高压细水雾降尘与传统方法除尘效果及经济对比解析

高压细水雾降尘与传统方法除尘效果及经济对比

一、传统的除尘设备除尘原理及应用方向

除尘器可分为两大类：①干式除尘器：包括重力沉降室、惯性除尘器、电除尘器、布袋除尘器、旋风除尘器。②湿式除尘器：包括喷淋塔、冲击式除尘器、文丘里除尘器、泡沫除尘器和水膜除尘器等。目前常见的运用最多的是旋风除尘器、电除尘器、布袋除尘器及水膜除尘器等。

1.1 旋风除尘器

1.1.1 工作原理

当含尘气流以12~25m/s速度由气管进入旋风除尘器时，气流将由直线运动变为圆周运动。旋转气流的绝大部分沿器壁自圆筒体呈螺旋形向下，朝锥体流动。通常

称此为外旋气流。含尘气体在旋转过程中产生离心力，将密度大于气体

的尘粒甩向器壁。尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的

动量和向下的重力沿壁面下落，进入排灰管。旋转下降的外旋气流在到

达锥体时，因圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢。根据“旋转矩”不变

原理，其切向速度不断提高。当气流到达锥体下端某一位置时，即以同

样的旋转速度方向从旋风除尘器中部，由下而上继续做螺旋形流动，即

内旋气流。最后净化气经排气管排出器外。一部分未被捕集的尘粒也由

此逃失。

应用范围及特点：旋风除尘器适用于净化大于5~10微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘。除尘效率最多可以达到75%，也有多级旋风除尘器，可以达到80-85%。

1.2 袋式除尘器

1.2.1 工作原理

袋式除尘器是依靠编织的或毡织的滤布作为过滤材料来达到分离含尘气体中粉尘的目的。它的工作原理是粉尘通过滤布时产生的筛分、惯性、黏附、扩散和静电等作用而被捕集。

袋式除尘器不适用于净化含有油雾、凝结水及黏结性粉尘的气体，一般也不耐高温。尽管采用某些耐高温的合成纤维和玻璃纤维等滤料，应用范围有所改善。

袋式除尘器用以捕集非粘结非纤维性的工业粉尘和挥发物，捕获粉尘微粒可达0.1微米。袋式除尘器具有很高的净化效率，除尘效率可达99％。

1.2.2 优缺点

优点

（1）除尘效率很高，一般都可以达到99%，可捕集粒径大于0.3微米的细小粉尘颗粒，能满足严格的环保要求。

（2）袋式除尘器是一种干式净化设备，不需用水，所以不存在污水处理或泥浆处理问题，收集的粉尘容易回收利用。

（3）处理风量可由每小时数百立方米到每小时数十万立方米，可以作为直接设于室内、附近的小型机组，也可做成大型的除尘室。

缺点

（1）承受温度的能力有一定极限。棉织和毛织滤料耐温在80-95度，合成纤维滤料耐温200-260度，玻璃纤维滤料耐温280度。在净化温度更高的烟气时，必须采取措施降低烟气的温度。

（2）有的烟气含水分较多，或者所携粉尘有较强的吸湿性，往往导致滤袋黏结、堵塞滤料。为保证袋式除尘器正常工作，必须采取必要的保温措施以保证气体中的水分不会凝结。

（3）袋式除尘器的滤袋更换周期短、运行成本高。

（4）清灰过程会产生二次扬尘。

（5）系统压力损失大。

1.3 电除尘器

1.3.1 工作原理

电除尘器是火力发电厂必备的配套设备，它的工作原理是烟气通过电除尘器主体结构前的烟道时，使其烟尘带正电荷，然后烟气进入设置多层阴极板的电除尘器通道。由于带正电荷烟尘与阴极电板的相互吸附作用，使烟气中的颗粒烟尘吸附在阴极上，定时打击阴极板，使具有一定厚度的烟尘在自重和振动的双重作用下跌落在电除尘器结构下方的灰斗中，从而达到清除烟气中的烟尘的目的。

