机械除尘设备分析

机械式除尘设备

机械式除尘器是依靠机械力（重力、惯性力、离心力等）将尘粒从气流中去除的装置。特点是结构简单，设备费和运行费均较低，但除尘效率不高。按出尘粒的不同可设计为重力尘降室、惯性除尘器和旋风除尘器。适用于含尘浓度高和颗粒力度较大的气流。广泛用于除尘要求不高的场合或用作高效除尘装置的前置预除尘器。

机械力除尘设备包括重力除尘设备、惯性除尘设备、离心除尘设备等。1.1惯性除尘设备

1.工作原理

惯性除尘设备是使含尘气体与挡板撞击或者急剧改变气流方向，利用惯性力分离并捕集粉尘的除尘设备。惯性除尘设备亦称惰性除尘设备。

惯性除尘设备分为碰撞式和回转式两种：前者是沿气流方向装设一道或多道挡板，含尘气体碰撞到挡板上使尘粒从气体中分离出来。显然，气体在撞到挡板之前速度越高，碰撞后越低，则携带的粉尘越少，除尘效率越高。后者是使含尘气体多次改变方向，在转向过程中把粉尘分离出来。气体转向的曲率半径越小。转向速度越高，则除尘效率越高。

惯性除尘设备的性能因结构不同而异。当气体在设备内的流速为10m/s以下时，压力损失在200-1000Pa之间，除尘效率为50%-70%。在实际应用中，惯性除尘设备一般放在多级除尘系统的第一级，用来分离颗粒较粗的粉尘。它特别适用于捕集粒径大于10μm的干燥粉尘．而不适宜于清除粘结性粉尘和纤维性粉尘。惯性除尘设备还可以用来分离雾滴，此时要求气体在设备内的流速以1—2m/s 为宜。

2.类型及结构

①碰撞式惯性除尘器

碰撞式惯性除尘器的特点是：用一个或几个挡板阻挡气流直线前进，在气流快速

转向时，粉尘颗粒在惯性力作用下从气流中分离出来;碰撞式惯性除尘器对气流的阻力较小，但除尘效率也较低;与重力除尘器不同，碰撞式惯性除尘器要求较高的气流速度，约18-20m/s，气流基本上处于紊流状态。

②回流式惯性除尘器

回流式惯性除尘器的特点是，把进气流用挡板分割成小股气流。为了使任意一股气流都有相同的较小回转半径和较大回转角，可以采用各种百叶挡板结构。百叶挡板能提高气流急剧转折前的速度，有效地提高分离效率。但速度不宜过高，否则会引起已捕集的颗粒粉尘的二次飞扬，所以一般都选用12-15m/s的气流速度。百叶挡板的尺寸对分离效率也有一定影响，一般选用的挡板长度（沿气流方向）为20mm左右;挡板之间的距离约为3-6mm;挡板的安装斜角(与铅垂线夹角)为30°左右，使气流回转角为150°左右。

理论分析与实践均已证明，百叶窗回流式惯性除尘器的除尘效率与粉尘颗粒直径及密度，气流的回转角度、回转速度、回转半径，气体粘度等有一定的关系。例如，含尘气流进入后，不断从百叶板间隙中流出，颗粒粉尘也不断被分离出来。但是，越往下气体流量越小，气流速度也逐渐变慢，惯性效应也随之减小，分离效率就逐渐降低。所以，若能在底部抽走10%的气体流量，即带有下泄气流的百叶板式分离器，将有助于提高除尘效率。此外，百叶挡板还可以做成弯曲的形状，以防止已被捕集的颗粒粉尘被气流冲刷而二次飞扬。由于采用弯曲形状的百叶挡板，使气流的路线弯弯曲曲，故可称为迷宫式惯性分离器。

③钟罩式惯性除尘器

钟罩式惯性除尘器结构简单，阻力小，不需要引风机，并可直接安装在排气筒或风管上。但这种除尘器的除尘效率较底，一般仅为50%左右。

钟罩式除尘器主要是利用碰撞和气流急速转向，使部分尘粒产生重力沉降原理设计的。当含尘烟气由长烟管进入大截面的沉降室前，由于锥形隔烟罩的阻挡而急速改变流向，同时因为截面扩大烟气流速锐减，从而有部分烟尘受重力作用而沉降分离出来。分离出来的尘粒由沉降室下部排灰口排出。净化后的烟气由沉降室上部的烟管排入大气。

