颗粒物的治理技术.doc

颗粒污染物的治理技术从废气中将颗粒物分离出来并加以捕集、回收的过程称为除尘。实现上述过程的设备装置称为除尘器。（一）除尘装置的技术性能指标全面评价除尘装置性能应该包括技术指标和经济指标两项内容。技术指标常以气体处理量、净化效率、压力损失等参数表示，而经济指标则包括设备费、运行费、占地面积等内容。本节主要介绍其技术性能指标。1烟尘的浓度表示根据含尘气体中含尘量的大小，烟尘浓度可表示为以下两种形式。（1）烟尘的个数浓度单位气体体积中所含烟尘颗粒的个数，称为个数浓度，单位为个cm3。在粉尘浓度极低时用此单位。（2）烟尘的质量浓度每单位标准体积含尘气体中悬浮的烟尘质量数，称为质量浓度，单位gm3。2除尘装置的处理量该项指标表示的是除尘装置在单位时间内所能处理烟气量的大小，是表明装置处理能力大小的参数，烟气量一般用标准状态下的体积流量表示，单位m3h、m3s。3除尘装置的效率除尘装置的效率是表示装置捕集粉尘效果的重要指标，也是选择、评价装置的最主要的参数。（1）除尘装置的总效率（除尘效率）除尘装置的总效率是指在同一时间内，由除尘装置除下的粉尘量与进入除尘装置的粉尘量的百分比，常用符号表示。总效率所反映的实际上是装置净化程度的平均值，它是评定装置性能的重要技术指标。（2）除尘装置的分级效率分级效率是指装置对某一粒径d为中心，粒径宽度为d范围的烟尘除尘效率，具体数值用同一时间内除尘装置除下的该粒径范围内的烟尘量占进入装置的该粒径范围内的烟尘量的百分比来表示，符号用d。（3）除尘装置的通过率（除尘效果）通过率是指没有被除尘装置除下的烟尘量与除尘装置入口烟尘量的百分比，用符号表示。（4）多级除尘效率在实际应用的除尘系统中，为了提高除尘效率，往往把两种或多种不同规格或不同型式的除尘器串联使用，这种多级净化系统的总效率称为多级除尘效率，一般用总表示。4除尘装置的压力损失压力损失是表示除尘装置消耗能量大小的指标，有时也称为压力降。压力损失的大小用除尘装置进出口处气流的全压差来表示。（二）除尘装置的分类除尘器种类繁多，根据不同的原则，可对除尘器进行不同的分类。依照除尘器除尘的主要机制可将其分为机械式除尘器、过滤式除尘器、湿式除尘器、静电除尘器等四类。根据在除尘过程中是否使用水或其他液体可分为湿式除尘器、干式除尘器。此外，按除尘效率的高低还可将除尘器分为高效除尘器、中效除尘器和低效除尘器。近年来，为提高对微粒的捕集效率，还出现了综合几种除尘机制的新型除尘器。如声凝聚器、热凝聚器、高梯度磁分离器等，但目前大多仍处于试验研究阶段，还有些新型除尘器由于性能、经济效果等方面原因不能推广应用，因此本书仍以介绍常用除尘装置为主。（三）各类除尘装置1机械式除尘器机械式除尘器是通过质量力的作用达到除尘目的的除尘装置。质量力包括重力、惯性力和离心力，主要除尘器形式为重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。（1）重力沉降室 重力沉降室是利用粉尘与气体的密度不同，使含尘气体中的尘粒依*自身的重力从气流中自然沉降下来，达到净化目的的一种装置。含尘气流通过横断面比管道大得多的沉降室时，流速大大降低，气流中大而重的尘粒，在随气流流出沉降室之前，由于重力的作用，缓慢下落至沉降室底部而被清除。重力沉降室是各种除尘器中最简单的一种，只能捕集粒径较大的尘粒，只对50m以上的尘粒具有较好的捕集作用，因此除尘效率低，只能作为初级除尘手段。（2）惯性除尘器利用粉尘与气体在运动中的惯性力不同，使粉尘从气流中分离出来的方法为惯性力除尘，常用方法是使含尘气流冲击在挡板上，气流方向发生急剧改变，气流中的尘粒惯性较大，不能随气流急剧转弯，便从气流中分离出来。一般情况下，惯性除尘器中的气流速度越高，气流方向转变角度愈大，气流转换方向次数愈多，则对粉尘的净化效率愈高，但压力损失也会愈大。惯性除尘器适于非黏性、非纤维性粉尘的去除，设备结构简单，阻力较小，但其分离效率较低，约为5070，只能捕集1020m以上的粗尘粒，故只能用于多级除尘中的第一级除尘。（3）离心式除尘器使含尘气流沿某一定方向作连续的旋转运动，粒子在随气流旋转中获得离心力，使粒子从气流中分离出来的装置为离心式除尘器，也称为旋风除尘器。