脱水器类型

图 19.1 折板式除雾器
图19折板式除雾器效率百分比曲线4
3.3丝网组成一层纤维状材料的床层，让气流在离开湿式除尘器之前通过。而液滴撞击在纤维上，与其他的液滴相结合获得足够大的重量而向下流。
很多不同种类的材料如从玻璃纤维和丙烯到高合金不锈钢纤维等，都可以用来做丝网除雾器。丝网除雾器的效率由纤维直径，纤维间距和丝网厚度等因素决定。一般100mm厚丝网效率能达到99.5%以上而压降不到50mm水柱（如图20和21）。
由于精确数据的获取和/或者为获得数据所选择的方法上存在难度，用于选择湿式除尘器的原始设计数据通常是错误的。不仅要准确测定气体流速，恰当确定它的部件，而且尘粒负荷和其空气动力学粒径分布也应当清楚，这些对湿式除尘器的正确设计是至关重要的。发生运行故障通常与上面提到的原因中的不只一个因素有关，因为在大部分的湿式除尘器设计中它们是综合在一起的。
按正常比例绘图，分级效率曲线通常呈S型，其值无限接近于0和100，但永远也不会达到这两个值。可以图或表的形式直观地表达分级效率。
图22文丘里除尘器分级效率曲线
图23文丘里除尘器分级效率曲线
图24文丘里除尘器分级效率曲线
图25文丘里除尘器分级效率曲线
图26文丘里除尘器分级效率曲线
实际应用中，用户通常不会关心除尘器分级效率，而是更看重针对具体应用的总收集效率。测定空气动力学粒径分布的方法应该与计算分级效率曲线的方法一致。技术人员就可以通过下面方程来计算除尘器的总收集效率ET。
图18.1旋流式气液分离器（直流式旋风分离器）
非机械过程如冷凝产生的液滴较小，单独使用直流式旋风分离器捕集很难达到所需要的效果。机械产生的液滴直径通常为50μm或者更大，而冷凝产生的液滴直径3可能小于10μm。一般，用于气液分离的旋风分离器的压降在25mm水柱到152mm水柱之间。这些设备基本配置中大多数并没有很多的内部组件，故而在除雾设备中这些设备所需的日常维护最少。图18所示为一条典型的液滴去除效率曲线。使用直流式旋风分离器，机械形成的液滴总体去除率能达到99.5%以上。
如果流速不确定或者是变化的，通常这种情况下的明智选择是采用可调节的文丘里除尘器。这允许操作者在很宽的流速范围内维持设计压降。这种可调节的文丘里一般是自动控制的，以维持一定的压降和收集效率。
湿法除尘是高温烟气排气系统上经常选择的技术。如果气体温度会导致显著的水蒸发，那么在气体进入湿式除尘器之前要对其进行冷却，这点是很重要的。如果进口气体温度超出了 149-2600C 的范围，大部分湿式除尘器制造商需要对这种高温气体进行淬火式冷却处理。在湿式除尘器系统中，淬火冷却是一种简单而又经济的气体冷却方法。如果高温气体没有进行淬火式冷却处理，湿式除尘器的性能将会受到影响，这是因为液体在湿式除尘器气液接触器（段）中会蒸发。
实际上，除雾方法的选择要基于成本估算，空间尺寸限制和可操作性等方面考虑。通常，如果操作得当，所讨论的任何一种设备都可以达到实际的分离性能要求。
3.1旋流式气液分离器是具有切向入口的直流式旋风分离器设备的一般结构如图18.1所示。不同生产厂家所生产的设备也有着显著的设计和尺寸方面的差异。有些设计要求分离器在平均轴向速度低于3 m/s条件下工作，分离器高度为3到4倍直径，而有些高效的分离器设计允许平均轴向速度超过6.1m/s，而高度不到2倍直径。即使因为一些特定旋风分离器的限制，这些设备能在洗涤过程中有效地去除绝大多数机械形成的液滴。
4、超过除雾器处理能力的过量液体夹带，通常由排水管设计失败或者排水管在运转中出现故障引起的，它不能将分离下来的液体及时排出
系统设计者应当注意，在气体通过淬火冷却装置和/或者湿式除尘器时气体性质会发生变化。气体的体积、密度和质量将会发生如下变化：
1.系统压强降低导致气体体积增加
2.水蒸发引起气体质量和体积增加
3.温度降低引起气体体积减小
