烟气除尘-湿式除尘的原理及操作（大气污染控制技术）

烟气除尘湿式除尘器学习要求熟悉并掌握湿式除尘器的除尘原理、主要的性能特点及使用条件；了解并熟悉常见湿式除尘器的除尘原理、工作过程、结构及性能特点等；掌握湿式除尘器的运行、维护及管理。能说出湿式除尘器的除尘原理、主要的性能特点及使用范围；能分析常见湿式除尘器的除尘原理、工作过程、结构和性能特点。本次课学习内容2．常见的湿式除尘器（3）自激喷雾除尘器（4）文丘里洗涤器（5）泡沫除尘器（6）填料洗涤除尘器（3）自激喷雾除尘器①冲击水浴除尘器

如下图所示：连续进气管的喷头掩埋在器内的水室里，含尘气流经喷头喷出，冲击水面，气流急剧改变方向；粒径较大的尘粒惯性速度大，与水碰撞而被捕集；粒径较小的尘粒随气流以细流的方式穿过水层，激发出大量泡沫和水花，进一步使尘粒被捕集，达到二次净化的目的。②自激式除尘器自激式除尘器由洗涤除尘室、排泥装置和水位控制系统组合而成。如右图所示。自激式除尘器入口风速一般取15~20m/s，进气室的下降流速3~4m/s，S通道内的气流速度18~35m/s.②自激式除尘器除尘效率可达95％，设备压力损失达1000~1600Pa，耗水量0.04L/m3。自激式除尘器结构紧凑，占地面积小，施工安装方便，负荷适应性好，耗水量少。缺点是价格较贵，压力损失大。（4）文丘里洗涤器文丘里洗涤器如图所示:水在喉管处注入并被高速气流雾化，尘粒与液滴之间相互碰撞使尘粒沉降。一般由文丘里管(简称文氏管)和脱水器两部分组成。（4）文丘里洗涤器主要部件结构：文氏管由收缩管、喉管和扩散管三部分组成。脱水器也叫除雾器，上端有排气管，用于排除净化后的气体；下端有排尘管接沉淀池，用于排除泥浆。（4）文丘里洗涤器文丘里洗涤器除尘效率主要影响因素：

尘粒与水滴的碰撞效率高低及水气比有关。尘粒与水滴的碰撞效率越高则效率越高。因此，提高喉部含尘气体的气流速度（工程上一般保证气速在50~80m/s），水的喷射速度应控制在6m/s。运行中药保持适当的水气比，以保证高的除尘效率。（4）文丘里洗涤器性能特点：

除尘效率高，结构简单，体积小，布置灵活，投资费用低，缺点是压力损失大。常用于高温烟气降温和除尘上。（5）泡沫除尘器泡沫除尘器又称泡沫塔洗涤器，简称泡沫塔。在泡沫设备中与气体相互作用的液体，呈运动着的泡沫状态，使气液之间有很大的接触面积，尽可能地增强气液两相的湍流程度，保证气液两相接触表面有效更新，达到高效净化气体中尘、烟、雾的目的。泡沫除尘器可分为溢流式和淋降式两种。（5）泡沫除尘器如图所示：圆筒形溢流式泡沫塔。有一块或几块多孔筛板，洗涤液流到塔板上，保持一定的液层高度，含尘气流从塔下部导入，均匀穿过塔板上的小孔而分散于液流中，同时产生大量泡沫，增加了气液两相接触表面积，使尘粒被液体捕集。（5）泡沫除尘器除尘效率主要取决于泡沫层厚度，泡沫层厚30毫米时,除尘效率为95~99％；泡沫层厚120毫米时，除尘效率可达99.5％以上。气流压力损失50~80毫米水柱。泡沫除尘器其他形式：（6）填料洗涤除尘器填料床洗涤除尘器，又称填料塔。经过喷淋液淋湿的填料层，有很大的湿润表面。含尘气流通过填料层时，尘粒撞上湿填料表面即被俘获而除去。它适用于易清洗、流动性好的粉尘，并有冷却气体和吸收气体中有害成分的作用。（6）填料洗涤除尘器填料床洗涤除尘器可除去粒径3微米以上的尘粒,除尘效率约为90％。气流压力损失15~50毫米水柱。填料床洗涤除尘器类型较多。下面重点介绍填料塔和湍球塔。（6）填料洗涤除尘器①填料塔根据洗涤液与含尘气体相互接触时的流动方向的不同，可分为错流、顺流和逆流式填料塔。右图为错流式填料塔。（6）填料洗涤除尘器填料塔常用的填料如图所示，材质通常为陶瓷、塑料和金属。填料层的断面气体流速一般为0.3~1.5m/s。（6）填料洗涤除尘器②湍球塔湍球塔是一种可浮动填料洗涤除尘器。它将流化床的原理应用到气液传质设备中，使填料处于流化状态，因而使过程得到强化。②湍球塔如图所示，塔内栅板上装有一定数量的球形填料。球形填料在一定气速下流态化，形成湍动旋转并相互碰撞。气体、液体在球形填料流态化带动下，也处于湍动状态。气、固、液三相湍动，因而能有效地把气体中的粉尘捕集下来。②湍球塔湍球塔所用的球形填料材质使用较多的是高密度聚乙烯球和聚丙烯球。湍球塔除尘效率较高，一般对于粒径为2μm细尘的除尘效率可达99％以上。烟气除尘湿式除尘器学习要求熟悉并掌握湿式除尘器的除尘原理、主要的性能特点及使用条件；了解并熟悉常见湿式除尘器的除尘原理、工作过程、结构及性能特点等；掌握湿式除尘器的运行、维护及管理。能说出湿式除尘器的除尘原理、主要的性能特点及使用范围；能分析常见湿式除尘器的除尘原理、工作过程、结构和性能特点。本次课学习内容1．湿式除尘器的除尘原理2．常见的湿式除尘器（1）重力喷雾洗涤器（2）旋风洗涤除尘器1．湿式除尘器的除尘原理

