第二章 除尘器设计与应用2

1、进气口2、旋风除尘器的直径 D和高度 H一般，旋风除尘器的直径愈小，即气流的旋转半径愈小，粉尘颗粒所受的离心力越大，旋风除尘器的除尘效率也就愈高。但过小的简体直径，由于旋风除尘器器壁与排气管太近，可造成较大直径颗粒有可能反弹至中心气流而被带走，使除尘效率降低。另外，筒体太小容易引起堵塞，尤其是对于粘性物料。从理论上说，旋风除尘器的高度愈大，气流在其中的旋转圈数愈多，停留时间也愈长，除尘效率因而提高，然而除尘效率并非随高度的增加而无限增加。3、排气管4、排灰口由于排尘口处于负压较大的部位，保证排尘口的严密性对提高除尘效率有重要作用。设计时，常常采用锁气装置 (卸尘阀 )。选择卸尘阀时要考虑到粉尘性质、粉尘处理量、卸尘制度 (连续或间断 )、卸尘口处的压力大小等。（二）旋风除尘器运行因素1、进口气流速度 V1和气体流量 Q旋风除尘器的除尘效率与压力损失都与进入除尘器的气流速度有着直接的关系。旋风除尘器的进口气流速度一般为 6 27ms，而通常都要求在 1520m s的流速下工作。（二）旋风除尘器运行因素2、气体的温度、黏度及密度如图所示： 除尘效率随温度的升高而降低。在流量一定的情况下，降尘效率与气体粘度的关系为： 气体在 1， 2两种状态下的黏度；气体温度和压力对除尘器压力损失的影响：（二）旋风除尘器运行因素3、粉尘粒径、密度与浓度（二）旋风除尘器运行因素4、排灰口的密封情况若除尘器下部密封不严，漏入的空气会将正落入灰斗的粉尘重新带走，使除尘效率显著下降。因此，若除尘量较大，常采用锁气装置进行连续排灰。2.2.4 旋风除尘器的选用与运行维护（一）旋风除尘器的型号1、 XLT型旋风除尘器经试验证明，含尘气流入口速度12m s 18m s，否则除尘效率要降低。压力损失大约为 500一 700Pa。除尘效率大约为 80一 85。国家标准图中有 14种规格可供选用。2.2.4 旋风除尘器的选用与运行维护2、 XLP型旋风除尘器XLP型旋风除尘器的压力损失约为 500900Pa，对粒级 5um以上的粉尘有较高的除尘效率 (可达90 )。2.2.4 旋风除尘器的选用与运行维护3、 XPW型旋风除尘器 XPW型除尘器主要用于中小型转炉及涡炉的烟气净化。在转炉烟气净化中，平面旋风除尘器 (带水冷夹套 )作为一级除尘兼起降温作用，并且也用于二级文氏管之后的脱水器。在锅炉上热态使用的结果表明。进气流速为 20m s左右，除尘效率为80一 85，压力损失为 300400Pa 。2.2.4 旋风除尘器的选用与运行维护4、 XLK型旋风除尘器 除尘器内气流组织有利于尘粒沉降分离，操作稳定，结构简单，制造方便、处理气流量最大 (XLK型除尘器的处理气体量比 XCX型大三倍以上 )，除尘效率可达 88 92，进口气速为10 20m s，压力损失大约为 9001200Pa。（二）旋风除尘器的选用 选用旋风除尘器时，应全面考虑下述 6项技术经济指标，即性质及流量、压力损失、除尘效率、设备寿命周期费用 (包括购置费用和运行维护费用 )、占地面积和使用寿命。合适的旋风除尘器必须在技术上能满足生产工艺及环境保护对气体含尘的要求，在经济上又比较合算。当前，旋风除尘器大量用于1 20t h锅炉上，其除尘效率一般可达 80 90，也可用于处理和回收有价值的尘。因其对击除 5um以下微粒的效果比较差，在尘粒特别细 (或排放标准要求持别严的场合 )以及含尘气体进入除尘器后温度可能下降到气体的露点温度以下时，一般不使用这类除尘器。2.2.5 旋风除尘器的运行维护 在旋风除尘器运行时，必须保证设备和管线的气密性； 控制含尘气体处理量的变化不应该超过 10 12； 保证排灰通畅，及时清楚灰斗中的粉尘； 防止贮存和集灰系统中的粉尘结块硬化。第三节第三节 袋式除尘器袋式除尘器过滤式除尘器，又称空气过滤器，是使含尘气流通过过过滤式除尘器，又称空气过滤器，是使含尘气流通过过滤滤材料将粉尘分离捕集的装置，采用滤纸或玻璃纤维等填充层材料将粉尘分离捕集的装置，采用滤纸或玻璃纤维等填充层作作滤料的空气过滤器，主要用于通风及空气调节方面的气体净滤料的空气过滤器，主要用于通风及空气调节方面的气体净化。