§1除尘器总论

1-1除尘器评定指标

评定除尘器工作性能的主要指标有: 除尘效率, 阻力, 经济性等.

1、除尘效率：系指除尘器捕集下来的粉尘量与进入除尘器的粉尘量之比. 根据总除尘效率, 除尘器可分为: 低效除尘器(50～80%), 中效除尘器(80～95%)和高效除尘器(95%以上)。

2、阻力：表示气流通过除尘器时的压力损失。据阻力大小除尘器可分为: 低阻除尘器(ΔP<500Pa), 中阻除尘器(ΔP=500～2000Pa)和高阻除尘器(ΔP=2000～20000Pa)。

3、经济性：是评定除尘器的重要指标之一, 它包括除尘器的设备费和运行维护费两部分. 在各种除尘器中, 以电除尘器的设备费最高, 袋式除尘器次之, 文氏管除尘器, 旋风除尘器最低。

1-2除尘机理

所谓除尘, 就是利用一定的外力作用使粉尘从空气中分离出来, 它是一个物理过程. 使粉尘从空气中分离的作用力主要有:

1、机械力: 包括重力, 离心力和惯性力;

2、阻留作用: 包括介质的筛滤作用, 尘气绕流的接触阻留作用和扩散接触阻留作用;

3、凝聚作用: 通过加湿, 蒸汽凝结, 超声波等作用, 使细尘粒凝聚而从空气中分离;

4、静电力:利用静电力使带电尘粒从空气中分离;

5、扩散：粒径小于0.3微米的粉尘。

1-3除尘器选用

机械式除尘器  机械式除尘器造价比较低，维护管理方便，耐高温，耐腐蚀，适宜含湿量大的烟气，但对粒径在5μm以下的尘粒去除率较低。当气体含尘浓度高时，这类除尘器可作为初级除尘，以减轻二级除尘的负荷。 
    湿式除尘器   湿式除尘器结构比较简单，投资少，除尘效率比较高，能除去小粒径粉尘，并且可以同时除去一部分有害气体，如火电厂烟气脱硫除尘一体化等。其缺点是用水量比较大，泥浆和废水需进行处理，设备及构筑物易腐蚀，寒冷地区要注意防冻。 
    过滤式除尘器  过滤式除尘器以袋滤器为主，其除尘效率高，能除掉微细的尘粒，对处理气量变化的适应性强，最适宜处理有回收价值的细小颗粒物。但袋式除尘器的投资比较高，允许使用的温度低，操作时气体的温度需高于露点温度，否则不仅会增加除尘器的阻力，甚至由于湿尘黏附在滤袋表面而使除尘器不能正常工作：当尘粒浓度超过尘粒爆炸下限时，也不能使用袋式过滤器。 
    袋式过滤器广泛应用于各种工业生产的除尘过程。大型反吹风布袋除尘器，适用于冶炼厂、钢铁厂等的除尘；大型低压脉冲布袋除尘器，适用于冶金、建材、矿山等行业的大风量烟气净化；回转反吹风布袋除尘器，适用于建材、粮食、化工、机械等行业的粉尘净化；中小型脉冲布袋除尘器，适用于建材、粮食、制药、烟草、机械、化工等行业的粉尘净化；单机布袋除尘器，适用于各局部扬尘点如输送系统、库顶、库底等部位的粉尘净化。颗粒层除尘器适宜于处理高温含尘气体，也能处理比电阻较高的粉尘，气体温度和气量变化较大时也能适用。其缺点是体积较大，清灰装置较复杂，阻力较高。 
    电除尘器   电除尘器具有除尘效率高、压力损失低、运行费用较低的优点。电除尘器的缺点是投资大，设备复杂，占地面积大，对操作、运行、维护管理都有较高的要求，对粉尘的比电阻也有要求。目前，电除尘器主要用于处理气量大、对排放浓度要求比较严格、又有一定维护管理水平的大企业，如燃煤发电厂和建材、冶金等行业。

设计中选择除尘器时应考虑以下匹配问题:

1. 除尘器出口净化后气体的粉尘浓度要与环保规定的排放浓度要求相匹配. 设计时应根据处理气体的粉尘浓度, 处理量和环保规定的排放要求确定所要求除尘器的除尘效率, 然后选择合适的除尘器类型. 在运行中, 还应注意由于运动工况不稳定对除尘效率的影响.