（1）

湿式除尘器的概念湿式除尘器是通过含尘气体与液滴或液膜的接触，利用水滴和颗粒的惯性及其他作用捕集颗粒或使粒径增大，使尘粒从气流中分离出来的设备，也叫洗涤式除尘器。(2)湿式除尘器的性能特点湿式除尘器优点：设备投资少，构造简单，净化效率高、运行安全的特点。尤其适宜净化高温、易燃、易爆及有害气体。湿式除尘器缺点：容易受酸碱性气体腐蚀，管道设备必须防腐；要消耗一定量的水，粉尘回收困难，污水和污泥要进行处理；使烟气抬升高度减小，冬季烟筒会产生冷凝水；在寒冷地区要考虑设备的防冻保温等。(3)湿式除尘器的使用范围湿式除尘器既能净化废气中的固体颗粒污染物，也能脱除气态污染物(气体吸收)，同时还能起到气体降温的作用。采用湿式除尘器可以有效去除0.1~20μm的液滴或固体颗粒，其压力损失在250~1500Pa(低能耗)和2500~9000Pa(高能耗)之间。一般情况下，除尘效率可达85%以上（4）湿式除尘器的除尘原理湿式除尘器的除尘原理：在除尘器内含尘气体与液体（一般为水）密切接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞及其他作用捕集颗粒，达到除尘的目的。

气体与水接触有如下过程：尘粒与预先分散的水膜或雾状液相接触；含尘气体冲击水层产生鼓泡形成细小水滴或水膜；较大的粒子在与水滴碰撞时被捕集，捕集效率取决于粒子的惯性及扩散程度。（4）湿式除尘器的除尘原理为了增加气液两相接触的机会，提高湿法除尘捕集效率，水或其他液体分散形式主要有：液滴（水雾）、液膜、液泡。（5）湿式除尘器的分类

根据除尘机理，分为重力喷雾洗涤器、旋风水膜除尘器、自激式喷雾洗涤器、泡沫洗涤器、填料床洗涤器、文丘里洗涤器及机械诱导喷雾洗涤器。根据气液分散的情况，分为液滴洗涤器，包括重力喷雾洗涤器、自激式喷雾洗涤器、文丘里洗涤器和机械诱导喷雾洗涤器；液膜洗涤器，包括填料床洗涤器、旋风水膜除尘器；泡沫洗涤器。2.常见的湿式除尘器（1）重力喷雾洗涤器重力喷雾洗涤器又称喷雾塔或洗涤塔，是湿式洗涤器中最简单的一种，如右图所示：

（1）重力喷雾洗涤器一般按照尘粒与水流流动方式的不同将重力喷雾洗涤器分为逆流式、并流式和横流式。通过喷雾洗涤器的水流速度与气流速度之比为0.015~0.075，气体人口速度范围一般为0.6~1.2m/s，耗水量为0.4~1.35L/m。（1）重力喷雾洗涤器喷雾洗涤器的压力损失较小，一般在250Pa以下。对于粒径10μm以下尘粒的捕集效率低，因而多用于净化大于50μm的尘粒。重力喷雾洗涤器性能特点：

