第06章 颗粒物污染控制技术5

除尘器的选用,各种除尘器的性能,各种除尘器的性能对比技术指标：处理气体流量、除尘效率、压力损失、漏风率等经济指标：设备费、运行费、维修费、占地面积、占地空间体积、使用寿命等,除尘器的性能,各种除尘器的性能,旋风除尘器的性能特点：旋风除尘器有以下明显的优点:设备结构简单，体积小，制造费用低。除尘器内部没有传动机构及运动部件，维护、修理方便，可用于高温含尘烟气的净化，例如用一般碳钢制造的除尘器可以处理350的烟气，而内壁衬以耐火材料的除尘器则可以处理500的烟气可以承受内、外压力。可以干法清灰，有利于回收有价值的粉尘。除尘器内易于敷设耐磨、耐腐蚀内衬，因而可以净化含高腐蚀性粉尘的烟气。可以用做多级除尘系统中的第一级除尘器。,各种除尘器的性能,旋风除尘器的性能特点：选用旋风除尘器时，同时应该注意以下问题:旋风除尘器适用于处理净化密度较大、粒度较粗（一般大于5m）、非纤维性的粉尘，而对于较细和纤维性的粉尘，其净化效率较低（但细筒长锥形高效旋风除尘器对细尘也有一定的净化效果）。不宜处理气体流量波动太大的场合，入口风速一般为1225m/s，但是阻力也随速度的平方增长，从效率和阻力综合考虑，人口的最佳速率大约为1622m/s。对于非湿式旋风除尘器，不宜净化黏结性粉尘，而且在处理相对湿度较高的含尘气体时，应注意避免因结露而造成的黏结。由于旋转气流速度很高，固体颗粒物对器壁的磨损较快，应采取防磨措施。由于通常旋风除尘器是负压运行的，所以在设计和运行过程中，应特别注意防止旋风除尘器底部漏风，必须选择气密性好的卸灰装置，以避免除尘效率的下降。实践表明，旋风除尘器漏风5%，效率降低50%，若漏风15%，效率接近于零。在并联使用旋风除尘器时，应合理设计连接除尘器的分风管和汇风管，尽可能使进人各旋风除尘器的风量相等、风压平衡。,各种除尘器的选用,袋式除尘器的性能特点：优点:袋式除尘器在处理含微米和亚微米数量级的粉尘气体时效率较高，一般可达99%,甚至99.99以上。袋式除尘器可以捕集多种干性粉尘，特别是在处理比电阻较高的粉尘时，比用电除尘器的净化效率高很多。含尘气体浓度在相当大的范围内变化时，除尘器的除尘效率和阻力受其影响不大。袋式除尘器规格多样，使用灵活，可以适应不同气量的含尘气体，其处理烟气量可从几立方米每小时到几百万立方米每小时。这种除尘器可以做成小型的，安装在散尘设备上或散尘设备附近，也可安装在车上制成移动式过滤器，这种小巧、灵活的袋式除尘器特别适用于尘源较分散的时候。运行稳定可靠，没有污泥处理、废水污染和液体冰冻等间题，操作、维护简单。,各种除尘器的性能,袋式除尘器的性能特点：缺点:袋式除尘器的应用主要受滤料的耐高温和耐腐蚀等性能的影响。通常使用的滤料可耐温250左右。烟气温度如果超过280时，需要采用特殊的耐高温的矿物或金属纤维。处理高温含尘烟气时，需要采取降温措施，会导致除尘系统复杂化和造价的提高；如果使用特殊滤料，将会增大投资费用。这种除尘器不适用于净化含黏结性和吸湿性强的尘粒的烟气。用袋式除尘器净化烟尘时不能低于露点温度，否则将会产生结露现象而堵塞布袋滤料的孔隙；处理露点很高的烟气时，需要采取保温或加热措施。净化烟气量小于17000m2/h时，投资费用比电除尘器少烟气量大于17000m2/h时，投资费用要比电除尘器大。