2. 除尘器的收尘方法要与除下粉尘的处理方法相匹配. 例如直接丢弃, 应考虑对环境的二次污染问题.

3. 除尘器的性能要与处理的气体特性和粉尘性质相匹配. 气体的温度, 湿度, 腐蚀性, 可燃与爆炸性等都直接制约除尘器的使用. 如袋式除尘器不能用于处理高温, 高湿的气体. 粉尘的粒径及其分布, 粘结性, 湿润性, 比电阻, 可燃性和浓度等性质直接决定了除尘器的除尘效果和应用. 不同的除尘器所能去除的粉尘粒径范围也不同; 对于粘结性粉尘不宜采用袋式除尘器; 比电阻大的粉尘电除尘效果差; 疏水性粉尘不宜采用湿式除尘器; 粉尘浓度高时应考虑采用双级除尘.

4. 除尘器的费用要与企业的经济实力相匹配. 对于小型生产厂应选用结构简单的, 设备费和运动费少的除尘设备。

§2重力沉降室与惯性除尘器

2-1重力沉降室

重力沉降室原理是利用粉尘的重力作用使粉尘沉降而从空气中分离出来

重力沉降室特点：除尘效率：40％～70％

优点：简单、投资少、易维护

缺点：占地大，除尘效率低

应用：初级除尘

2-2惯性除尘器

工作原理: 利用尘粒在运动气流中具有的惯性力, 通过突然改变含尘气流的流动方向, 或使其与某种障碍物碰撞,使尘粒的运动轨迹偏离气体流线而达到分离的目的.

这类除尘器适用于净化d≥20μm非纤维性粉尘. 由于净化效率低, 常用作多级除尘中的初级除尘.

主要类型有: 碰撞式, 回转式和惰性式除尘器.

§3旋风除尘器

结构与原理: 旋风除尘器的结构由进气口, 圆筒体, 圆锥体, 排气管, 排尘装置组成. 其原理为: 当含尘气流由切线进口进入除尘器后, 气流在除尘器内作旋转运动, 气流中的尘粒在离心力作用下向外壁移动, 到达壁面, 并在气流和重力作用下沿壁落入灰斗而达到分离的目的.

旋风除尘器类型:

多管式旋风除尘器: 由若干个并联的旋风子组合在一个壳体内的除尘设备.具有处理风量大, 除尘效率较高的特点.

旁路式旋风除尘器: 设有旁路分离室, 利用上旋涡分离粉尘, 从而提高除尘效率. 为了使除尘器顶部空间形成明显的上旋涡, 进气口上沿离顶盖要相距一定的距离.

锥体弯曲的水平旋风除尘器: 可节省占地面积, 简化管路系统. 进口速度较大时, 除尘效率与立式的相差不大. 主要用于中小型锅炉的烟气除尘.

