态，在粉尘悬浮和沉降趋势上，以沉降为主，并通过粉尘沉降，使之从运载介质中分离出来；其二，在高浓度尘流中，粉尘颗粒的扩散与凝聚趋势，以凝聚为主，颗粒之间可以彼此凝聚，也可在实质界面上凝聚并吸附。

2、排尘过程经过分离界面以后，己分离的粉尘通过排尘口排出的过程。

3、排气过程已除尘后相对净化的气流从排气口排出的过程。

单筒旋风除尘器：1、单筒旋风气流对尘粒和空气所产生惯性离心力大小的不同，使尘粒和气流进行分离。

结构如图5-4所示。

2、工作原理含尘气流由进气管以12~25m/s的速度沿切线方向进入圆筒体，在外圆筒和中央排气管之间向下作螺旋运动。

在彷转过程中产生惯性离心力。

尘粒一方向受气流运动的影响，在其中旋转下降；另一方向则受离心力的作用，逐渐向外扩散接近筒壁。

最终与外圆筒的内壁相碰，沿内壁旋转滑下，被收集在中间底部的排灰口，并由此排出。

气体则因质量小，受离心力作用甚微，随圆锥形的收缩转向除尘器的中心，并受底部阻力作用，转而上升，形成一股上升旋流，从排气管上端排出，实现除尘作用。

3、特点：结构简单、维护方便。

三）水膜除尘器利用喷雾或其他方式，在除尘器的内壁形成一薄层水膜，有效地防止粉尘在器壁上反弹、冲刷等作用引起的次扬尘。

（1）立式旋风水膜除尘器立式旋风水腊除尘器的进气方式，可从切线进气，也可从中心进气，通过导流叶片获得旋转运动。

喷水可采用四周喷雾、中心喷雾、上部周边喷水等方式。

图5-6。

含尘气体由筒体下部沿切向进入除尘器，旋转上升。

在离心力作用下分离出来的粉尘，甩向器壁，被水膜层吸收，随被污染的水排出，净化后的气体由上部排出。

（2）卧式旋风水膜除尘器又称水鼓除尘器，或称旋筒式水膜除尘器，其结构见图5-7。

由横置的倒卵形外壳、内筒、螺旋导流片、水槽等部件组成。

螺旋叶片绕在内筒上，并固定在外壳内壁上，使外壳和内筒之间的间隙被分隔成一个螺旋状的通道，沟通进风口和排风口。

除尘过程：含尘气流由除尘器一端切向给入，冲击水面后，在螺旋通道内流动。

气流冲击壳体下部的水，产生水花、水雾并随气流运动，在外壳内壁形成3~5m/s的水膜。

水花、水膜与粉尘相遇时，将尘粒捕集。

在离心力作用下，尘粒和水雾均被甩到外壳仙壁的水膜上，随之流入下部水槽。

（四）袋式除尘器袋式除尘器是基于过滤原理的过滤式除尘设备，利用有机纤维或无机纤维过滤布将气体中的粉尘过滤出来。

脉冲喷吹清灰袋式除尘器的构造如图5-8所示。

本身由上箱体、中箱体、下箱体和控制阀组成。

除尘过程：含尘气体由进气口进入中部箱体，从袋外进入布袋内，粉尘被阻挡在滤袋外的表面，净化的空气进入袋内，再由布袋上部进入上箱体，最后由排气管排出电除尘器1、优点：①分离效率高，可以有效地清除微粒子；②处理气体量大且阻力低；③适用于高温和腐蚀性气体；④运行费用低。