袋式除尘器不同程度上存在着占地面积大、滤袋易损坏、换袋困难、劳动条件差等问题烟气温度较高，或是含酸、碱性微粒或气体成分，这些情况都会降低滤袋的寿命。,各种除尘器的性能,电除尘器的性能特点：电除尘器的优点:除尘效率高。如果设计合理，安装施工质量高，电除尘器可以达到任何除尘效率的要求。目前，工业已用的电除尘器除尘效率达到99以上已属常见。其对气体净化的程度，可根据生产工艺条件及国家规定的排放标准来确定。可以处理的烟气量大。一般单台电除尘器处理烟气量从几万立方来到几十万立方米，在工业上能净化105106m3/h烟气的电除尘器已得到普遍使用。对烟尘浓度和粒径分散度的适应性比较好。1030g/m3；如果粉尘浓度很高，可以在前面设置一级预除尘装置。能捕集小于100m的不同粒径的粉尘，对于0.1m仍有较高的除尘效率。可以净化温度较高的含尘烟气。电除尘器都是由金属构件组成，因此可以高温适应环境。当用于净化350以下的烟气时，可长期连续运行，也可以净化更高温度烟气，但是需要特殊设计。电除尘器的结构简单，气流速度低，压力损失小。干式电除尘器的压力损失大约为100200Pa，湿式电除尘器的压力损失高些通常只有200300Pa,各种除尘器的性能,电除尘器的性能特点：电除尘器的优点:电除尘器的能量消耗比其他类型除尘器要低。如净化l000m3/h的烟气时，电除尘器的电能消耗约为0.20.8kWh。自动化程度高。电除尘器可以实现微机控制，远距离操作，减少维护工作量，运行费用低。可以在高压（可达1013250Pa）或真空条件下操作。,各种除尘器的性能,电除尘器的性能特点：电除尘器的缺点：建造电除尘器一次投资费用高，钢材消耗量大据估算，平均1m2的收尘面积所需钢材大约为3.54t。电除尘器的除尘效率受粉尘物理性质影响很大，特别是粉尘比电阻的影响更为突出。电除尘器最适宜捕集比电阻为1045xl06cm的粉尘粒子。净化小于104cm或大于1011cm的粉尘粒子，除尘效率是很低的，此时，就必须对烟气采取一定的调制措施，才能取得必要的效果。电除尘器不适于直接净化高含尘浓度的气体。若要使用，需设置一级预除尘装置。电除尘器对设备制造、安装质量和维修管理技术要求很高。需要高压变电及整流控制设备，因有高压操作，需特别注意人身安全。设备庞大，占地面积较多。当处理可燃气体或捕集可燃颗粒时，有爆炸的危险性。,各种除尘器的性能,湿式除尘器的性能特点：湿式除尘器的性能特点与其他除尘器相比湿式除尘器的优点:在耗用相同的能量条件下，湿式除尘器的除尘效率比干式除尘器的除尘效率高。可以处理高温、高湿、高比电阻以及粉尘黏结性大的含尘气体。安全性好，可以处理可燃性的含尘气体。对细小的粒子也能达到较高的除尘效率。在除尘的同时，还可以去除气体中的水蒸气及某些有毒有害气态污染物，具有除尘、冷却和净化的作用。结构简单，占地面积小，一次性投资小。,各种除尘器的性能,湿式除尘器的性能特点：湿式除尘器的缺点:从湿式除尘器排出的沉浆或废液需要处理，否则会造成二次污染净化含有腐蚀性的气态污染物时，洗涤水（或液体）具有一定的腐蚀性，金属设备容易被腐蚀，除尘器和污水处理设施都须采取防腐措施。在寒冷的地区，冬天使用湿式除尘器容易冻结，所以需要采取防冻措施。