④百叶沉降式惯性除尘器

百叶沉降式除尘器适用于小型立式锅炉，可直接安装在钢板卷制的烟囱上，对于

粗大尘粒其除尘效率一般可达60%左右。百叶窗式惯性除尘器由百叶窗式拦灰栅和旋风除尘器组成，其中的百叶窗式拦灰栅主要浓缩粉尘颗粒的作用，有圆锥形和“V”形两种形式。百叶窗式惯性除尘器也是利用气流突然改变方向，使颗粒粉尘在惯性力作用下与气体分离。当含尘气体进入百叶窗式拦灰栏后，绝大部分气体通过拦灰栅叶片间的缝隙进入管道，并排入大气。这部分气体因突然改变方向，而与颗粒粉尘分离，得到了净化。颗粒粉尘由于惯性作用仍按原方向向前移动。绕过拦灰栅得到净化的气体一般占总气体量的90%，另含有浓缩了颗粒粉尘的10%气体进入粗粒去除室，依靠惯性作用去除，然后再进入旋风除尘器与去除细微的粉尘（如果排气量不大或排尘浓度不高，也可以取消粗粒去除室，使气体直接进入旋风除尘器除尘）被处理的10%气体可通过风机使其回到拦灰栅内，也可直接排入大气。

3.注意事项

1.惯性除尘器可以单独使用，也可以作为多级除尘器的预除尘器。

2.惯性除尘器中的叶片容易磨损，制造和应用时要采取相应的技术措施，以延长其使用寿命。

3.回流式惯性除尘器是实际使用较多的一种，并易与除尘系统配置和连接，除尘效果好，也可以作预除尘器单独使用。

4.百叶窗式惯性除尘器单独使用时有两种配置方法：一种是将该除尘器装在风机后面，大部分气体经除尘器外壳排出，小部分含大量粉尘的气体经旋风除尘器除尘后再进入风机，实行密封循环，可避免把旋风除尘器除净的粉尘排出去。其缺点是粉尘通过风机，容易磨损其叶轮;另一种是将该除尘器装在风机前面，这样可减少粉尘对风机叶轮的磨损，但未被旋风除尘器除掉的粉尘直接排出，即除尘效率较低。

5.惯性除尘器对装置漏风十分敏感，特别是壳体、叶片等漏风影响到含尘气流流动时，除尘效率会明显下降。

1.2重力除尘设备

1.工作原理

重力除尘器除尘原理是突然降低气流流速和改变流向，较大颗粒的灰尘在重

力和惯性力作用下，与气分离，沉降到除尘器锥底部分。属于粗除尘。重力除尘器上部设遮断阀，电动卷扬开启，重力除尘器下部设排灰装置。

2.特点

设气体的水平流速为V

平

，直径为d的粉尘粒子从高度h处开始沉降，沉降

速度为V

降

，那么粉尘粒子落到水平距离l处时，则沉降速度与气体水平速度之

比可用下式表示：V

平/V

降

=h/l

在重力除尘设备中，气体流动的速度越低，越有利用沉降细小的粉尘，越有利于提高除尘效率。因此，一般控制气体的流动速度为1-2m/s，除尘效率为40%-60%。倘若速度太低，则设备相对庞大，投资费用增高，也是不可取的。在气体流速基本固定的情况下，重力除尘器设计得越长，越有利于提高除尘效率，但通常不宜超过10m长。

1.3离心式除尘设备

1.工作原理

离心式除尘器工作原理为:含尘气体从除尘器的下部进入，并经叶片导流器产生向三移动的旋流。与此同时，向上运动的含尘气体的旋流还受到切向布置下斜喷嘴喷出的二次空气旋流的作用。由于二次空气的旋流方向与含尘气流的旋流方向相同，因此，二次空气旋流不仅增大含尘气流的旋流速度，增强对尘粒的分离能力，而且还起到对分离出的尘粒向下裹携作用，从而使尘粒能迅速地经尘垃导流板进入贮灰器中。裹携尘粒后的二次空气流，在除尘器的下部反转向上，混入净化后的含尘气中，并从除尘善顶部排出。

2.特点

1.设备结构简单，造价低。

2.没有传动机构及运动部件，维护、修理方便。

3.可用于高温含尘烟气的净化，用一般碳钢制造的除尘器可工作在350℃，内壁衬以耐火材料的除尘器可工作在500℃。

4.可承受内、外压力。