实际上对风机安装在湿式除尘器之后的所有系统，湿式除尘器进口处的情况和风机进口处的是显著不同的；因此，选择风机的气体条件是和选择除尘器的不一样的。
就是出于操作原因，除雾器（或捕滴器，除沫器，或脱水器等）的正常运作也显得尤为重要。一小部分雾气夹带物从烟囱中排放出去，都可能引起烟囱临近区域的特别严重的安全问题，操作，和维护问题。通过风机的气流由于水汽夹带引起的气流质量增加将使风机电机过载而引发严重的平衡和振动问题。除雾器应能除去湿式除尘器中产生的99.0%以上的自由水，而在此讨论的除雾技术往往能达到99.9%以上的分离效果。因为任何分离设备都不能达到100%的分离效率，在要求很高的尘粒捕集效率和/或低排放水平的应用场合必须考虑雾汽夹带的问题。
丝网是所讨论的所有除雾方法中最容易受到固体堆积和堵塞影响的一种。由于这个原因，使用丝网的时候也经常用喷水洗涤方法来防止固体堆积和进一步的堵塞。丝网的优点是对直径甚至小于20μm液滴都能达到很好的除雾效果，并且占用空间少，压降也小。高效的丝网甚至对1μm直径的液滴6也能实现高达99.9%的去除率。而在液体分离要求特别高的情况下，也经常使用到多层丝网。
湿式除尘器的运转
(2010-03-11 05:19:35)
湿式除尘器要实现成功运转，基本要求是保持湿式除尘器中合适的空气流量和喷入的液体流量。导致湿式除尘器不能达到它的预期效率的最常见的原因有
1.不当设计和/或者依据了不正确的设计数据
2.不合适的气体流量、不合适的液体供应或者不充分的气液分离导致运行失败
3
针对本系列讨论的除雾器设计，其失败的基本机理为:
1、通过除雾器的气体速率过高，这可能由下列因素引起
a.气体流量过高
b.固体物或者其他物质在除雾器表面积聚，引起横截面积减小和通过截面的流速增加
2、固体物或者其他物质在除雾器功能部件表面上积聚，例如，在液体捕集部分（下图中没有该部分）或者排水管
3、由磨损、腐蚀或者其他机理引起除雾器功能部件失效或消失，例如液体捕集部分、除雾丝网（下图中没有该部分）、或排水管
项目
能耗的常见形式
除尘器压降
风机能耗
液体供给速度
液体泵能耗
液体供给压力
液体泵能耗
冷却或者冷凝
液体泵能耗和用于冷却气体的能量，如果使用蒸发冷却方法来冷却用于冷却气体的水，因蒸发引起的热损也应考虑在内。
注入的蒸汽Hale Waihona Puke Baidu凝
蒸汽热
当然除尘器设计中的其他性质和/或系统的热力学性质也可能影响到湿式除尘器的运行和性能，但是上述几方面影响是最主要的因素。在某些设计中，通常用于气体洗涤工艺的技术也被用来收集尘粒。这些使用了增加微粒和洗涤液之间接触面积方法的设计方案能在较低能耗下获得与传统文丘里除尘器同样的除尘效果。当然，代价则是制造成本增加以及潜在的堵塞和积垢的可能性增大。采用增加接触面积方法的设备通常最适合于去除容易溶解于洗涤液的大颗粒尘粒（不小于0.7μm）。
1.气体流量（或流速）
进入湿式除尘器的气体流量主要受湿式除尘器自身以外的一些因素（通风要求、风机能力等）控制。
许多湿式除尘器是“不可调”设备，这意味着它们的压降（能耗）取决于气体流速。如果气体流速低于设计标准，压降将会变低，湿式除尘器的收集效率也会比变低。流速高于原始设计标准会导致湿式除尘器的压降和相应的效率较高，但是可能会超过设备所允许的静压，致使在系统中的其他部分出现低于期望流速（或流量）的情况。气体密度和粘度也会影响湿式除尘器的性能，虽然它们很大程度上超出了除尘器设计者的控制，但在设计中必须把他们纳入考虑之内。
图18直流式旋风分离器（或旋流式气液分离器）性能