扩散式旋风除尘器: 它是一种具有呈倒锥体形状的锥体, 并在锥体的底部装有反射屏的旋风除尘器. 反射屏可防止上升气流卷起粉尘, 从而提高除尘效率。

§4湿式除尘器

湿式除尘的机理可概括为两个方面: 一是尘粒与水接触时直接被水捕获; 二是尘粒在水的作用下凝聚性增加。这两种作用而使粉尘从空气中分离出来。除尘布袋除尘骨架

  与含尘气流的接触主要有三种形式: 水滴、水膜和气泡。使尘粒与水接触的作用机理主要有: 惯性碰撞、截留和扩散。

优点：

可同时除尘和除有害气体结构简单，造价低; 能处理湿度大、温度高的气体

        缺点：

能耗大，耗水量大有废液、泥浆处理问题；在寒冷地区使用需防冻。

§5布袋除尘器

5-1 原理

主要依靠滤料表面形成的粉尘初层和集尘层进行过滤作用。伴着粉末重复的附着于滤袋外表面，粉末层不断的增厚，布袋除尘器阻力值也随之增大;脉冲阀膜片发出指令，左右淹没时脉冲阀开启，高压气包内的压缩空气通了，如果没有灰尘了或是小到一定的程度了，机械清灰工作会停止工作。

　　袋式除尘器^[1]是一种干式滤尘装置。滤料使用一段时间后，由于筛滤、碰撞、滞留、扩散、静电等效应，滤袋表面积聚了一层粉尘，这层粉尘称为初层，在此以后的运动过程中，初层成了滤料的主要过滤层，依靠初层的作用，网孔较大的滤料也能获得较高的过滤效率。随着粉尘在滤料表面的积聚，除尘器的效率和阻力都相应的增加，当滤料两侧的压力差很大时，会把有些已附着在滤料上的细小尘粒挤压过去，使除尘器效率下降。另外，除尘器的阻力过高会使除尘系统的风量显著下降。因此，除尘器的阻力达到一定数值后，要及时清灰。清灰时不能破坏初层，以免效率下降。

5-2 袋式除尘器的发展

　　我国对布袋除尘器^[2]需求巨大，除尘滤料，尤其是耐高温纤维滤料有广阔的市场发展前景。我国“十二五”规划对环境保护提出了更高的需求，水、气、声、渣都将更多的应用过滤材料，过滤材料行业市场前景看好。其中在烟尘治理领域，袋式除尘由于除尘效率高，不会造成二次污染，便于回收干料等性能，在国内外的应用越来越广，占到所用除尘设备的80%。钢铁工业是大气污染的主要来源之一，我国钢产量已超过3亿吨，按宝钢应用袋式除尘的状况计算需要2100万平方米，折算后每年更换滤料600万平方米。

5-3 优点

　　⑴除尘效率高，一般在99%以上，除尘器出口气体含尘浓度在数十mg/m3之内，对亚微米粒径的细尘有较高的分级效率。
    ⑵处理风量的范围广，小的仅1min数m3，大的可达1min数万m3，既可用于工业炉窑的烟气除尘，减少大气污染物的排放。
    ⑶结构简单，维护操作方便。
    ⑷在保证同样高除尘效率的前提下，造价低于电除尘器。
    ⑸采用玻璃纤维、聚四氟乙烯、P84等耐高温滤料时，可在200℃以上的高温条件下运行。
    ⑹对粉尘的特性不敏感，不受粉尘及电阻的影响。

§6 静电除尘器

在正、负电极之间形成高压电场, 使空气电离, 当含尘气体通过电场时, 粉尘被荷电, 从而使尘粒向集尘极运动并沉积于集尘极上, 使气体得到净化。

1、与其他除尘器的根本区别在于，分离力直除尘布除尘骨架接作用在粒子上，而不是作用在整个气流上, 所以具有耗能小、气流阻力小的特点。

2、具有低阻的特点，压力损失小，一般为200～500Pa

3、处理烟气量大，可达105～106m3/h。可用于高温(可高达500℃)、高压和高湿(相对湿度可达100%)以及高含硫(硫3%以上)的场合，能连续运转，并能实现自动化。

4、能耗低，大约0.2～0.4kWh/1000m3，静电除尘器运行费用低。静电除尘器造价适中，使用寿命长，至少使用 8-10 年以上;

5、对细粉尘有很高的捕集效率，可高于99％，能捕集1um以下的细微粉尘;

6、静电除尘器运行稳定，不结露，不爬电，故障率极低;