除塵設備的選型與維護

常見的除塵設備

電除塵器和水膜除塵器教學內(nèi)容、目標1.教學內(nèi)容

環(huán)境設施運行與維護崗位、環(huán)境工程設計崗位、環(huán)境產(chǎn)品銷售維護等崗位都涉及除塵器設備，本子任務主要介紹電除塵器和水膜除塵器的結(jié)構(gòu)、工作過程與性能特點

。2.教學目標1）知識目標掌握電除塵器的結(jié)構(gòu)、工作過程和性能特點；掌握水膜除塵器的結(jié)構(gòu)、工作過程和性能特點2）技能目標能識別電除塵器和水膜除塵器及其結(jié)構(gòu)、部件能根據(jù)污染治理工藝方案選擇合適的電除塵器能根據(jù)污染治理工藝方案選擇合適的水膜除塵器

3）素質(zhì)態(tài)度要求遵守紀律，態(tài)度端正，積極主動學習，積極和教師和同學交流遇到的疑問和學習心得，有良好的團隊協(xié)作精神。

問題1、電除塵器與其它除塵方法的最大不同在哪里？有哪些優(yōu)缺點？2、電除塵器由哪幾部分組成？工作過程是什么樣的？3、電除塵器主要應用于什么行業(yè)？4、水膜除塵器最適合處理哪種類型氣體？5、常見的水膜除塵器有哪幾種形式？

電除塵是在高壓電場的作用下，通過電暈放電使含塵氣流中的塵粒荷電，利用電場力使粉塵從氣流中分離出來并沉積在電極上的過程。已廣泛應用于電力、冶金、建材、化工等行業(yè)。電除塵器靜電力直接作用在粉塵而非整個氣流上！電除塵器的特點

優(yōu)點：壓力損失小，最低可降至50～100Pa，僅為袋除塵器的1/12處理煙氣量大，可達236萬m3/h；能耗低，捕集效率高于99％；可在高溫、高壓或強腐蝕性場合下連續(xù)操作。電除塵器的特點

缺點：設備造價偏高，占地面積較大；除塵效率受粉塵物理性質(zhì)，特別是比電阻的影響很大，不宜直接凈化高濃度（＞20g/m3）含塵氣體；制造、安裝和運行要求比較嚴格。工作過程1電暈放電

一般情況下，接直流電源負極的電暈極（放電極）與接正極的集塵極之間形成高壓電場，當電壓升高到一定值時，大量電子從電暈極不斷逸出，這種現(xiàn)象稱為電暈放電。

2塵粒的荷電①電場荷電（主要荷電方式）電子在電場力的作用下做定向運動，與塵粒碰撞后使塵粒荷電。粒徑大于0.5μm的塵粒②擴散荷電電子由于熱運動與粉塵顆粒表面接觸，使塵粒荷電。粒徑小于0.2μm的塵粒注：一般粒子的荷電時間僅為0.1s，相當于氣流在除塵器內(nèi)流動10～20cm所需要的時間，一般可以認為粒子進入除塵器后立刻達到了飽和電荷。3荷電塵粒的運動和捕集①電暈區(qū)：荷正電的極少數(shù)塵粒沉降在電暈極上②負離子區(qū)：大量荷負電的塵粒在電場力的驅(qū)動下向集塵極運動，當它們到達極板失去電荷后，沉降在集塵極上。驅(qū)進速度ω：當塵粒受到的靜電力和塵粒的運動阻力相等時，塵粒向集塵極作勻速運動時的速度。有效驅(qū)進速度由于各種因素的影響，使得按理論方程式計算的效率比實際值大得多。實際中根據(jù)在一定的除塵器結(jié)構(gòu)形式和運行條件下測得的捕集效率代入理論方程式中反算出的驅(qū)進速度值稱為有效驅(qū)進速度。