化。采用廉价的砂、砾、焦炭等颗粒物作为滤料的颗粒层除尘采用廉价的砂、砾、焦炭等颗粒物作为滤料的颗粒层除尘器，是器，是 20世纪世纪 70年代出现的一种除尘装置。采用纤维织物作年代出现的一种除尘装置。采用纤维织物作滤滤料的袋式除尘器，在工业尾气的除尘方面应用广泛。料的袋式除尘器，在工业尾气的除尘方面应用广泛。袋式除尘器的除尘效率一般可达袋式除尘器的除尘效率一般可达 99%以上。以上。虽然袋式除尘器是最古老的除尘方法之一，但由于它效虽然袋式除尘器是最古老的除尘方法之一，但由于它效率率高，性能稳定可靠、操作简单，因而获得广泛应用。同时，高，性能稳定可靠、操作简单，因而获得广泛应用。同时，在在结构型式、滤料、清灰方式等方面也得到不断发展。滤袋形结构型式、滤料、清灰方式等方面也得到不断发展。滤袋形状状传统上为圆形，后来又出现了扁袋，在相同过滤面积下体积传统上为圆形，后来又出现了扁袋，在相同过滤面积下体积小小而显示较大的生命力。而显示较大的生命力。优点： 除尘效率高； 适应性强； 产品规格多样； 结构简单，使用灵活，易于维护。缺点： 应用主要受滤料的耐温、耐腐蚀性等性能的限制； 在捕集黏性较大及吸湿性较强的粉尘时，或者露点温度较高的烟气时，因容易阻塞滤袋，应采取相应措施； 滤袋容易损坏、换袋困难、劳动条件比较差。第三节第三节 袋式除尘器袋式除尘器一、袋式除尘器工作原理一、袋式除尘器工作原理 图为简单机图为简单机械振动袋式除尘械振动袋式除尘器。含尘气流从器。含尘气流从下部进入圆筒形下部进入圆筒形滤袋，在通过滤滤袋，在通过滤料的空隙时，粉料的空隙时，粉尘被捕集于滤料尘被捕集于滤料上，透过滤料的上，透过滤料的清洁气体由排出清洁气体由排出口排出。沉积在口排出。沉积在滤料上的粉尘，滤料上的粉尘，可在机械振动的可在机械振动的作用下从滤料表作用下从滤料表面脱落，落入回面脱落，落入回头中。头中。2.3.1 袋式除尘器的除尘机理及分类袋式除尘器的除尘机理及分类常用滤料由棉、毛、人造纤维等加工而成常用滤料由棉、毛、人造纤维等加工而成，滤料本身网孔较大，一般为滤料本身网孔较大，一般为 20-50m， 表面起绒表面起绒的滤料为的滤料为 5-10m， 因而新鲜滤料的除尘效率较因而新鲜滤料的除尘效率较低。颗粒因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作低。颗粒因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，逐渐在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉尘用，逐渐在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉尘初初层。初层形成后，它成为袋式除尘器的主要过层。初层形成后，它成为袋式除尘器的主要过滤滤层，提高了除尘效率。滤布只不过起着形成颗层，提高了除尘效率。滤布只不过起着形成颗粒粒初层和支撑它的骨架作用，但随着颗粒在滤袋初层和支撑它的骨架作用，但随着颗粒在滤袋上上积聚，滤袋两侧的压力差增大，会把有些已附积聚，滤袋两侧的压力差增大，会把有些已附在在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降。另外，若除尘器压力过高，还会使除尘系统另外，若除尘器压力过高，还会使除尘系统的处理气体量显著下降，影响生产系统的排风的处理气体量显著下降，影响生产系统的排风效效果。因此，除尘器阻力达到一定数值后，要及果。因此，除尘器阻力达到一定数值后，要及时时清灰。清灰。二、袋式除尘器的分类二、袋式除尘器的分类1、按清灰方式分类：机械清灰；逆气流清灰；脉冲、按清灰方式分类：机械清灰；逆气流清灰；脉冲喷喷 吹清灰；声波清灰。