结构简单、阻力小、操作方便等特点，经常与高效洗涤器联合使用捕集粒径较大的颗粒。但其耗水量大，设备庞大，占地面积大，除尘效率低。因此常被用于电除尘器入口前的烟气调质，以改善烟气的比电阻，也可用于处理含有害气体的烟气。（2）旋风洗涤除尘器旋风洗涤除尘器的除尘机理：在旋风洗涤除尘器中，含尘气体的螺旋运动产生的离心力将水滴甩向外壁形成壁流，减少了气流带水，增加了气流间的相对速度，不仅可以提高惯性碰撞效率，而且采用更细的喷雾，壁液还可以将离心力甩向外壁的粉尘立刻冲下，有效地防止了二次扬尘。（2）旋风洗涤除尘器

旋风洗涤除尘器含尘气体人口气速约为15~45m/s，气流压力损失约为500~750Pa，除尘效率一般可达90％~95％。旋风洗涤除尘器适用于净化大于5μm的粉尘。常用的旋风洗涤除尘器有立式旋风水膜除尘器、卧式旋风水膜除尘器和中心喷雾旋风除尘器。①立式旋风水膜除尘器立式旋风水膜除尘器除尘过程：立式旋风水膜除尘器的除尘过程是含尘气体从简体下部进风口沿切线方向进入后旋转上升，使尘粒受到离心力作用被抛向简体内壁，同时被沿简体内壁向下流动的水膜所黏附捕集，并从下部锥体排出除尘器。①立式旋风水膜除尘器立式旋风水膜除尘器是一种运行简单、维修管理简便、应用比较广泛的一种洗涤式除尘器，其构造如右图所示。①立式旋风水膜除尘器

立式旋风水膜除尘器的除尘效率影响因素：气体的入口速度、筒体直径等。

入口气速一般控制在15～22m/s。为减少尾气净化气体对液滴的夹带，净化气体出口气速应在10m/s以下。入口含尘浓度不宜过大，最大允许浓度为2g/m3。

若用于处理含尘浓度大的废气时，应设置预除尘装置。②卧式旋风水膜除尘器卧式旋风水膜如右图所示：除尘器是一种阻力不高而效率比较高的除尘器。其结构简单，操作维修方便，耗水量小，而且不易磨损，在机械、冶金等行业使用较多。③中心喷雾旋风除尘器如左图所示，含尘气流由除尘器下部以切线方向进入，水通过轴向安装的多头喷嘴喷入，尘粒在离心力的作用下被甩向器壁，水由喷雾多孔管喷出后形成水雾，利用水滴与尘粒的碰撞作用和器壁水膜对尘粒的黏附作用而除去尘粒。③中心喷雾旋风除尘器性能特点：结构简单，设备造价低，操作运行稳定可靠。由于塔内气流旋转运动的路程比喷雾塔长，尘粒与液滴之间相对运动速度大，因而使粉尘被捕集的概率大。中心喷雾旋风除尘器对粒径在0.5μm以下粉尘的捕集效率可达95%以上。

文丘里除尘器性能测定一、实验目的（1）认识文丘里除尘器结构形式，理解其除尘机理；（2）掌握文丘里除尘器主要性能指标测定方法；（3）了解湿法除尘器与干法除尘器性能测定中的不同实验方法；（4）了解对影响文丘里除尘器性能主要因素，并通过实验方案设计和实验结果分析，加强综合应用和创新能力的培养。二、实验原理和方法