據(jù)估計，理論驅(qū)進速度比實測有效驅(qū)進速度大2-10倍，所以常以有效驅(qū)進速度來描述除塵器的性能，并作為確定除塵器設計的基礎。

4被捕集塵粒的清除

①電暈極的清灰：一般采用機械振動的方式。

②集塵極的清灰：干式電除塵器多采用電磁振打或錘式振打清灰。濕式電除塵器一般用水沖洗清灰。濕式清灰優(yōu)點：①已除粉塵不會再進氣相返混；

②也可凈化部分有害氣體。缺點：①造成電極腐蝕；

②含水污泥需要處理。四、影響電除塵器除塵效率的因素

⑴粉塵比電阻；⑵煙氣含塵濃度；⑶斷面氣流速度；⑷煙氣的溫度和濕度；⑸斷面氣流分布情況；⑹清灰情況。

在粒徑分布不變時，氣流速度增加，則效率降低。速度的選擇要考慮到粉塵性質(zhì)、除塵器結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟性等。一般建議為0.5-2.5m/s；其中板式電除塵器的氣流速度為1.0-1.5m/s。粉塵比電阻高比電阻粉塵會干擾電場條件，導致除塵效率下降。克服高比電阻影響的方法

保持電極表面盡可能清潔采用較好的供電系統(tǒng)煙氣調(diào)質(zhì)（增加煙氣濕度，或向煙氣中加入SO3、NH3，及Na2CO3等化合物，使粒子導電性增加。最常用的化學調(diào)質(zhì)劑是SO3）改變煙氣溫度（向煙氣中噴水，同時增加煙氣濕度和降低溫度）發(fā)展新型電除塵器一種物質(zhì)的比電阻是其長度和橫截面積各為一單位時的電阻，比電阻的倒數(shù)稱為電阻率。⑴按粉塵荷電方式及分離區(qū)域布置不同分：單區(qū)和雙區(qū)；電除塵器的結(jié)構(gòu)形式電除塵器的結(jié)構(gòu)形式⑵按集塵極的形式分：管式和板式除塵器；⑶按氣流流動方式分：立式和臥式電除塵器；電除塵器的結(jié)構(gòu)形式⑷按沉集粉塵的清灰方式：濕式、干式。電除塵器的結(jié)構(gòu)形式噴淋濕式除塵器FDW干式電除塵器電除塵器的主要部件包括：電暈電極、集塵電極、清灰裝置、氣流分布裝置、殼體、供電裝置、輸灰裝置等。⑴電暈電極

是產(chǎn)生電暈放電的電極，是由電暈線、電暈極框架、框架吊桿及支撐絕緣套管、電暈極振打裝置等組成。應具有良好的放電性能，起暈電壓低、電暈電流大、擊穿電壓高，足夠的機械強度和耐腐蝕性。

種類：光滑圓形、星形、芒刺形、螺旋形、鋸齒形等。

⑵集塵電極

集塵電極的形式有：板式、管式，通常用1.2～2mm鋼管或鋼板制成。理想的集塵電極：①面積大；②電場強度和電流分布均勻；③能減少粉塵與氣流的接觸，減少二次揚塵；④剛度好，在操作溫度下不變形；⑤振打性能好，清灰容易。

a.管式集塵極一般直徑150～300mm，長2～5m。優(yōu)點：沿極線方向電力線分布均勻，普遍作濕式電除塵器和除霧器。缺點：清灰困難，干式很少采用。b.板式集塵極平板形電極、箱式電極、型板式電極。⑶清灰裝置

大都采用電磁振打或錘式振打清灰。振打系統(tǒng)要求既能產(chǎn)生高強度的振打力，又能調(diào)節(jié)振打強度和頻率。常用的振打器有電磁型和撓臂錘型。濕式電除塵器采用噴霧或溢流方式。振打錘⑷氣流分布裝置

其均勻性對除塵器效率影響很大，為保證氣流分布均勻，進出口處應設漸擴管和漸縮管，進口設1～3層氣流分布板。常見的氣流分布板有多孔板、百葉窗式、分布格子、槽型鋼式和欄桿分布板。⑸殼體

殼體中通過含塵氣體，又支撐電暈極、集塵極、振打裝置等。要求殼體密閉不漏氣，能適應含塵氣體溫度變化（150～450℃）耐氣體腐蝕。①鋼筋混凝土：最高溫度在100℃～200℃間時，使用耐熱混凝土②磚殼體：溫度變化大，易干裂，漏風較大，中小型電除塵器③鋼殼體：高于150℃，下部一點固定，各點輥子支撐。

