固体颗粒的净化处理(除尘)

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因此，应适当选择较小的圆筒体直径，但若简体直径选择过小，器壁与排气管太近，粒子又容易逃逸;筒体直径太小还容易引起堵塞，尤其是对于黏性物料。当处理风量较大时，因筒体直径小处理含尘风量有限，可采用几台旋风除尘器并联运行的方法解决。并联运行处理的风量为各除尘器处理风量之和，阻力仅为单个除尘器在处理它所承担的那部分风量的阻力。但并联使用制造比较复杂，所需材料也较多，气体易在进口处被阻挡而增大阻力，因此，并联使用时台数不宜过多。筒体总高度是指除尘器圆筒体和锥筒体两部分高度之和。增加筒体总高度，可增加气流在除尘器内的旋转圈数，使含尘气流中的粉尘与气流分离的机会增多，但筒体总高度增加，外旋流中向心力的径向速度使部分细小粉尘进入内旋流的机会也随之增加，从而又降低除尘效率。
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筒体总高度一般以4倍的圆筒体直径为宜，锥筒体部分，由于其半径不断减小，气流的切向速度不断增加，粉尘到达外壁的距离也不断减小，除尘效果比圆筒体部分好。因此，在筒体总高度一定的情况下，适当增加锥筒体部分的高度，有利于提高除尘效率。一般圆筒体部分的高度为其直径的1. 5倍，锥筒体高度为圆筒体直径的2. 5倍时，可获得较为理想的除尘效率。
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一、除尘分类
煤气除尘分为湿法除尘和干法除尘。 (一)湿法除尘湿法除尘技术，也叫洗涤式除尘技术，是一种利用水(或其他液体)与含
尘气体相互接触，伴随有热、质的传递，经过洗涤使尘粒与气体分离的技术。它既能净化废气中的固体颗粒污染物，也能脱除气态污染物，同时还能起到气体的降温作用。湿法除尘与干式除尘相比:设备投资少，构造比较简单;净化效率较高，能够除掉0. 1 μm以上的尘粒;设备本身一般没有可动部件，如制造材料质量好，不易发生故障。
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在使用过程中要控制好一个液位、两个温度和两个压差等几个要点，即洗涤塔液位、气体进口温度、塔顶温度、塔间压差(洗涤塔进口压力与塔顶压力之差)、冷凝器压差(塔顶与冷凝器出口压力之差)。一般来说，气体进口温度越高越好，可以防止杂质凝固或液化不能进入洗涤塔，但是也不能太高，以防系统因温度过高而不易控制。控制温度的同时还需保证气体流速，即进口的压力不能太小，以便粉尘能进入洗涤塔。混合气体通入洗涤塔后，部分气体会冷凝成液体而留在塔釜，调节再沸器的温度使液体向上蒸发，再调节冷凝器使液体回流至塔板，形成一个平衡。由于塔板上有一定厚度液体，所以洗涤塔塔间会有一定压差，调节再沸器和冷凝器时应尽量使压差保持恒定才能形成一个平衡。
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当混合气从洗涤塔中部通入洗涤塔，由于塔板间存在产物组分液体，产物组分气体液化的同时蒸发一部分，而杂质由于不能被液化或凝固，当通过有液体存在的塔板时将会被产物组分液体固定下来，产生洗涤作用，洗涤塔就是根据这一原理设计和制造的。
在使用过程中再沸器一般用蒸汽加热，冷凝器用循环水导热。在使用前应建立平衡，即通入较纯的产物组分用蒸汽和冷凝水调节其蒸发量和回流量，使其能在塔板上积累一定厚度液体，当混合气体组分通入时就能迅速起到洗涤作用。
一层水膜，防止灰尘堵塞。当煤气以高速通过喉时，与净化煤气的用水发生剧烈的冲击，使水雾化
而与煤气充分接触，两者进行热交换后，煤气温度降低;同时，细颗粒的水使煤气中所带灰尘湿润而彼此凝聚沉降后，随水排除，以达到净化煤气的效果。 (三)精细除尘设备精细除尘设备包括文氏管、布袋除尘器、电除尘器。 1.文氏管
按照产生旋转气流方式的不同，旋风除尘器有许多不同的型式，工业上最常用的为切流返转排气式;而由于入Leabharlann Baidu结构与排尘结构的不同，又可分为螺旋顶型、旁室型、异形入口型、扩散锥体型以及通用型等。