吹清灰；声波清灰。2、按滤袋形状分类：圆袋；扁袋。、按滤袋形状分类：圆袋；扁袋。3、按含尘气流进入滤袋方向分类：内滤式；外滤式、按含尘气流进入滤袋方向分类：内滤式；外滤式。4、按进出口的位置分类：上进风；下进风。、按进出口的位置分类：上进风；下进风。5、按除尘器内的压力分类：正压式；负压式。、按除尘器内的压力分类：正压式；负压式。1.机械振动清灰机械振动清灰 含尘气体通过除尘含尘气体通过除尘器底部的花板进入滤器底部的花板进入滤袋内部，当气体通过袋内部，当气体通过滤料时，粉尘颗粒沉滤料时，粉尘颗粒沉积在滤袋内部，净化积在滤袋内部，净化后的气体经风机由烟后的气体经风机由烟囱排出。囱排出。振动方式有三种：振动方式有三种：滤袋沿水平方向摆动滤袋沿水平方向摆动，或沿垂直方向摆动，或沿垂直方向摆动，或靠机械转动定期，或靠机械转动定期将滤袋扭转一定的角将滤袋扭转一定的角度，使沉积于滤袋的度，使沉积于滤袋的颗粒层破碎而落入灰颗粒层破碎而落入灰头中。头中。机械振动袋式除尘器的过滤风速一般取机械振动袋式除尘器的过滤风速一般取 1.0-2.0m/min， 压压力损失为力损失为 800-1200Pa。 优点是工作稳定，清灰效果好，但优点是工作稳定，清灰效果好，但滤袋因受机械力作用损坏快，滤袋检修与更换工作量大。滤袋因受机械力作用损坏快，滤袋检修与更换工作量大。2. 逆气流清灰逆气流清灰清灰时气流方向与正常过滤时相反，其形式有反吹风和反吸风两种。清灰时气流方向与正常过滤时相反，其形式有反吹风和反吸风两种。清清灰时关闭含尘气流，开启逆气流进行反吹风。此时滤袋变形，沉积在滤袋灰时关闭含尘气流，开启逆气流进行反吹风。此时滤袋变形，沉积在滤袋内内表面的颗粒层破坏、脱落，通过花板落入灰头。安装在滤袋内的支撑环可以表面的颗粒层破坏、脱落，通过花板落入灰头。安装在滤袋内的支撑环可以防止滤袋被压瘪。防止滤袋被压瘪。逆气流清逆气流清灰式除尘器的灰式除尘器的过滤风速一过滤风速一般为般为 0.5-2.0m/min，压力，压力损失控制范损失控制范围围 1000-1500Pa。3. 脉冲喷吹清灰脉冲喷吹清灰脉冲清灰也包括逆流反吹过程。这种清灰方法脉冲清灰也包括逆流反吹过程。这种清灰方法是利用是利用 4-7atm的压缩空气反吹，产生强度较大的清的压缩空气反吹，产生强度较大的清灰效果。压缩空气的脉冲产生冲击波，使滤袋振动灰效果。压缩空气的脉冲产生冲击波，使滤袋振动，导致积附在滤袋上的颗粒层脱落。这种清灰方式，导致积附在滤袋上的颗粒层脱落。这种清灰方式有可能使滤袋清灰过度，继而使粉尘通过率上升，有可能使滤袋清灰过度，继而使粉尘通过率上升，因此必须选择适当压力的压缩空气和适当的脉冲持因此必须选择适当压力的压缩空气和适当的脉冲持续时间续时间 (通常为通常为 0.1-0.2s)。 每清灰一次，叫做一个每清灰一次，叫做一个脉冲，全部滤袋完成一个清灰循环的时间称为脉冲脉冲，全部滤袋完成一个清灰循环的时间称为脉冲周期，通常为周期，通常为 60s。脉冲清灰的控制参数为脉冲压力、频率、脉冲脉冲清灰的控制参数为脉冲压力、频率、脉冲持续时间和清灰次序。持续时间和清灰次序。如图所示，脉冲喷吹如图所示，脉冲喷吹清灰经常采用上部开口清灰经常采用上部开口、下部封闭的滤袋。含尘下部封闭的滤袋。含尘气气体通过滤袋时粉尘被阻体通过滤袋时粉尘被阻留留于滤袋外表面上，净化于滤袋外表面上，净化后后的气体由袋内经文丘里的气体由袋内经文丘里管管进入上部净化箱，然后进入上部净化箱，然后由由出气口排走。为防止滤出气口排走。为防止滤袋袋被压瘪，布袋内安置笼被压瘪，布袋内安置笼形形支撑结构，毡制的滤袋支撑结构，毡制的滤袋常常采用脉冲喷吹清灰，过采用脉冲喷吹清灰，过滤滤速度由气体含尘浓度决速度由气体含尘浓度决定，一般为定，一般为 2-4m/min。2.3.2 袋式除尘器的滤料袋式除尘器的滤料L 对滤料的要求对滤料的要求滤料是组成袋式除尘器的核心部分，其性能对袋式除尘滤料是组成袋式除尘器的核心部分，其性能对袋式除尘器器操作有很大影响。