普通旋风除尘器是由进气管、排气管、圆筒体、圆锥体和灰斗组成。在机械式除尘器中，离心力除尘器是效率最高的一种。它适用于非黏性及非纤维性粉尘的去除，对大于5m以上的颗粒具有较高的去除效率，属于中效除尘器，且可用于高温烟气的净化，因此是应用广泛的一种除尘器。它多应用于锅炉烟气除尘、多级除尘及预除尘。它的主要缺点是对细小尘粒（5m）的去除效率较低。2过滤式除尘器过滤式除尘是使含尘气体通过多孔滤料，把气体中的尘粒截留下来，使气体得到净化的方法。按滤尘方式有内部过滤与外部过滤之分。内部过滤是把松散多孔的滤料填充在框架内作为过滤层，尘粒是在滤层内部被捕集，如颗粒层过滤器就属于这类过滤器。外部过滤是用纤维织物、滤纸等作为滤料，通过滤料的表面捕集尘粒，故称为外部过滤。这种除尘方式的最典型的装置是袋式除尘器，它是过滤式除尘器中应用最广泛的一种。用棉、毛、有机纤维、无机纤维的纱线织成滤布，用此滤布作成的滤袋是袋式除尘器中最主要的滤尘部件，滤袋形状有圆形和扁形两种，应用最多的为圆形滤袋。袋式除尘器广泛用于各种工业废气除尘中，它属于高效除尘器，除尘效率大于99，对细粉有很强的捕集作用，对颗粒性质及气量适应性强，同时便于回收干料。袋式除尘器不适于处理含油、含水及黏结性粉尘，同时也不适于处理高温含尘气体，一般情况下被处理气体温度应低于100。在处理高温烟气时需预先对烟气进行冷却降温。3湿式除尘器湿式除尘也称为洗涤除尘。该方法是用液体（一般为水）洗涤含尘气体，使尘粒与液膜、液滴或雾沫碰撞而被吸附，凝集变大，尘粒随液体排出，气体得到净化。由于洗涤液对多种气态污染物具有吸收作用，因此它既能净化气体中的固体颗粒物，又能同时脱除气体中的气态有害物质，这是其他类型除尘器所无法做到的。某些洗涤器也可以单独充当吸收器使用。湿式除尘器种类很多，主要有各种型式的喷淋塔、离心喷淋洗涤除尘器和文丘里式洗涤器等。湿式除尘器结构简单，造价低，除尘效率高，在处理高温、易燃、易爆气体时安全性好，在除尘的同时还可去除气体中的有害物。湿式除尘器的不足是用水量大，易产生腐蚀性液体，产生的废液或泥浆需进行处理，并可能造成二次污染。在寒冷地区和季节，易结冰。4静电除尘器静电除尘是利用高压电场产生的静电力（库仑力）的作用实现固体粒子或液体粒子与气流分离的方法。常用的除尘器有管式与板式两大类型，是由放电极与集尘极组成。放电极为一用重锤绷直的细金属线，与直流高压电源相接；金属圆管的管壁为集尘极，与地相接。含尘气体进入除尘器后，通过以下三个阶段实现尘气分离。（1）粒子荷电在放电极与集尘极间施以很高的直流电压时，两极间形成一不均匀电场，放电极附近电场强度很大，集尘极附近电场强度很小。在电压加到一定值时，发生电晕放电，故放电极又称为电晕极。电晕放电时，生成的大量电子及阴离子在电场力作用下，向集尘极迁移。在迁移过程中，中性气体分子很容易捕获这些电子或阴离子形成负气体离子，当这些带负电荷的粒子与气流中的尘粒相撞并附着其上时，就使尘粒带上了负电荷，实现了粉尘粒子的荷电。（2）粒子沉降荷电粉尘在电场中受库仑力的作用被驱往集尘极，经过一定时间到达集尘极表面，尘粒上的电荷便与集尘极上的电荷中和，尘粒放出电荷后沉积在集尘极表面。（3）粒子清除集尘极表面上的粉尘沉积到一定厚度时，用机械振打等方法，使其脱离集尘极表面，沉落到灰斗中。电除尘器是一种高效除尘器，对细微粉尘及雾状液滴捕集性能优异，除尘效率达99以上，对于0.1m的粉尘粒子，仍有较高的去除效率；由于电除尘器的气流通过阻力小，又由于所消耗的电能是通过静电力直接作用于尘粒上，因此能耗低；电除尘器处理气量大，又可应用于高温、高压的场合，因此被广泛用于工业除尘。电除尘器的主要缺点是设备庞大，占地面积大，因此一次性投资费用高。（四）除尘装置的性能比较与选用原则1除尘装置的选择原则除尘器的整体性能主要是用三个技术指标（处理气体量、压力损失、除尘效率）和三个经济指标（一次投资、运转管理费用、占地面积及使用寿命）来衡量。在评价及选择除尘器时，应根据所要处理气体和颗粒物特性、运行条件、标准要求等，进行技术、经济的全面考虑。理想的除尘器在技术上应满足工艺生产和环境保护的要求，同时在经济上要合理、合算。在选用除尘器时，可按如下顺序考虑