除尘方法的选择

除尘方法的选择

从气体中去除或捕集固态或液态颗粒的设备称为除尘装置，或除尘器。根据主要的除尘机理，目前常用分为：①机械除尘器；②电除尘器；③袋式除尘器；

④湿式除尘器等。

近年来为提高对颗粒的捕集效率，陆续出现了综合几种除尘机理的一些新的除尘机器，如通量力/冷凝（FF/C）洗涤器，高梯度磁分离器，荷电袋式过滤器、荷电液滴洗涤器等。

下面介绍几种常用除尘器的原理及性能。

1.机械除尘器

利用质量力使颗粒分离的装置，包括重力沉降室，惯性除尘器，旋风除尘器等。

1.1.重力沉降室

通过重力使尘粒从气流中沉降分离，含尘气流进入重力沉降室后，由于扩大了流动截面积使气体流速大大降低，使较重颗粒在重力的作用下缓慢向灰斗沉降。重力沉降室模式有层流和湍流两种。

重力沉降是的优点：结构简单，投资少，压力损失小（一般为50～130pa），维修管理容易。但是它的体积大，效率低，因此只能作为高效除尘的预除尘装置，除去较大和较重的粒子。

1.2.惯性除尘器

在沉降室内设置各种挡板，使含尘气体流，冲到挡板上；气流方向上发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性作用力，使其与气体分离。惯性除尘器显然还利用了离心力和重力的作用。

一般惯性除尘器的速度越高，气流方向的转变角度越大，转变次数越多，净化效率越高，压力损失也就越大。惯性除尘器用于净化密度和粒径较大的金属或

矿物性粉尘时，具有较高的除尘效率。对黏结性和纤维性粉尘，则因为容易堵塞而不易被采用。由于净化效率并不高，用作多级除尘的第一级，捕集10～20㎛以上的粗粒径。

1.3.旋风除尘器

旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置。普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排气管等组成，含尘气流进入除尘器后，沿外壁由上向下作旋转运动，同时有少量气体沿径向运动到中心区域。当旋转气流的大部分到达锥体底部后，转而向上沿轴心旋转，最后经排出管排出。通常将旋转向下的外圈气流称为外涡旋，旋转向上的气流称为内涡旋，两者的旋转方向是相同的。

气流在旋转运动时，尘粒在离心力作用下逐步移向外壁，到达外壁的尘粒在气流和重力的共同作用下沿壁面落入灰斗。

气流从除尘器顶部向下高速旋转时，顶部的压力下降，一部分气流带着细小的尘粒沿筒壁旋转向上，到达顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，最后到达排出管下端附近被上升的内涡旋带走，从排出管排出，这股旋转气流称为上升气流。

旋风除尘器具有结构简单、应用广泛、种类繁多等特点，虽然在除尘原理及结构性能方面的研究论文很多，但由于旋风除尘器气流和粒子流动状态复杂，准确测定较困难，至今在理论研究方面仍不够完善，许多关键问题尚需实验确定。

2. 电除尘器

电除尘器原理涉及悬浮粒子荷电，带电粒子在电场内迁移和捕集，以及将捕集物从集尘表面清除三个基本过程。

高压直流电晕是使粒子荷电的最有效办法，广泛应用于静电除尘过程。电晕过程发生于活化的高压电极和接地极之间，电极之间的空间内形成高浓度的气体离子，含尘气流通过这个空间时，尘粒在百分之几秒的时间内因碰撞俘获气体离子而导致荷电。粒子获得的电荷随粒子大小。一般来说，直径1㎛粒子大约获得30000个电子的电量。

荷电粒子的捕集是使其通过延续的电晕电场或光滑的不放电的电极之间的纯静电场而实现。前者称单区电除尘器，后者因粒子荷电和捕集是在不同区域完成的，称为双区电除尘器。

通过振打除去接地电极上的灰层并使其落入灰斗，当粒子为液态时，比如硫酸雾或焦油，被捕集粒子会发生凝集并滴入下部容器内。

为保证电除尘器在高效率下运行，必须使粒子荷电，并有效地完成粒子捕集和清灰过程。

电除尘过程与其他除尘过程的根本区别在于，分离力（主要是静电力）直接作用在粒子上，而不是作用在整个气流上，这就决定了它具有分离粒子耗能小、气流阻力也小的特点。由于作用在粒子上的静电力相对较大，所以即使对亚微米级的粒子也能有效地捕集。

3. 袋式除尘器

过滤式除尘器，又称空气过滤器，是使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置，采用滤纸或玻璃纤维等填充层作滤料的空气过滤器，主要用于通风及空气调节方面的气体净化。

含尘气流从下部孔板进入圆筒形滤袋内，在通过滤料的空隙时，粉尘被捕集于滤料上，透过滤料的清洁气体由排出口排出。沉积在滤料上的粉尘，可在机械振动的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗中。常用滤料由棉、毛、人造纤维等加工而成，滤料本身网孔较大，孔径一般为20～50μm，表面起绒的滤料为5～10因而新鲜的滤料的除尘效率较低。颗粒因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，逐渐在滤袋表面形成粉尘层，常称粉尘初层。初层形成后，它成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率。滤布只不过起着形成粉尘初层和支撑它的骨架作用，但随着颗粒在滤袋上积聚，滤袋两侧的压力差增大，会把有些已附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使粉尘效率下降。另外，若除尘器压力过高，还会使除尘系统的处理气量下降，影响生产系统的排风效果。因此，除尘器阻力达到一定数值，要及时清灰。清灰不能过分，会使粉尘初层破坏，引起除尘效率显著下降。

另一个影响袋式除尘器效率的因素是过滤速度。它定义为烟气的实际体积流量与滤布面积之比。过滤速度是一个重要的技术经济指标。从经济上考虑，选用

高的过滤速度，处理相应的体积烟气所需要的滤布面积小，则除尘器体积、占地面积和一次投资等都会减小，但除尘器的压力损失会增大。从除尘机理看，过滤速度主要影响惯性碰撞和扩散作用，选取过滤速度时还应该当考虑欲捕集粉尘的粒径及其分布。一般来讲，除尘效率随着过滤速度增加而下降。另外，过滤速度的选取还与滤料种类和清灰方式有关。

袋式除尘器的除尘效率一般可达99%以上。由于效率高、性能稳定可靠、操作简单，因而获得越来越广泛的应用。同时，在结构形式、滤料、清灰方式和运行方式等方面也都不断的发展。滤袋形状传统上为圆形，后来又出现扁形，扁带在相同过滤面积下体积更小，具有较好应用价值。但是不易处理湿度大粘度大的气流，投资的成本比较高，压力损失较大，造成处理风量小，能耗大。压力降过大，粉尘会造成局面穿孔，使滤布损失大。因为材料，受耐湿耐腐蚀限制，温度小于300℃。

电袋除尘器是将电除尘技术和袋式除尘技术结合起来的新型高效除尘器，除尘滤高达99.9%以上。

4. 湿式除尘器

湿式除尘器是利用液体（通常为水）与含尘气体接触，并利用液滴、液膜、气泡等形式，将含尘气流中的尘粒和有害气体去除的设备。

湿式除尘器类型很多，一般耗能低的主要用于治理废气，耗能高的主要用于除尘。

根据净化机理不同，大致分为七类；

①重力喷雾洗涤器（喷雾塔洗涤器）

②旋风洗机器

③自激喷雾洗涤器

④板式洗涤器

⑤填料塔洗涤器

⑥文丘里洗涤器

⑦机械诱导喷雾洗涤器。

除尘效率比较高、结构简单、占地面积小、一次性投资低、操作及维护方便。