选择滤料时必须考虑含尘气体的特征，如操作有很大影响。选择滤料时必须考虑含尘气体的特征，如颗颗粒和气体性质（温度、湿度、粒径和含尘浓度等）。粒和气体性质（温度、湿度、粒径和含尘浓度等）。性能良好的滤料应容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力性能良好的滤料应容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力低、使用寿命长，同时具备耐温、耐磨、耐腐蚀、机械强度低、使用寿命长，同时具备耐温、耐磨、耐腐蚀、机械强度高高等优点。等优点。滤料特性除与纤维本身的性质有关外，还与滤料表面结滤料特性除与纤维本身的性质有关外，还与滤料表面结构构有很大关系。表面光滑的滤料容尘量小，清灰方便，适用于有很大关系。表面光滑的滤料容尘量小，清灰方便，适用于含含尘浓度低、粘性大的粉尘，采用的过滤速度不宜过高。表面尘浓度低、粘性大的粉尘，采用的过滤速度不宜过高。表面起起毛（绒）的滤料（如羊毛毡）容尘量，颗粒能深入滤料内部毛（绒）的滤料（如羊毛毡）容尘量，颗粒能深入滤料内部，可以采用较高的过滤速度，但必须及时清灰。可以采用较高的过滤速度，但必须及时清灰。L 滤料种类滤料种类袋式除尘器的滤料种类较多。按滤料材质分，有天袋式除尘器的滤料种类较多。按滤料材质分，有天然纤维、无机纤维和合成纤维等；按滤料结构分，有滤然纤维、无机纤维和合成纤维等；按滤料结构分，有滤布和毛毡两类。布和毛毡两类。棉毛织物属天然纤维，价格低，适用于净化没有腐棉毛织物属天然纤维，价格低，适用于净化没有腐蚀性，温度在蚀性，温度在 350-360K以下的含尘气体。以下的含尘气体。无机纤维滤料主要指玻璃纤维滤料，具有过滤性能无机纤维滤料主要指玻璃纤维滤料，具有过滤性能好、阻力低、化学稳定性好、价格便宜等优点。用硅酮好、阻力低、化学稳定性好、价格便宜等优点。用硅酮树脂处理纤维滤料能提高其耐磨性、疏水性和柔软性，树脂处理纤维滤料能提高其耐磨性、疏水性和柔软性，还可使其表面光滑易于清灰，可在还可使其表面光滑易于清灰，可在 523K下长期使用。玻下长期使用。玻璃纤维较脆，经不起揉折和摩擦，使用上有一定局限璃纤维较脆，经不起揉折和摩擦，使用上有一定局限性。性。几种常用滤料的性能几种常用滤料的性能滤滤 料名称料名称 直径直径/m 耐温耐温 /K 吸水吸水性性 /%耐酸耐酸性性耐碱耐碱性性强强度度长长 期期 最高最高棉棉 织织 物（植物短物（植物短 纤维纤维） 10-20 348-358 368 8 很差很差 稍好稍好 1蚕蚕 丝丝 （ 动动 物物 长纤维长纤维） 18 353-363 373 16-22 - - -羊毛（羊毛（ 动动 物短物短 纤维纤维 ） 5-15 353-363 373 10-15 稍好稍好 很差很差 0.4尼尼 龙龙 348-358 368 4.0-4.5 稍好稍好 好好 2.5奥奥 纶纶 398-408 423 6 好好 差差 1.6涤纶涤纶 （聚腊）（聚腊） 413 433 6.5 好好 差差 1.6玻璃玻璃 纤维纤维 (用硅用硅 酮树酮树脂脂 处处 理理 ) 5-8 523 - 4.0 好好 差差 1芳香族聚芳香族聚 酰酰 胺胺 (诺诺 梅梅克斯克斯 ) 493 5334.5-5.0 差差 好好 2.5聚四氟乙聚四氟乙 烯烯 493-523 - 0 很好很好 很好很好 2.5一、袋式除尘器的性能一、袋式除尘器的性能1、除尘效率、除尘效率其除尘效率通常在其除尘效率通常在 99以上，影响除尘效率的因素有粉以上，影响除尘效率的因素有粉尘尘粒径、滤料织造结构、清灰频率和强度等。粒径、滤料织造结构、清灰频率和强度等。清灰不能过分，即不应破坏颗粒初层，否则会引起除尘清灰不能过分，即不应破坏颗粒初层，否则会引起除尘效率显著降低。一般用颗粒物负荷效率显著降低。一般用颗粒物负荷 m表示