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除塵器選型必備-幾種常見除塵器的工作原理

  除塵器作為煙氣、粉塵收集與過濾的重要處理設備,經過幾十年來的發展與技術格新,已由原來的單一産品發展為現在的十幾個種類,全可以适應各種煙氣過濾與粉塵收集場合。此外,随着大氣污染控制法規日趨嚴格,在煙氣除塵裝置中又增加了煙氣脫硫的功能,也就是現在國際流行的濕式脫硫除塵器。
  一、除塵器工作原理和分類
  除塵器的工作原理都是以作用力為理論基礎。根據力的性質不同,設計出不同的除塵器。除塵工程中常用的除塵器分為四大類,這些除塵器都是依靠各種力從氣體中分離和過濾粉塵粒子的。見下表

型式 除塵作用力 除塵設備種類 适用範圍 不同粒徑效率/% 投資比較
粉塵粒徑/μm 粉塵濃度/(g·m) 溫度/℃ 阻力/Pa 50/μm 5/μm 1/μm
幹式

重力
慣性力
離心力
靜電力

重力除塵器
慣性除塵器
旋風除塵器
靜電除塵器
>15
>20
>5
>0.05

>110
>100
>100
30

<400
<400
<400
<300

200-1000
400-1200
400-2000
200-300
96
95
94
>99
16
20
27
99
3
5
8
86
<1
1
2
6-8.5
慣性力、擴散力與篩分 袋式除塵器 振打清灰、
脈沖清灰、
反吹清灰
>0.1 3-10 <300 800-2000 >99
100
100
>99
>99
>99
99
99
99
6-7.0
6-7.2
6-7.5
濕式 慣性力、擴散力與凝集力 自激式除塵器、
噴霧除塵器、
文氏管除塵器
100-0.05 <100
<10
<100
<400
<400
<800
<400
<400
<100
100
100
100
93
96
>99
40
75
93
2.7
2.6
4.7
靜電力 濕式電除塵器 >0.05 <100 <400 <100 >98 98 98 6-9
1、機械除塵器工作原理
  機械除塵器有沉降室,慣性除塵器和旋風除塵器三個類别。沉降室工作利用的是重力,所謂重力就是地球對物體的吸引力。在重力作用下含塵氣體中的粉塵在沉降室被分離出來。慣性除塵器分離粉塵利用的是慣性力。慣性力是反映物質自身運動狀态的力,受到外力時物質改變運動狀态。在相同的作用力下慣性小的物體比慣性大的物體容易改變運動狀态,即得到的加速度比較大,這對慣性小的粉塵分離是有利的。旋風除塵器利用的是離心力。所謂離心力是指做圓周運動的物體對施于它的向心分離力。它是依據在旋轉體的反作用力,利用離心力分離非均相系統的分離過程通稱離心分離。它是依據在旋轉過程中質量大的、旋轉速度快的物質獲得的離心力也大的原理進行工作的。
2、袋式除塵器過濾原理
  袋式除塵器的過濾機理是一個綜合效應的結果。粉塵一般由超細微粒到粗粒的各粒徑按一定分散度曲線分布的。雖然濾布纖維問的孔隙也許大于100mm以上,但織物過濾卻能捕集微米粒子,過濾機理各種效應是重力、篩濾、慣性碰撞、鈎附效應和擴散與靜電吸引。當含塵氣流流經濾布時,比濾布空隙大的微粒,由于重力作用沉降了或因慣性作用被纖維擋住了,比濾布空隙小的微粒和濾布的纖維發生碰撞後或經過時被纖維鈎附在濾袋表面(即鈎附效應)較小的粒子.因分子間的布朗運動留在濾布的表面和空隙中,最微小的粒子則可能随氣流一起流經濾布跑掉了。
3、電除塵器工作原理
  電除塵器分離粉塵靠的是靜電力即庫侖力。除塵過程分為四個階段。
  (1)氣體電離在電暈極與集塵集之間施加直流高電壓(40~70kv)使放電極發生電暈放電,氣體電離,生成大量的自由電子和正離子。
  (2)粉塵荷電氣流通過電場空問時,自由電子、負離子與粉塵碰撞并附着其上,便實現了粉塵的荷電。
  (3)粉塵沉降荷電持塵在電場中受靜電力的作用被驅往集塵極,經過一定時間後達到集塵極表面,放出所帶電荷而沉集其上。
  (4)清灰集塵極表面上的粉塵沉集到一定厚度後,用權械振扣等方法将其清除掉,使之落入下部灰鬥中。放電極也會附着少量粉塵,也需進行定時清灰。為保證靜電除塵器在高效率下運行,必須使上述四個過程進行得十分有效。
4、濕式除塵器的工作原理
  濕式除塵器的除塵原理屬于短程機制,主要是在除塵器内含塵氣體與水接觸有如下過程:溫暖粒與預先分散的水膜或霧狀液相接觸;含塵氣體沖擊水層産生鼓泡形成細小水滴或水膜;較大的粒子(如大于lmm)在與水滴碰撞時被捕集,捕集效率取決于粒子的慣性及擴散程度。因為水滴與氣流間有相對運動,并由于水滴周圍有環境氣膜作用,所以氣體與水滴接近時,氣體改變流向繞過水滴.而塵粒受慣性力和擴散的作用,保持原軌迹運動與水滴相撞。這樣,在範圍内塵粒都有可能與水滴相撞,然後由于水的作用凝聚成大顆粒,被水流帶起。這說明,水滴小且多,比表面積加大。接觸塵粒機會就多,産生碰撞、擴散、凝聚效率也高。塵粒的容重、粒徑與水滴的相對速度愈大,碰撞凝聚效率就愈高;而液體的黏度、表面張力愈大,水滴直徑大。分散得不均勻,碰撞凝聚愈低。實驗與生産經驗表明,親水性粒子比疏水性粒子容易捕集,這是因為親水性粒子很容易通過水膜的緣故。此外,當塵粒直徑和密度小,除塵效率明顯降低。為了解決疏水性粉塵和細微粒子效率低的問題,可以往水中加入某些約劑來提高除塵效率。

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