⑹高壓供電裝置

高壓供電裝置主要是用于提供塵粒荷電和捕集所需要的電暈電流。要求對除塵器提供一個穩(wěn)定的高電壓并具有足夠的功率；供電裝置主要包括升壓變壓器、高壓整流器和控制裝置。

水膜除塵器使含塵氣體與液體

（一般為水）密切接觸，利用水和塵粒的慣性碰撞及其它作用捕集塵?；蚴沽皆龃筮M而去除塵粒的裝置能夠處理高溫，高濕氣流，高比電阻粉塵，及易燃易爆的含塵氣體水膜除塵器可以有效地除去直徑為0.1～20μm的液態(tài)或固態(tài)粒子，亦能吸收廢氣中的有毒有害氣態(tài)污染物，去除異味，除塵，降溫水膜除塵器制造成本相對較低，占地面積小，對于化工,噴漆,噴釉,顏料等行業(yè)產(chǎn)生的帶有水份,粘性和刺激性氣味的灰塵是最理想的除塵方式.考慮防腐、防凍、污泥和污水問題

四種作用：⑴液體介質(zhì)與塵粒之間的慣性碰撞和攔截；⑵微細塵粒與液滴之間的擴散接觸；⑶加濕的塵粒相互凝并；⑷飽和態(tài)高溫煙氣降溫時，以塵粒為凝結(jié)核凝結(jié)。除塵機理水膜除塵器噴霧塔洗滌器

假定所有液滴具有相同直徑液滴進入洗滌器后立刻以終末速度沉降液滴在斷面上分布均勻、無聚結(jié)現(xiàn)象含塵氣體清潔氣體循環(huán)水含塵水噴霧塔洗滌器噴霧塔結(jié)構(gòu)簡單、壓力損失小，操作穩(wěn)定，經(jīng)常與高效洗滌器聯(lián)用捕集粒徑較大的粉塵嚴格控制噴霧的過程，保證液滴大小均勻，對有效的操作是很有必要旋風洗滌器干式旋風分離器內(nèi)部以環(huán)形方式安裝一排噴嘴，就構(gòu)成一種最簡單的旋風洗滌器噴霧作用發(fā)生在外渦旋區(qū)，并捕集塵粒，攜帶塵粒的液滴被甩向旋風洗滌器的濕壁上，然后沿壁面沉落到器底在出口處通常需要安裝除霧器旋風水膜除塵器

噴霧沿切向噴向筒壁，使壁面形成一層很薄的不斷下流的水膜含塵氣流由筒體下部導入，旋轉(zhuǎn)上升，靠離心力甩向壁面的粉塵為水膜所粘附，沿壁面流下排走文丘里洗滌器

除塵過程

含塵氣體由進氣管進入收縮管后，流速逐漸增大，氣流的壓力能逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽茉诤砉苋肟谔?，氣速達到最大，一般為50～180m/s洗滌液

（一般為水）通過沿喉管周邊均勻分布的噴嘴進入，液滴被高速氣流霧化和加速充分的霧化是實現(xiàn)高效除塵的基本條件

課堂小結(jié)掌握電除塵器的結(jié)構(gòu)、工作過程和性能特點；掌握水膜除塵器的結(jié)構(gòu)、工作過程和性能特點除塵設備的選型與維護

常見的除塵設備

機械除塵器和袋除塵器教學內(nèi)容、目標1.教學內(nèi)容

環(huán)境設施運行與維護崗位、環(huán)境工程設計崗位、環(huán)境產(chǎn)品銷售維護等崗位都涉及除塵器設備，本子任務主要介紹除塵器的功用與類型，以及機械除塵器和袋除塵器的結(jié)構(gòu)、工作過程與性能特點

。2.教學目標1）知識目標掌握除塵器的類型與功用；了解機械除塵器的結(jié)構(gòu)、工作過程和性能特點；掌握袋除塵器的結(jié)構(gòu)、工作過程和性能特點2）技能目標能讀懂除塵器銘牌上的信息和所表達的含義能根據(jù)污染治理工藝方案選擇合適的機械除塵器能根據(jù)污染治理工藝方案選擇合適的袋除塵器