不适于净化含僧水性和水硬性粉尘的气体，而且当气体中含遇水容易引起自燃或结垢的粉尘时也不宜使用。多数情况下需要安装除水器。能耗比较大。水源不足的地方使用比较困难。,各种除尘器的合理选用,选择除尘器时，需要全面考虑多方面因素，进行综合的环境经济评价。首先是要达到国家或地方规定的排放标准，在这个前提下，综合考虑下面的几个因素：效果好，无二次污染，成本低（即费用低），简便易行。选用的除尘器必须满足国家或地方规定的排放标准：排放标准包括以浓度控制为基础规定的排放标准，以及总量控制标准。排放标准受时间和空间的限制，锅炉或生产装置安装建立的时间不同，排放标准就不同；所在的功能区不同，排放标准的要求也不同。效果好要达到效果好，就需要选择性能符合要求、除尘效率高的除尘器这就需要考虑粉尘的物理性质、颗粒大小、颗粒分布、废气含尘量的初始浓度、废气的温度等方面的影响。,各种除尘器的合理选用,效果好粉尘的物理性质对除尘器性能的影响例如：黏性大的粉尘容易黏结在除尘器表面，因而不宜采用干法除尘；比电阻过大或过小的粉尘，不宜采用电除尘器；面对于纤维性或憎水性的粉尘，不宜采用湿法除尘来处理。粉尘粒径的影响不同除尘器对不同粒径粉尘的除尘效率是完全不同的，所以，选择除尘器时，必须先了解要捕集的粉尘的粒径分布，然后根据除尘器的除尘分级效率和除尘要求来选择适当的除尘器。气体含尘浓度的影响当含尘浓度高时，在静电除尘器或袋式除尘器前面，应设置低阻力的初净化设备，用以去除粗大的粉尘，从而可以更好地发挥其作用。例如：降低除尘器人口的含尘浓度，可以提高袋式除尘器的过滤速度，可以防止电除尘器产生电晕闭塞，面对湿式除尘器来说，可以减少泥浆处理量，节省投资，减少运转和维修工作量。通常，为减少喉管磨损，并防止喷嘴堵塞，对文丘里、喷淋塔等湿式除尘器来说，含尘浓度最好在10g/m3以下，袋式除尘器的含尘浓度最好在0.210gm3，而电除尘器的含尘浓度最好在30g/m3以下。气休温度也是选择除尘器时必须考虑的因素对于高温、高温气体不宜采用袋式除尘器。如果烟气中同时含有SO2、NOx等气态污染物，可以考虑采用湿式除尘器，但是必须注意腐蚀问题。,除尘器的合理选择,各种除尘器的合理选用,无二次污染除尘过程并不能消除颗粒污染物，只是把废气中的污染物转移为固体废物（如干法除尘）和水污染物（如湿法除尘造成的水污染），所以在选择除尘器时，必须同时考虑捕集粉尘的处理间题。有些工厂工艺本身设有泥浆废水处理系统，或果用水利输灰方式，在这种情况下，可以考虑果用湿法除尘，把除尘系统的泥浆和废水归入工艺系统。成本低（一次性投资和运行费用低）在达到环境标准的前提下，要考虑经济因素，即选择环境效果相同，而费用最低的除尘器。其它因素在选择除尘器时，还必须考虑设备的位置、可利用的空间、环境条件等因素。同时，设备的一次投资（设备、安装和工程等）以及操作和维修费用等经济因素也必须考虑。面且，还要做到操作简便，便于维护、管理。,除尘器的合理选择,粉尘净化技术新进展,目前，为了提高除尘装置的性能，所采用的除尘新技术大致分为以下3个方面：改进传统除尘器的结构，从面充分发挥其净化作用，如前面提到的新型旋风除尘器、长芒刺静电除尘器等；多机理复合除尘器，如惯性冲击静电除尘器、静电强化过滤除尘器等；新机理除尘技术，如磁力除尘、凝聚除尘等。