当含尘气体由进气管进入收缩管，流速逐步增大，气流的压力逐步转变为动能，在喉管处气体流速达到最大。洗涤液通过喉管四周均匀布置的喷嘴进入，液滴被高速气流雾化和加速，充分雾化是实现高效除尘的基本条件。由于气流曳力，液滴在喉管部分被逐步加速，在液滴加速过程中，液滴与粒子间相对碰撞，实现微细粒子的捕集。在扩散段，气流速度减少和压力增加，使以颗粒为凝结核的凝聚速度加快，形成直径较大的含尘液滴，以便后面的捕滴器中捕集下来，达到收尘目的。实验仪器（1）干湿球温度计1支（2）标准风速测定仪1台（3）空盒式气压表1个（4）秒表1个（5）钢卷尺1个（6）光电分析天平（分度值1/1000g）1台（7）倾斜式微压计3台（8）托盘天平（分度值为1g）1台（9）毕托管2支(10)干燥器2个（11）烟尘采样管2支（12）鼓风干燥箱1台（13）烟尘测试仪2台（14）超细玻璃纤维无胶滤筒20个三、实验装置和仪器四、实验方法和步骤1、实验准备工作测量记录室内空气的干球温度(即除尘系统中气体的温度)、湿球温度及相对湿度；测量记录当地大气压力；测量记录除尘器进出口测定断面直径和断面面积，确定测定断面分环数和测点数，求出各测点距管道内壁的距离，并用胶布标志在皮托管和采样管上。2、实验步骤（1）将文丘里除尘器进、出口断面的静压测孔与倾斜微压计连接，做好各断面气体静压的测定准备。（2）启动风机，调整风机入口阀门，使之达到实验要求的气体流量，并固定阀门。（3）在除尘器进、出口测定断面同时测量记录各测点的气流动压，然后关闭风机。（4）计算并记录各测点气流速度、各断面平均气流速度、除尘器处理气体流量(Qs)。（5）用托盘天平称好一定量尘样(S)，作好发尘准备。（6）调节文丘里洗涤除尘器供水系统，保证实验系统在液气比L=0.7~1.0L/m3范围内稳定运行。四、实验方法和步骤（7）启动风机和发尘装置，调整好发生浓度()，使实验系统运行达到稳定。（8）文丘里除尘器性能的测定和计算：在固定文丘里除尘器实验系统进口发尘浓度和液气比L条件下，观察除尘系统中的含尘气流的变化情况；测定和计算文丘里除尘器压力损失ΔP、供水量QL、供水压力ΔPL和除尘效率（η）。（9）在文丘里除尘器实验系统进口发尘浓度和液体量QL都不变的条件下，改变入口气体流量，稳定运行后，按上述方法，测取共5组数据。（10）保持系统风量不变，尽可能保持进口粉尘浓度不变，测定文丘里除尘器在各种液气比工况下的性能。测取5组数据。（11）停止发尘，关闭水泵，再关闭风机。四、实验方法和步骤五、实验数据记录与处理按表1记录和整理数据。表1文丘里除尘器性能测定结果记录表实验日期

实验人员

当地大气压力P/kPa烟气干球温度/℃烟气湿球温度/℃烟气相对湿度￠/%除尘器管道横断面积A/m2喉口面积AT/m2五、实验数据记录与处理五、实验数据记录与处理五、实验数据记录与处理五、实验数据记录与处理3、压力损失、除尘效率、动力耗能和喉口速度的关系（固定QL，改变气体流量情况）整理不同喉口速度（VT）下的ΔP、η和E资料，绘制VF－ΔP、VF－η和VF－E实验性能曲线，分析喉口速度对文丘里除尘器压力损失、除尘效率和动力耗能的影响。4、压力损失、除尘效率、动力耗能和液气比的关系（固定QS，改变气液体流量QL情况）整理不同液气比L下的ΔP、η和E资料，绘制L－ΔP、L－η和L－E实验性能曲线，分析液气比L对文丘里除尘器压力损失、除尘效率和动力耗能的影响。烟气除尘湿式除尘器学习要求熟悉并掌握湿式除尘器的除尘原理、主要的性能特点及使用条件；了解并熟悉常见湿式除尘器的除尘原理、工作过程、结构及性能特点等；掌握湿式除尘器的运行、维护及管理。能说出湿式除尘器的除尘原理、主要的性能特点及使用范围；能分析常见湿式除尘器的除尘原理、工作过程、结构和性能特点。本次课学习内容1．湿式除尘器的运行与维护管理2．湿式除尘应用案例案例一：文丘里除尘器用于热电厂锅炉烟气除尘案例二：黄铁矿烧渣回转窑氯化焙烧烟气湿法除尘1．湿式除尘器的运行与维护管理（1）湿式除尘设备的运行