3）素質(zhì)態(tài)度要求遵守紀律，態(tài)度端正，積極主動學習，積極和教師和同學教學交流遇到的疑問和學習心得，有良好的團隊協(xié)作精神。機械除塵器：效率40-90%；經(jīng)常作為預處理袋式除塵器：效率＞99%；適宜處理微細的干燥粉塵和高比電阻粉塵電除塵器：效率＞99%；可在高溫或腐蝕性條件下工作水膜除塵器：效率＞90%；適宜凈化高溫、易燃、易爆及有害氣體除塵器類型與功用機械除塵器機械除塵器通常指利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心力）的作用使顆粒物與氣體分離的裝置，可作為預處理用，常用的有：重力沉降室慣性除塵器旋風除塵器重力沉降室重力沉降室是通過重力作用使塵粒從氣流中沉降分離的除塵裝置

氣流進入重力沉降室后，流動截面積擴大，流速降低，較重顆粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降

重力沉降室提高沉降室效率的主要途徑降低沉降室內(nèi)氣流速度增加沉降室長度降低沉降室高度沉降室內(nèi)的氣流速度一般為1.5～2.0m/s重力沉降室優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單投資少壓力損失?。ㄒ话銥?0～100Pa）維修管理容易缺點體積大效率低僅作為高效除塵器的預除塵裝置，除去較大和較重的粒子,捕集50μm以上的粗顆粒慣性除塵器機理沉降室內(nèi)設置各種形式的擋板，含塵氣流沖擊在擋板上，氣流方向發(fā)生急劇轉(zhuǎn)變，借助塵粒本身的慣性力作用，使其與氣流分離

慣性除塵器結(jié)構(gòu)形式?jīng)_擊式－氣流沖擊擋板捕集較粗粒子反轉(zhuǎn)式－改變氣流方向捕集較細粒子沖擊式慣性除塵裝置a單級型b多級型反轉(zhuǎn)式慣性除塵裝置a彎管型

b百葉窗型

c多層隔板型慣性除塵器優(yōu)缺點結(jié)構(gòu)相對比較簡單，除塵效率比重力沉降室要高一般只用于多級除塵中的一級除塵，捕集10～20μm以上的粗顆粒壓力損失100～1000Pa一般凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物性粉塵旋風除塵器問題：1、旋風除塵器如圖所示，左右哪一個是進氣管？2、一個與旋風除塵器效率密切相關的重要指標是？3、旋風除塵器的性能特點是？旋風除塵器利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置

旋風除塵器內(nèi)氣流與塵粒的運動普通旋風除塵器是由進氣管、筒體、錐體和排氣管等組成

氣流沿外壁由上向下旋轉(zhuǎn)運動：外渦旋

少量氣體沿徑向運動到中心區(qū)域

旋轉(zhuǎn)氣流在錐體底部轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn)：內(nèi)渦旋

旋風除塵器旋風除塵器的壓力損失影響因素相對尺寸對壓力損失影響較大，除塵器結(jié)構(gòu)型式相同時，幾何相似放大或縮小，壓力損失基本不變含塵濃度增高，壓力損失明顯增大除塵器內(nèi)部粗糙會使壓力損失很大操作運行中可以接受的壓力損失一般低于2kPa

