DOC《南京林业大学》

2 除尘设备及原理 近年来,随着经济的迅速发展,以原煤为燃料的锅炉增加很多,燃煤锅炉排放的大气污染物对周围环境造成很大危害,然而减少或降低燃煤锅炉排放污染物的主要途径是与锅炉相配套的各类消烟除尘器,而除尘器的性能和效率是决定一台锅炉对周围环境造成危害程度的关键所在. 从1992年8月1日起,国家对锅炉最高允许排放浓度,已有一类区、二类区、三类区的200mg/N. m3 、400mg/N .m3 、600 mg/N .m3,分别提高到200 mg/N .m

3、300 mg/N .m

3、400 mg/N .m3.新立项安装或更换的锅炉:一类区、二类区、三类区的烟尘排放浓度最高值分别为100 mg/N .m

3、250 mg/N .m

3、350 mg/N .m3.这样控制的标准就更高了,势必要产生一批目前符合目前环保标准的除尘器,以达到消烟除尘的目的. 锅炉安装的除尘器可分为两大类:①干式除尘器:包括重力沉降室、惯性除尘器、电除尘器、布袋除尘器、旋风除尘器.②湿式除尘器:包括又喷淋塔、冲击式除尘器、文丘里洗涤剂、泡沫除尘器和水膜除尘器等.目前常见的运用最多的是旋风分离器、静电除尘器与布袋除尘器. [2] 下面对各种除尘器做简要介绍[3]: 2.1 重力除尘 重力除尘――利用粉尘与气体的比重不同的原理,使扬尘靠本身的重力(重力) 从气体中自然沉降下来的净化设备,通常称为沉降室或降生室.它是一种结构简单、体积大、阻力小、易维护、效率低的比较原始的净化设备,只能用于粗净化.重力降尘室的工作原理如下图所示:含尘气体从一侧以水平方向的均匀速度V进入沉降室,尘粒以沉降速度V沉下降,运行t时间后,使尘粒沉降于室底.净化后的气体,从另一侧出口排出.(如下图) 图2.1 重力除尘 2.2 惯性除尘 惯性除尘――惯性除尘器也叫惰性除尘器.它的原理是利用粉尘与气体在运动中惯性力的不同,将粉尘从气体中分离出来.一般都是在含尘气流的前方设置某种形式的障碍物,使气流的方向急剧改变.此时粉尘由于惯性力比气体大得多,尘粒便脱离气流而被分离出来,得到净化的气体在急剧改变方向后排出. 下图几种常见的权性除尘器.这种除尘器结构简单,阻力较小(10-80毫米水柱),净化效率较低(40-80%),多用于多段净化时的第一段,净化中的浓缩设备或与其它净化设备配合使用. 图2.2 惯性除尘器 惯性除尘器以百叶式的最常用.(如下图)它适用于净化含有非粘性、非纤维性粉尘的空气,通常与其它种除尘器联合使用组成机组. 图2.3 百叶除尘器 2.3旋风分离器 工作原理:旋风除尘器的工作原理如下图所示,含尘气体从入口导入除尘器的外壳和排气管之间,形成旋转向下的外旋流.悬浮于外旋流的粉尘在离心力的作用下移向器壁,并随外旋流转到除尘器下部,由排尘孔排出.净化后的气体形成上升的内旋流并经过排气管排出. 应用范围及特点:旋风除尘器适用于净化大于5―10微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘.它是一种结构简单、操作方便、耐高温、设备费用和阻力较低(80―160毫米水柱)的净化设备,旋风除尘器在净化设备中应用得最为广泛. 图2.4 旋风除尘 2.4 布袋除尘技术 工作原理: (1)重力沉降作用――含尘气体进入布袋除尘器时,颗粒大、比重大的粉尘,在重力作用下沉降下来,这和沉降室的作用完全相同. (2) 筛滤作用――当粉尘的颗粒直径较滤料的纤维间的空隙或滤料上粉尘间的间隙大时,粉尘在气流通过时即被阻留下来,此即称为筛滤作用.当滤料上积存粉尘增多时,这种作用就比较显著起来. (3) 惯性力作用――气流通过滤料时,可绕纤维而过,而较大的粉尘颗粒在惯性力的作用下,仍按原方向运动,遂与滤料相撞而被捕获. (4)热运动作用――质轻体小的粉尘(1微米以下),随气流运动,非常接近于气流流线,能绕过纤维.但它们在受到作热运动(即布朗运动)的气体分子的碰撞之后,便改变原来的运动方向,这就增加了粉尘与纤维的接触机会,使粉尘能够被捕获.当滤料纤维直径越细,空隙率越小、其捕获率就越高,所以越有利于除尘. 袋式除尘器很久以前就已广泛应用于各个工业部门中,用以捕集非粘结非纤维性的工业粉尘和挥发物,捕获粉尘微粒可达0.1微米.但是,当用它处理含有水蒸汽的气体时,应避免出现结露问题.袋式除尘器具有很高的净化效率,就是捕集细微的粉尘效率也可达99%以上,而且其效率比较稳定[4].布袋除尘器简图如下: 图2.5 袋式除尘 应用: (1)袋式除尘器作为一种高效除尘器,广泛用于各种工业部门的尾气除尘. (2)比电除尘器结构简单、投资省、运行稳定,可以回收高比电阻粉尘. (3)与文丘里洗涤器相此,动力消耗小,回收的干粉尘便于综合利用. (4)对于微细的干燥粉尘,采用袋式除尘器捕集是适宜. 2.5 静电除尘 静电除尘器的工作原理:含有粉尘颗粒的气体,在接有高压直流电源的阴极线(又称电晕极)和接地的阳极板之间所形成的高压电场通过时,由于阴极发生电晕放电、气体被电离,此时,带负电的气体离子,在电场力的作用下,向阳板运动,在运动中与粉尘颗粒相碰,则使尘粒荷以负电,荷电后的尘粒在电场力的作用下,亦向阳极运动,到达阳极后,放出所带的电子,尘粒则沉积于阳极板上,而得到净化的气体排出防尘器外. 根据目前国内常见的电除尘器型式可概略地分为以下几类:按气流方向分为立式和卧式,按沉淀极极型式分为板式和管式,按沉淀极板上粉尘的清除方法分为干式湿式等. 简图如下: 图2.6 静电除尘 1-阳极;