1.3.2 优缺点

优点

（1）阻力损失小，设备阻力小。电除尘器的阻力损失一般为150～300Pa，约为袋式除尘器的1/5。

（2）允许操作温度高，如SHWB型电除尘器最好允许操作温度250℃，其他类型还有达到350~400℃或者更高的。

（3）可以完全实现操作自动控制。

缺点

（1）设备比较复杂，要求设备调运和安装以及维护管理水平高。

（2）对粉尘比电阻有一定要求，所以对粉尘有一定的选择性，不能使所有粉尘都的获得很高的净化效率。

（3）受气体温、温度等的操作条件影响较大，同是一种粉尘如在不同温度、湿度下操作，所得的效果不同，有的粉尘在某一个温度、湿度下使用效果很好，而在另一个温度、湿度下由于粉尘电阻的变化几乎不能使用电除尘器了。

（4）一次投资较大，卧式的电除尘器占地面积较大。

（5）在某些企业实用效果达不到设计要求。

1.4 水膜除尘器

1.4.1 工作原理

水膜除尘器是依靠含尘气体切向进入时产生的离心力，使尘粒与在筒体内壁上所形成的水膜相接触，被水所黏附。其除尘效率与旋风除尘器一样，随气体进口速度增加和筒体直径减小而增大。含尘气体的进口速度一般取13~22m/s。太高会使水膜破坏，压力损失也太高。由于只要尘粒受离心力甩到到器壁，就会为水膜所黏附而被捕集，而且捕集的尘粒不会再飞扬，所以除尘效率比干式旋风除尘器要高的多。此外，除尘器的筒体高度对除尘效率也有影响，一般高度不小于筒体直径的5倍。

1.4.2 优缺点

优点

除尘效率比干式除尘器效率高；可以净化有害气体，可以用于处理高温高湿气体；压力损失相对较低，这种湿式除尘器结构简单，金属耗量小，耗水量小。

缺点

高度较大，布置困难，并且在实际运行中发现有带水现象。不适合处理粘性粉尘，易造成

设备结垢；不适合处理腐蚀性气体，易对设备造成腐蚀；产生的废水还需要后续处理。

1.5 高压细水雾降尘

1.5.1 工作原理

高压细水雾持续均匀，雾粒直径小，通常为1~100μm，最小可达纳米级，比表面积大大超过一般的水雾，雾粒速度高，密度大，具有许多特殊性质：可以很快的吸热降温，并极大地增加与粉尘接触的水膜表面积，在气态、液态和介于气液之间的汽化状态下使得粉尘经吸收、增湿、凝聚、增重，而易脱除，从而达到高效降尘的目的。

1.5.2高压细水雾技术装备特点

（1）结构简单紧凑，工艺流程合理；

（2）除尘塔采用空塔结构，塔内阻力小，不易结垢和堵塞；

（3）易于在线维修，在风机正常运行状态下易于更换维修，快速排除故障。

1.5.3 优缺点

优点

（1）雾化效果好，用水量少，降尘效果好；

（2）工艺简单，占地面积小；

（3）操作方便，维修量小；运行可靠，费用少；

（4）应用范围广，适应于各种物料、各种场所的扬尘（个别遇水反应的物料除外）；

（5）对一些传统除尘器难脱除的粉尘具有良好的脱除效果（如炭素、石墨粉尘和机油及重油燃烧后的粉尘等）

（6）对一些粉尘含量严重的生产场所，如矿山开采场地，矿石粉末站，燃料煤制粉站，矿石运送装置等，可以轻易做到除尘降温，消解有毒废气，极大净化环境。其用水量是常规的几十分之一左右，且不会存在淹没工作场所的现象；

（7）对高温粉尘烟气等在降尘的同时起到良好的降温效果；

（8）可配套使用喷雾固化剂，对料场、煤场、建筑工地等进行固化处理，达到长期不扬尘的效果；

（9）在降尘的同时能起到消除粉尘爆炸的作用（如硫磺、煤粉、抛光粉等）；

（10）取代电除尘和布袋除尘，具有明显的节能、省空间优势。