2、缺点：①投资费用高，设备庞大，占地面积大；②设备制造、安装、维护要求高③对粉尘的特性较为敏感。

（一）电除尘器的分离机理1、气体电离过程若在两特定电极间通以高压直流电，建立电场使电极系统的电压超过临界电压，使气体电离，产生定晕放电。

在放电极周围很小范围内电场强度很强，足以使气体电离。

出现电晕后，在电场内形成两个区域。

一是放电极附近的电晕区，该区在离放电极表面2~3mm的范围内。

在这一区域内，由于放电极表面有足够高的电场强度，使气体电离，产生大量的正离子和电子。

这时若放电极上施加的是负电压，则产生负电晕放电，电子移向正极而正离子移向放电极本身。

另一区为电晕外区，该区占有电极之间的大部分空间，区内并不产生气体电离。

2、尘粒荷电过程由于电晕区内产生的离子或电子进入电晕外区，与中性分子发生碰撞，使尘粒荷电。

荷电量的大小与尘粒粒径、电场强度、离子的热能及停留时间等因素有关。

通常认为尘粒荷电有两种机理：即电场荷电和扩散荷电。

前者是由于在电场作用下，离子与尘粒碰撞，粘附于尘粒上荷电。

后者是由于离子的不规则热运动、气体扩散与尘粒碰撞、粘附，使尘粒荷电。

3、收尘过程尘粒荷电后，在电场作用下按照自载电荷的极性，向极性相反的电极运动，并沉积在该电极表面上。

通常将尘粒垂直于极板的运动速度称为驱进速度。

驱进速度的大小与尘粒的荷电量、电场速度、气体性质等因素有关。

带负电荷的尘粒与收尘极接触后，随即失去电荷，成为中性粒子粘附于电极表面。

然后错助振动装置使电极抖动，尘粒从电极表面脱落，掉入电除尘器下部的集灰斗不断地被清除。

（二）电除尘器的基本类型电除尘器由除尘器本体和供电装置两部分组成。

除尘器本体包括放电电极、收尘电极、气流分布装置、清灰机构、绝缘装置和外壳等部分。

1、单区（级）电除尘器在单区除尘器，粒子的荷电和集尘过程在同一区域中进行，也就是电晕极和收尘极处于同一区域。

2、双区（级）除尘器在双区电除尘器中，粒子荷电和沉降收尘分别在两个区域中进行，在第一区域中装有一组电极是尘粒荷电，在第二区域中装有另一组电极使尘粒沉降集尘。

多应用于空气调节系统。

3、单区电除尘器可分为以下类型：①根据收尘极的形式可分为管式和板式电除尘器。

管式电除尘器是在圆管的中心安入电极，而圆管内壁成为收尘极的表面，并且常用多排管并列而成。

板式电除尘器是在一系列平行通道间安装放电极。

②按清灰方法可分为湿式电除尘器和干式电除尘器。

湿式电除尘器利用喷水、喷雾和溢流等方式，在收尘极上形成水膜，将粘附在极表面上的尘粒带走。

干式电除尘器利用振动等方法，使积存在收尘极表面上的尘粒脱落，落入灰斗中被排除。

③根据气流方向，可以分为立式和卧式电除尘器。

立式电除尘器一般制成管状，气流由下而上流动，常在正压下操作。

卧式电除尘器中气流水平流动，由于分离效率较高，维修方便，工业上般采用卧式电除尘器。

脉冲反吹布袋除尘器基本结构脉冲反吹布袋除尘器由滤袋组件、导流装置、脉冲喷吹系统、出灰系统、控制系统、离线保护系统、箱体等组成。

含尘气体由导流管进入各单元室，在导流装置的作用下，大颗粒粉尘分离后直接落入灰斗、其余粉尘随气流均匀进入各仓室过滤区，过滤后的洁净气体透过滤袋经上箱体、提升阀、排风管排出。

随着过滤工况的进行，当滤袋表面积尘达到一定厚度时，由清灰控制装置(差压或定时、手动控制)按设定程序关闭提升阀，控制当前单元离线，并打开电磁脉冲阀喷吹，抖落滤袋上的粉尘。