旋風除塵器旋風除塵器的除塵效率計算分割直徑是確定除塵效率的基礎

在交界面上，離心力FC，向心運動氣流作用于塵粒上的阻力FD

若

FC>FD

，顆粒移向外壁若

FC<FD，顆粒進入內(nèi)渦旋當

FC=FD時，有50%的可能進入外渦旋，既除塵效率為50%

旋風除塵器旋風除塵器分級效率曲線

分割粒徑可以通過公式計算確定；分割粒徑越小，除塵效率也就越高。旋風除塵器影響旋風除塵器效率的因素

二次效應－被捕集粒子的重新進入氣流在較小粒徑區(qū)間內(nèi)，理應逸出的粒子由于聚集或被較大塵粒撞向壁面而脫離氣流獲得捕集，實際效率高于理論效率在較大粒徑區(qū)間，粒子被反彈回氣流或沉積的塵粒被重新吹起，實際效率低于理論效率控制方式：通過環(huán)狀霧化器將水噴淋在旋風除塵器內(nèi)壁上旋風除塵器影響旋風除塵器效率的因素比例尺寸在相同的切向速度下，筒體直徑愈小，離心力愈大，除塵效率愈高；筒體直徑過小，粒子容易逃逸，效率下降。錐體適當加長，對提高除塵效率有利排出管直徑愈小分割直徑愈小，即除塵效率愈高；直徑太小，壓力降增加，一般取排出管直徑de=（0.4～0.65）D。筒體和錐體的總高度以不大于五倍的筒體直徑為宜。

旋風除塵器影響旋風除塵器效率的因素除塵器下部的嚴密性在不漏風的情況下進行正常排灰

鎖氣器(a)雙翻板式(b)回轉(zhuǎn)式

旋風除塵器影響旋風除塵器效率的因素煙塵的物理性質(zhì)氣體的溫度和粘度、塵粒的密度和粒徑旋風除塵器影響旋風除塵器效率的因素操作變量提高煙氣入口流速，旋風除塵器分割直徑變小，除塵器效率提高入口流速過大，已沉積的粒子有可能再次被吹起，重新卷入氣流中，除塵效率下降效率最高時的入口速度，一般12-25m/s為宜。

a.直入切向進入式b.蝸殼切向進入式c.軸向進入式（花瓣、螺旋）旋風除塵器結(jié)構(gòu)形式按進氣方式分

切向進入式軸向進入式

按結(jié)構(gòu)形式分：旁路型（XLP）

擴散式（XLK）多管組合式螺旋型（XLT/A）普通型（XLT）優(yōu)缺點

結(jié)構(gòu)簡單，體積小維修管理簡單，可耐高溫造價和運行費用較低僅作為高效除塵器的預除塵裝置，除去較大和較重的粒子，捕集25μm以上的粗顆粒旋風除塵器袋式除塵器過濾式除塵器：使含塵氣流通過過濾材料將粉塵分離捕集的裝置分類空氣過濾器濾紙或玻璃纖維顆粒層除塵器砂、礫、焦炭等顆粒物袋式除塵器纖維織物除塵器工作原理工作原理截留、慣性碰撞除塵器工作原理工作原理擴散、電沉積除塵器工作原理工作原理篩分

袋式除塵器采用纖維織物作濾料的袋式除塵器（主要討論），在工業(yè)尾氣的除塵方面應用較廣除塵效率一般可達99%以上效率高，性能穩(wěn)定可靠、操作簡單，因而獲得越來越廣泛的應用袋式除塵器的工作原理含塵氣流從下部進入圓筒形濾袋，在通過濾料的孔隙時，粉塵被捕集于濾料上沉積在濾料上的粉塵，可在機械振動的作用下從濾料表面落入灰斗粉塵因截留、慣性碰撞、靜電和擴散等作

用，在濾袋表面形成粉塵層，常稱為粉塵初層袋式除塵器的工作原理新鮮濾料的除塵效率較低粉塵初層形成后，成為袋式除塵器的主要過濾層，提高了除塵效率隨著粉塵在濾袋上積聚，濾袈兩側(cè)的壓力差增大，會把已附在濾料上的細小粉塵擠壓過去，使除塵效率下降除塵器壓力過高，還會使除塵系統(tǒng)的處理氣體量顯著下降，因此除塵器阻力達到一定數(shù)值后，要及時清灰清灰不應破壞粉塵初層袋式除塵器除塵效率的影響因素過濾速度煙氣實際體積流量與濾布面積之比，也稱氣布比過濾速度是一個重要的技術經(jīng)濟指標。選用高的過濾速度，所需要的濾布面積小，除塵器體積、占地面積和一次投資等都會減小，但除塵器的壓力損失卻會加大。一般來講，除塵效率隨過濾速度增加而下降過濾