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下面将介绍影响除尘效率的因素，主要有以下几方面。 (1)进气口旋风除尘器的进气口是形成旋转气流的关键部件，是影响除尘效率和压
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(二)干法除尘所谓的干法除尘是相对于湿法除尘而言，转炉一次除尘系统一直以来以
湿法除尘为主，该方法存在的最大缺点是能耗高、耗水量大、污水处理复杂、运行成本高。而干法除尘方法最大的优点是能耗低、耗水量小，环保效果明显，但是该方法一次投资大、结构复杂、耗材多，并且设备机构比较复杂、技术难度大。干法净化系统流程图如图3-1 -2所示。干法除尘有两种，一种是用耐热尼龙布袋除尘器，另一种是干式电除尘器。
(3)排气管直径和深度排风管的直径和插入深度对旋风除尘器除尘效率影响较大。排风管直径
必须选择一个合适的值，排风管直径减小，可减小内旋流的旋转范围，粉尘不易从排风管排出，有利于提高除尘效率，但同时出风口速度增加，阻力损失增大;
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若增大排风管直径，虽阻力损失可明显减小，但由于排风管与圆筒体管壁太近，易形成内、外旋流“短路”现象，使外旋流中部分未被清除的粉尘直接混入排风管中排出，从而降低除尘效率。一般认为排风管直径为圆筒体直径的0. 5~0. 6倍为宜。排风管插入过浅，易造成进风口含尘气流直接进入排风管，影响除尘效率;排风管插入深，易增加气流与管壁的摩擦面，使其阻力损失增大，同时，使排风管与锥筒体底部距离缩短，增加灰尘二次返混排出的机会。排风管插入深度一般以略低于进风底部的位置为宜。由于旋风除尘器单位耗钢量比较大，因此在设计方案上比较好的方法是从筒身上部向下的材料由厚逐渐变薄。
2.布袋除尘器布袋除尘器是一种高效干式除尘装置，也称过滤式除尘器(袋式除尘器)，
它是依靠纤维滤料做成的滤袋，它是使含尘气体通过以纤维滤料制成的滤袋，依靠布袋钻附炉尘进行过滤，把含尘煤气中尘粒分离出来的除尘设备。
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几乎对于一般工业中的所有粉尘，其除尘效率均可能达到99%以上。如果所用滤料性能好，设计、制造和运行得当，则其除尘效率甚至可以达到99. 9%。通常滤袋多做成圆柱形，其直径为120~300 mm，长度可达 10 to。为了使结构紧凑，滤袋也有做成扁袋的，其厚度及间距可以只有 25~50 mm。特别是近40年来，由于新的合成纤维滤料的出现，清灰方法的不断改进以及自动控制和检测装置的使用，使袋式除尘器得到迅速发展，已成为各类高效除尘设备中最富竞争力的一种除尘设备。这种除尘器的显著优点是净化效率较高、工作比较稳定、结构比较简单、技术要求不复杂、操作方便、便于粉尘物料的回收利用等。用于高炉煤气净化的滤料布袋必须能耐高温、高压，并且使用寿命长和效率高。
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调节塔顶温度时应防止温度过高而使杂质气化或升华为气体而不能起洗涤作用，但冷凝温度也不宜过低，防止产物液体在冷凝器积液而影响使用。在注意以上要点的同时还需注意用再沸器调节洗涤塔的液位，为防止塔釜液中杂质浓度过高产生沉淀，应使其缓慢上涨。
2.溢流文氏管溢流文氏管是由文氏管发展而来的。它在低喉口流速和低压头损失的情
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更突出的优点是，在除尘过程中还有降温冷却、增加湿度和净化有害有毒气体等作用，非常适合于高温、高湿烟气及非纤维性粉尘的处理，还可净化易燃、易爆及有害气体。
缺点是:要消耗一定量的水(或液体);粉尘的回收困难;受酸碱性气体腐蚀，应考虑防腐;黏性的粉尘易发生堵塞及挂灰现象;冬季需考虑防冻问题;除尘过程会造成水的二次污染。因此，湿法除尘适用于处理与水不发生化学反应、不发生钻结现象的各类粉尘。遇有疏水性粉尘，单纯用清水会降低除尘效率，往水中加净化剂可大大改善除尘效果。湿法净化系统流程图如图3-1-1所示。