3.2折板式（波纹板）除雾器由形状弯曲如锯齿状的部件组成 （图19.1），主要通过惯性和撞击来除去气流中的液滴。当气流在锯齿状通道中间流动时必须跟随锯齿状通道形成的弯曲途径。当通道迫使气流改变流动方向时，水滴就会因为惯性撞击在通道的表面。在通道的表面，液滴与其他捕集到的液滴互相结合而流下去。这种设备可以使用不同的材料制作并且可以安装在一个结构紧凑的外壳里面。不同的设备设计允许设备在垂直或者水平安装的情况下操作，轴向速度可以在1.5 m/s ~ 6 m/s之间。设备压降一般在25 mmH2O到76mmH2O范围内。图19所示为这种设备典型的液滴去除效率曲线。最终对于机械形成的液滴的总捕集效率能达到质量百分比的99.5%以上。折板式除雾器比直流式旋风分离器更容易遇到固体集聚相关的问题。因此，常安装喷淋清洗喷嘴来冲洗锯齿状通道表面可能形成的固体堆积物。
g(d)用来描述微粒的空气动力学粒径尺寸分布，而f(d)用来描述分级效率曲线。
在实际应用中，总收集效率的计算都是使用计算机对一系列等式进行计算而不是直接进行积分运算。实际应用中，由于g(d)和f(d)在很多情况下不明确或不易得出，上述积分通常被转换成下式来计算总收集效率：
2.除尘设备的能耗
对除尘器运行情况的了解，最重要的一点是要认识到除尘器的收集效率在入口条件不变的情况下主要依赖于能耗（气体压力损失和洗涤液分布所耗能量之和）。这称之为接触功理论(Contacting-Powertheory)，已经在测试和实践中经过证实。4换句话说，在一定实际情况下，给定完整合理的入口条件，则不同的文丘里除尘器要达到设定的排放标准所需的能耗应该差不多。需要注意的是，湿式除尘器系统中能耗可能有很多种形式，并且由于不同能量形式成本的不同，具体实际生产中确实可能存在一种能耗形式优于另外一种能耗形式的情况。下表列出了系统分析中需要注意的能耗的一些常见形式。
湿式除尘器类型
基本的除尘器设计都包括三个可变的组成部分， 气液接触/结合部分、液体分布装置、以及气液分离部分。
3气液分离（除雾过程，脱水过程）
大多数湿式除尘器的最后一部分通常包括一个把含尘液滴从气流中分离的设备。尽管在此之前实际的洗涤过程基本已经完成，大多数洗涤器实际的性能、操作以及制造成本经常集中在这一部分设备上。我们通常称这个气液分离过程为除雾过程（或脱水过程等）。除雾过程如果设备分离性能不好甚至分离失败将导致含尘液滴被气流携带排放出去。这些含尘液滴在排放测试中会被检测出来，就象能检测出空气中所含的尘粒一样。
使用湿式除尘器的操作人员和技术人员应该注意不能把湿式除尘器尾气冷凝生成的液滴跟雾汽夹带混淆起来。湿式除尘器经常被用来作为“高温系统”的粉尘控制装置，高的温度使除尘器出口逸出的气流中饱和蒸汽量升高。许多湿式除尘器的尾气中能看到蒸汽羽流。在许多系统中，饱和气体从湿式除尘器出来之后由于低的外界温度而冷却下来，至有相当一部分蒸汽会冷凝出来。这些液滴经常含有可见的尘粒，因为在冷凝过程中未被捕集的尘粒将成为冷凝核（没有一种湿式除尘器的效果能达到100%）。
图20.1丝网
图20典型丝网除雾层压降
图21丝网除雾器，空气中水滴的分离效率.（穿过48层直径为0.01英寸纤维。液滴尺寸分别为5，10，和20微米.）
湿式除尘器
1.尘粒的空气动力学粒径分布
湿式除尘器像其它惯性除尘设备一样，对空气动力学粒径相对较大的微粒的收集效果比对小的微粒稳定高效的多。表示设备在不同微粒尺寸下的去除效率的连续曲线称为分级效率曲线。如果进入除尘器的微粒较大，我们可以预期达到很高的收集效率，而如果微粒尺寸大部分都是亚微米级，可以预计收集效率肯定低得多，因为我们试图收集的两种尘粒的尺寸大小有着很明显的差距。该特性对所有的惯性分离装置都适用，这也是以粒径分离效率或分级效率来表征其性能的原因。这说明惯性分离装置的分离能力，依赖于进入分离器颗粒的空气动力学粒径尺寸，鉴于这个原因，在具体情况下选定除尘器之前，特别认真地测量所收集尘粒的相关参数尤其是其粒径分布显得至关重要。几种操作条件下典型的效率百分比曲线如图22到图26所示。从图中可以清楚地看到液气比对分级效率的影响。