除尘器的种类和应用

大连理工大学建筑环境与设备工程专业

认识实习报告

除尘器的种类及其应用

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完成日期：

大连理工大学

Dalian University of Technology

摘要

针对我国以煤作为重要燃料的格局，本文系统介绍了除尘器的分类、除尘技术原理、主要参数以及袋式除尘器的发展、分类、原理、滤料的选择和应用。

关键词：除尘器；袋式除尘器；滤料；应用

0 引言

我国一次能源的结构决定了火电机组的绝对优势。据统计，1996年全国煤炭产量为13. 74亿吨，用于火力发电的约为三分之一，2010 年原煤产量估计达到17. 7亿吨，发电用煤预计至少占煤总产量的38%以上，在今后20～30年内，火电仍将占60%以上，而燃煤机组按容量占到95%以上。以煤为主要发电用燃料的格局不会变化，所释放的二氧化硫占到总排放量的87%，二氧化碳占到71% ，氮氧化物占到67% ,粉尘占到60%。燃煤产生的环境污染严重制约了我国能源工业乃至整个国民经济的更加快速发展。我国城市大气中大量的PM2.5直接或间接地来自于燃烧过程，城市空气中总悬浮颗粒物(TSP)由燃煤生成的约占33%，其主要产生原因是能源结构中70%以上是很难清洁燃烧的煤炭【1】。因此，除尘设备的性能高低至关重要。

1 除尘器的定义及其性能评价

把粉尘从烟气中分离出来的设备叫除尘器或除尘设备。除尘器的性能用可处理的气体量、气体通过除尘器时的阻力损失和除尘效率来表达。同时，除尘器的价格、运行和维护费用、使用寿命长短和操作管理的难易也是考虑其性能的重要因素。除尘器是锅炉及工业生产中常用的设施。

2 除尘器的设备分类

除尘器按其作用原理分成以下五类：

（1）机械式除尘器包括重力除尘器、惯性除尘器、离心除尘器等；

（2）洗涤式除尘器包括水浴式除尘器、泡沫式除尘器、文丘里管除尘器、水膜式除尘器等；

（3）过滤式除尘器包括布袋除尘器和颗粒层除尘器等；

（4）静电除尘器；

（5）磁力除尘器。

除尘器按照除尘方式分为：

（1）干式除尘器；

（2）半干式除尘器；

（3）湿式除尘器。

3 各种除尘技术原理

（1）机械式除尘器

利用重力、惯性力和离心力作用使粉尘与气流分离沉降的装置。

包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。重力沉降室和惯性除

尘器属于低效除尘器,旋风除尘器属于中等效率除尘器。

（2）湿式除尘器

湿式除尘器是利用液滴或液膜洗涤含尘气流使粉尘与气流分离沉降的装置。湿式除尘器有水膜除尘器、喷淋塔、文丘里洗涤器、冲击

式除尘器和旋流板塔等。其原理为利用水形成液网、液膜或液滴与尘

粒发生惯性碰撞、扩散效应、黏附、扩散漂移与热漂移、凝聚等作用,

达到捕集、分离尘粒,并兼备吸收气态污染物的目的;可以处理高温废

气、黏性颗粒和液滴,除尘效率较高。

（3）过滤式除尘器

使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置。包括空气过滤器、颗粒层除尘器和袋式除尘器，其中空气过滤器中的过滤材料主要

是滤纸和玻璃纤维，颗粒层除尘器的过滤材料是砂砾、焦炭等颗粒物，

袋式除尘器主要为纤维织物等。

（4）静电除尘器

静电除尘器是利用高压电场使颗粒荷电,在库仑力作用下使颗粒与气流分离沉降的装置。静电除尘器几乎可以捕集一切细微粉尘及雾

状液滴,其捕集粒径范围在0. 01～100 μm ,粉尘粒径> 0. 2μm 时,

除尘效率可高达99 %以上;由于静电除尘器利用库仑力捕集粉尘,流经

除尘器的阻力很小,约98～294Pa，并可处理从低温、低压到高温、高

压的含尘气流。

4 主要参数

4.1 处理风量（Q）

处理风量是指除尘设备在单位时间内所能净化气体的体积量。单位为每小时立方米（m³/h）或每小时标立方米（Nm³/h）。是袋式除尘器设计中最重要的因素之一。

4.2 使用温度（℃）

对于袋式除尘器来说，其使用温度取决于两个因素，第一是滤料的最高承受温度，第二是气体温度必须在露点温度以上。目前，由于玻纤滤料的大量选用，其最高使用温度可达280℃，对高于这一温度的气体必须采取降温措施，对低于露点温度的气体必须采取提温措施。对袋式除尘器来说，使用温度与除尘效率关系并不明显，这一点不同于电除尘，对电除尘器来说，温度的变化会影响到粉尘的比电阻等影响除尘效率。

4.3 入口含尘浓度（g/m³）

入口含尘浓度，即入口粉尘浓度，这是由扬尘点的工艺所决定的，在设计或选择袋式除尘器时，它是仅次于处理风量的又一个重要因素。以g/m³或g/N m³来表示。

4.4 出口含尘浓度（g/m³）

出口含尘浓度指除尘器的排放浓度，表示方法同入口含尘浓度，出口含尘浓度的大小应以当地环保要求或用户的要求为准，袋式除尘器的排放浓度一般都能达到50mg/Nm³以下。

4.5 压力损失（Pa）

袋式除尘的压力损失是指气体从除尘器进口到出口的压力降，或称阻力。袋除尘的压力损失取决于下列三个因素：

①设备结构的压力损失。

②滤料的压力损失，与滤料的性质有关（如孔隙率等）。

③滤料上堆积的粉尘层压力损失。

5 袋式除尘器重点介绍

5.1袋式除尘器的发展及目前状况

袋式除尘是一种较老的除尘技术，早在18世纪80代就开始应用。当时只是使用一些挂袋，工作效率较低。1881年德国Betch工厂的机械振动清灰袋除尘器开始商业化生产。1954 年HJ Hersey发明了逆喷型吹气环清灰技术，使得袋式除尘器实现了除尘、清灰连续操作，处理量提高数倍，滤袋压力较稳定。特别是1957 年T V Rei nauer发明的脉喷型（脉冲）袋式除尘器，被认为是袋式除尘技术的一次重大发现，它不但操作和清灰连续，滤袋压力损失更趋于稳定，处理气量进一步增大，而且内部无运动部件，滤布寿命更长且结构简单【2】。20世纪70年代以后，袋除尘器技术向大型化发展。美、日、澳及欧州等国家，结合大规模工业产，相继开发了大型袋式除尘器应用于燃煤电站、干法水泥口转窑窑尾和电炉除尘。单台过滤面积超过10000㎡的不在少数【3】。

5.2袋式除尘器的工作原理

含尘气流进入滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集与滤料上，粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，在滤袋表面形成粉尘层，常被称为粉尘初层。一般来说，新鲜滤料的除尘效率较低，粉尘初层形成后，成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率。随着粉尘在滤袋上的积聚，滤袋两侧的压力差增大，会把已附在滤料上的细小粉尘挤压进去，使除尘效率下降。除尘压力过高，还会