况下不仅可以部分地除去煤气的灰尘，而且可以有效地冷却的一种管道装置。在众多高炉上已经采用溢流文氏管代替洗涤塔作为半精细除尘设备，效果很好。它是由煤气入口管、溢流水箱、收缩管、喉口和扩张管等几部分组成。
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溢流水箱是避免灰尘在干湿交接面集聚，防止喉口堵塞的必备措施。溢流水箱的水不断沿溢流口流入收缩段，以保证收缩段至喉口不断地有
二、除尘设备
(一)粗除尘设备粗除尘设备包括重力除尘器、旋风除尘器。
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1.重力除尘器重力除尘器是借助于粉尘的重力沉降，将粉尘从气体中分离出来的设备。
重力除尘器的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。它属于粗除尘。重力除尘器如图3-1-3所示，上部设遮断阀，电动卷扬开启，重力除尘器下部设排灰装置。粉尘靠重力沉降的过程是烟气从水平方向进入重力沉降设备，在重力的作用下，粉尘粒子逐渐沉降下来，而气体沿水平方向继续前进，从而达到除尘的目的。在重力除尘设备中，气体流动的速度越低，越有利于沉降细小的粉尘，越有利于提高除尘效率。
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因此，一般控制气体的流动速度为1~2 m/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。
2.旋风除尘器旋风除尘器是使含尘气流做旋转运动，借助于离心力将尘粒从气流中分
(二)半精细除尘设备半精细除尘设备包括洗涤塔、溢流文氏管。
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1.洗涤塔洗涤塔是一种新型的气体净化处理设备，如图3-1 -5所示。它是在可浮
动填料层气体净化器的基础上改进而产生的，广泛应用于工业废气净化、除尘等方面的前处理，净化效果很好。对煤气化工艺来说，无论什么煤气化技术都用到这一单元操作。由于其工作原理类似洗涤过程，故名洗涤塔。洗涤塔与精馏塔类似，由塔体、塔板、再沸器、冷凝器组成。由于洗涤塔是进行粗分离的设备，所以塔板数量一般较少，通常不会超过十级。洗涤塔适用于含有少量粉尘的混合气体分离，各组分不会发生反应，且产物应容易液化，粉尘等杂质(也可以称之为高沸物)不易液化或凝固。
力损失的主要因素。切向进气的进口面积对除尘器有很大的影响，进气口面积相对于筒体断面小时，进入除尘器的气流切线速度大，有利于粉尘的分离。 (2)圆筒体直径和高度圆筒体直径是构成旋风除尘器的最基本尺寸。旋转气流的切向速度对粉尘产生的离心力与圆筒体直径成反比，在相同的切线速度下，简体直径 D越小，气流的旋转半径越小，粒子受到的离心力越大，尘粒越容易被捕集。
离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗。旋风除尘器工作原理如图3-1 -4所示。旋风除尘器是工业中应用最为广泛的一种除尘设备，尤其在高温、高压、高含尘浓度以及强腐蚀性环境等苛刻的场合。
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它具有结构紧凑、简单、造价低、维护方便、除尘效率较高、对进口气流负荷和粉尘浓度适应性强以及运行操作与管理简便等优点。但旋风除尘器的压力降一般较高，对小于5μm的微细尘粒捕集效率不高。旋风除尘器的除尘原理主要是依靠利用含尘气流做旋转运动时所产生的对尘粒的离心力将尘粒从气流中分离出来。由于作用在旋转气流中颗粒上的离心力是颗粒自身重力的几百、几千倍，故旋风除尘器捕集微细尘粒的能力要比重力沉降、惯性除尘等其他机械力除尘器强许多。
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文氏管作为高炉煤气精细除尘设备广泛被采用。只要是有足够的压力，文氏管完全可以把煤气含尘净化到20 mg/m(标准状态)以下。它由收缩管、喉u和扩张管等部分组成。一般在收缩管前设有两层喷水管，在收缩管中心设有一个喷嘴。如图3-1-6所示。