1)启动前的检查①引风机、排灰系统的电动机和其他所有转动部分的润滑冷却情况。②除尘器本体及烟道连接的引风机、调节阀门或挡板、排灰装置及人孔、手孔等的气密性是否良好。③对于水浴式与水膜式除尘器，要保证液位控制系统的准确。④对于喷淋洗涤器，要求喷淋均匀无死角，液滴细密，耗水量少。⑤文丘里洗涤器雾化后的液滴要保证布满整个喉管截面。⑥在运行中应十分注意烟气离开冷却装置的温度，先供给洗涤水，然后通入烟气开始运转。1．湿式除尘器的运行与维护管理2)风量调整由于启动时的烟气密度较大，为使引风机不超载，应先关小挡板的开度再启动，然后逐渐开大到设计额定风量。1．湿式除尘器的运行与维护管理（2）维护管理1）定期清除设备内的淤积物、黏附物；2）定期检查文氏管、自激式除尘器的喉部磨损、腐蚀情况，对磨损、腐蚀严重的部位进行修补或更换；3）定期对喷嘴进行检查和清洗，及时更换磨损严重的喷嘴；4）运行中应经常注意观察烟色、烟气的压力损失、集尘量、进出口烟气的温度、一切用水设备的耗水量、水压、水温和废水的pH值；1．湿式除尘器的运行与维护管理（2）维护管理5）控制合适的液气比，对供水系统的稳压装置，必须经常注意检查。6）除尘、冲灰水系统要分开，避免互相干扰、互相影响；7）及时排查消除漏风现象。

2．湿式除尘应用案例案例一：文丘里除尘器用于热电厂锅炉烟气除尘（1）烟气特性

蒸汽锅炉的型号：SG-400-2型中间再热超高压自然循环煤粉炉。锅炉每小时产汽量400t。设计煤种飞灰的真密度为2.1g/cm3。锅炉在额定负荷下，进入除尘器烟气的特性如表1所示.案例一：文丘里除尘器用于热电厂锅炉烟气除尘（1）烟气特性案例一：文丘里除尘器用于热电厂锅炉烟气除尘（2）工艺流程

锅炉烟气经换热降温至170℃以下，烟气进入文丘里除尘器。除尘后的气体通过120m高的烟囱，排入大气。案例一：文丘里除尘器用于热电厂锅炉烟气除尘（3）主要技术性能

①除尘效率与出口含尘浓度在该除尘器上进行低压雾化喷嘴与高压雾化喷嘴的性能对比试验，证实采用高压喷嘴除尘效率可达98%左右，相应的飞灰排放浓度比采用低压喷嘴可下降一倍左右，如表2所示。案例一：文丘里除尘器用于热电厂锅炉烟气除尘①除尘效率与出口含尘浓度案例一：文丘里除尘器用于热电厂锅炉烟气除尘②文氏管供水的影响

当除尘设备运行状态良好时，漏风率小于3%，单位水耗在0.17kg/m3左右，设备进入高效区（η=95%～96%）；

当设备运行状态较差时，漏风率高于10%，单位水耗保持在设计值（0.17kg/m3），除尘效率仅为92.5%。单位水耗大于0.194kg/m3时，设备进入高效区（η=95%～96%）。案例一：文丘里除尘器用于热电厂锅炉烟气除尘③捕滴器水耗的影响在维持文氏管水耗不变时，将捕滴器单位水耗从0.0484kg/m3提高到0.131kg/m3，除尘效率可从92.5%提高到96.8%。但水耗加大会使除尘器烟气带水现象加剧。

案例一：文丘里除尘器用于热电厂锅炉烟气除尘在设备完好的情况下，该工艺除尘器的压力损失为1500～1800Pa；但除尘器严重漏风时的压力损失高达2400～2600Pa.案例一：文丘里除尘器用于热电厂锅炉烟气除尘（4）运行中容易出现的问题该除尘器运行中由于捕滴器入口流速较高，它采用轴向引出方式，故除尘器的压力损失较大，风机能耗增加。

为了降低除尘器压力损失，可以在除尘器出口装设旋流器。案例一：文丘里除尘器用于热电厂锅炉烟气除尘（5）运转维护要点

①建立定期清洗除尘水的砾石过滤系统和环形喷嘴的制度；每根供水管上的压力表均需定期校验，保证压力指示数据正确可信。②应注意使喷嘴供水管分配合理，避免由于多层喷嘴供水方式中出现的喷嘴水量不均匀造成的水膜不连续，喉管底部缺水导致积灰的现象。案例一：文丘里除尘器用于热电厂锅炉烟气除尘（5）运转维护要点③每次检修更换喷嘴时，都要进行封喉效果的冷态测试，保证喷嘴正确到位，封喉良好；对检修后的捕滴器，也要进行环形喷嘴静态喷水的验收保证。④捕滴器环形喷嘴供水压力不大于0.02MPa；定期检查捕滴器入口蜗壳、排灰口等易磨损腐蚀的部位，及时修补堵漏，保证捕滴器良好的工作状态，避免烟气带水。案例一：文丘里除尘器用于热电