复合式除尘器：复合式除尘技术是指将不同的除尘机理相联合，使它们共同作用，从而提高除尘效率。多数复合式除尘器都利用了静电力作用，这是因为：静电力直接作用于尘粒上，因而是节能的；静电力用于气体与粉尘的分离通常比其他力强，所以是有效的；它在技术上是可靠的，因为静电力的产生是通过尘粒荷电、外加电场实现的。,粉尘净化技术新进展,复合式除尘器：通常静电除尘器是顺流式的，即气流的运动方向与收尘极板的布置方向是平行的。所以，气流方向与荷电粒子的电驱进方向是堑直的，这使电场中的气流速度无法进一步（一般含尘气流速度小于2m/s)提高，否则会影响除尘效果。在静电除尘器中，使用收尘极板垂直于气流方向的新结构，可以综合空气动力捕获机理，从而使空气动力、颗粒惯性力和电场力的方向相同，也就相当于提高了粒于的驱进速度，因而提高了净化效果。这样，适当地提高流速，使惯性作用增强，有助于除尘效率的进一步提高。同时，这也意味着在处理相同烟气量时，减少了收尘而积，降低了设备投资,粉尘净化技术新进展,复合式除尘器：静电增强纤维过滤的一般形式是：含尘气流通过一预荷电区，尘粒带电，然后，荷电粒子随气流进入过滤段，在这里被纤维层收集。尘粒可以荷正电，也可以荷负电。纤维滤料可加电场，也可以不加电场。如果加电场，可以加与尘粒极性相同的电场，也可以加与尘粒极性相反的电场。试验表明，加相同极性的电场，效果会更好些。这是因为：极性相同场力与流向相反（排斥），尘粒不易透过纤维层部（效率提高），主要表现为表面过滤滤料内部较洁净，清灰容易，而且，由于排斥作用，沉积于滤料表而的粉尘层较疏松，过滤阻力减小，也会使清灰变得容易。,粉尘净化技术新进展,复合式除尘器：静电增强纤维过滤将显示许多优越的性能，主要对微细粉尘，特别是对于0.011m的气溶胶粒子，静电增强纤维过滤有极高的捕集效率，常常超过90%;由于静电作用，纤维表面沉积的粉尘层具有更蓬松的结构，过滤阻力也降低；与静电除尘器相比，静电增强纤维过滤器对粉尘比电阻有较宽的适应范围；与普通纤维过滤相比，由于滤速较高（气布比高），所以阻力降低，运行费用减少。,粉尘净化技术新进展,复合式除尘器：静电增强纤维过滤器和静电除尘器的区别在于：静电增强纤维过滤除尘的收尘间距是纤维间距，比静电除尘器要小23个数量级；静电除尘器只有带电粒于才能被捕集，而由于带电纤维使粒子产生极化现象，因此，即使不带电的粒子也能用静电增强纤维过滤器来捕集；与静电除尘器相比，静电增强纤维过滤器对粉尘比电阻的依赖性小得多。,静电强化技术在除尘中的应用非常广泛。几乎所有的洗涤器都可以采取静电强化技术，如荷电水雾洗涤器、静电增强文氏管洗涤器、静电填料洗涤器。其方法是：水滴荷电、尘粒荷电，加外电场。通常，产生荷电水雾是必需的；如果给粉尘荷电，应该使粉尘带和荷电水雾相反的异性电荷：而加外电场是为了加快含尘水滴向湿壁的沉降。,粉尘净化技术新进展,磁力除尘：磁力除尘方法已成功地应用于收集磁性粉尘，如钢铁冶炼中的烟气磁净化。磁力除尘对收集亚微米粒子的效率是极高的为了能够高效收集弱磁性尘粒磁力除尘机理研究，包括激磁电流和磁感应强度的关系、粒子在磁力作用下的运动等：磁场形成方式和导磁材料的选择；增强粒子磁性的方法，即粒子磁化方法的研究；运行参数的研究；在附着面上被收集粒子的清除和解磁方法的研究。,粉尘净化技术新进展,电凝聚除尘：目前，电凝并应