落入灰斗中的粉尘经由卸灰阀排出后，利用输灰系统送出。

惯性分离器又称动量分离器，是利用夹带于气流中的颗粒或液滴的惯性而实现分离的。

在气体流动的路径上设置障碍物，气流绕过障碍物时发生突然的转折，颗粒或液滴便撞击在障碍物上被扑集下来。

图3-30所示为一惯性分离器组，在其中每一容器内，气流中的颗粒撞击挡板后落入底部。

惯性分离器与旋风分离器的道理相近，颗粒的惯性愈大，气流转折的曲率半径愈小，则其效率愈高。

所以，颗粒的密度及直径愈大，则愈易分离；适当增大气流速度及减小转折处的曲率半径也有助于提高效率。

一般说来，惯性分离器的效率比降尘室的略高，能有效地扑集lOμm以上的颗粒，阻力为100～1000Pa，可作为预除尘器使用。

分离器内也可充填疏松的纤维状物质以代替刚性档板。

在此情况下，沉降作用、惯性作用及过滤作用都产生一定的分离效果。

若以粘性液体润湿填充物，则分离效率还可提高。

蒸发器及塔器顶部的折流式除沫器、冲击式除沫器等等，也是惯性分离器的常见形式。

文丘里除尘器是一种湿法除尘设备，其主体由收缩管，喉管及扩散管三段联接而成。

液体由喉管外围的环形夹套经若干径向小孔引入。

含尘气体以50～100m/s的高速通过喉部时把液体喷成很细的雾滴，促使尘粒润湿而聚结长大，随后将气流引入旋风分离器或其它分离设备，达到颇高的净化程度。

收缩管的中心角一般不大于25度，扩散管中心角为7度左右，液体用量约为气体体积流量的千分之一。

图3-33 皮斯-安东尼涤气器图3-33所示的是文丘里除尘器的一种型式，称为皮斯-安东尼(Pease·Anthony)涤气器，其特点是在文丘里管的收缩段内装有一个轴向位置可以调整的锥，用以适应气体负荷的波动而维持稳定的高效率.在常压下用皮斯-安东尼涤气器扑集酸雾时，测得其分离效率η，压强降Δp与喉部气速及液气比之间的关系如图3-34中的曲线所示。

根据此种除尘器在化工，石油，钢铁及有色冶金等多种工业装置上应用的数据，其除雾及分离0.1μm以上的尘粒时的效率常在95～99％范围内.文丘里除尘器的结构简单紧凑,操作方便，但是压强降较大，一般在2000～5000Pa范围内除尘设施的分类除尘设施的种类繁多，可以有各种各样的分类。

通常按照捕集分离粉尘粒子的机理来分类，如重力、惯性力、离心力、库仑力、热力、扩散力等，可将各种除尘设施归为四大类。

1、机械式除尘器一般作用于除尘器内，含尘气体的作用力是重力、惯性力及离心力，这类除尘器又可分为：（1）重力除尘设施-重力沉降室；（2）惯性力除尘设施-惯性除尘器（又称惯性分离器）（3）离心力除尘设施-旋风除尘器（又称离心分离器）2、湿式除尘器（又称湿式洗涤器）湿式除尘器是以水或其它液体为捕集粉尘粒子介质的除尘设施。

按耗能的高低分为：（1）低能湿式除尘器-喷雾塔、水膜除尘等；（2）高能湿式除尘器-文丘里除尘器。

湿式除尘器也还有其它分类方法，这里不再赘述3、过滤式除尘器过滤式除尘器是含尘气体与过滤介质之间依*惯性碰撞、扩散、截留、筛塞分等作用，实现气固分离的除尘设施。

根椐所采用过滤介质和结构形式的不同，可以分为：（1）袋式除尘器（又称为布袋除尘器）；（2）颗粒层除尘器等；4、电除尘器利用高压电场产生的静电力，使粉尘从气流中分离出来的除尘设施称为静电除尘器，简称电除尘器。

按照电除尘器的结构特点，可以有多种分类，这里只列举按集尘的型式分类：（1）、管式静电除尘器；（2）、板式静电除尘器。

实际上，在一种除尘器中往往同时利用几种除尘机制，所以一般情况是按其中主要作用机制而分类命名的。