工业除尘器检测鉴定需了解的除尘工艺

近年来，接连发生几起除尘器垮塌或者掉斗的安全事故，除尘器结构安全备受关注，我单位先后承担了9.22事故、2.15事故调查技术分析，又做了百余台除尘器结构的可靠性鉴定，对除尘器结构检测鉴定技术有着丰富的研究和经验。然而，除尘器家族成员繁多，每类除尘器适用于不同行业、不同工艺、不同除尘等级。不同类型的除尘器有着不同的设计理念、工作原理和关键部件，对工艺特点的理解能帮助检测人员在诊断损坏或性能退化时，更准确地判断是设计问题、材料疲劳、操作不当还是维护不足等原因导致的。因此，对于除尘器结构检测鉴定这项结构方向的工作，了解除尘器工艺特点可以指导检测人员给出更具针对性的检测鉴定和加固方案，而不是采取“一刀切”的通用解决方案。本文将对工业常用除尘器的原理、使用条件等进行简要介绍。一、工业除尘器的种类除尘器的工作原理都是以作用力为理论基础，根据力的性质不同，设计出不同的除尘器，除尘工程中常用的除尘器分为四大类，这些除尘器都是依靠各种力从气体中分离和过滤粉尘粒子的；从是否直接过滤分离或需要介质混合后分离可分为干式除尘器和湿式除尘器两大类。1.1干式除尘器干式除尘器是指通过物理或化学的方法将固体颗粒从气体中分离出来的设备。优点：使用范围广，大多数除尘对象都可以使用干式除尘器，特别是对于大型集中除尘系统而言；粉尘排出的状态为干粉状，有利于集中处理和综合利用。缺点：不能去除气体中的有毒、有害成分；处理不当时容易造成二次扬尘。主要包括以下几种：（1）机械除尘器利用重力、离心力等机械作用将粉尘从气体中分离出来。常见的机械除尘器有重力除尘器、惯性除尘器和旋风除尘器等。①重力除尘器除尘原理是突然降低气流流速和改变流向，较大颗粒的灰尘在重力和惯性力作用下，与气分离，沉降到除尘器锥底部分，属于粗除尘。动图1

重力除尘器②惯性除尘器，在相同的作用力下，惯性小的物体比惯性大的物体容易改变运动状态，即得到的加速度比较大，利用这一原理，使含尘气体与挡板撞击或者急剧改变气流方向，利用惯性力分离并捕集粉尘。惯性除尘器分为碰撞式和回转式两种。动图2碰撞式惯性除尘器动图3反转式惯性除尘器-弯管型动图4反转式惯性除尘器动图5百叶沉降式惯性除尘器③旋风除尘器。旋风除尘器利用的是离心力，气体绕圆心做旋转运动，在此过程中，对于质量大的、旋转速度快的物质获得的离心力也大，从而在绕圆心转动过程中，颗粒被分离至外围，从而筛分出来。动图6旋风分离器（2）静电除尘器电除尘器分离粉尘靠的是静电力，即库仑力。除尘过程分为4个阶段。🔷气体电离

在电晕极与集尘极之间施加直流高电压（40~70kV），使放电极发生电晕放电，气体电离、生成大量的自由电子和正离子。🔷粉尘荷电

气流通过电场空间时，自由电子、负离子与粉尘碰撞并附着其上，便实现了粉尘的荷电。🔷粉尘沉降

荷电粉尘在电场中受静电力的作用被驱往集尘极，经过一定时间后达到集尘极表面，放出所带电荷而沉积其上。🔷清灰

集尘极表面上的粉尘沉积到一定厚度后、用机械振打等方法将其清除掉，使之落人下部灰斗中。放电极也会附着少量粉尘，也需进行定时清灰。为保证电除尘器在高效率下运行，必须使上述4个过程进行得十分有效。静电除尘器具有除尘效率高、适用于高温高压场合等特点，但在设备制造和维护方面需要较高的技术要求。动图7单管电除尘器（3）袋式除尘器袋式除尘器的过滤机理是一个综合效应的结果。粉尘一般由超细微粒到粗粒的各粒径按一定分散度曲线分布。虽然滤布纤维间的孔隙也许大于100μm以上，但织物过滤却能捕集微米粒子，过滤机理各种效应是重力、筛滤、惯性碰撞、钩附效应和扩散与静电吸引。当含尘气流流经滤布时，比滤布空隙大的微粒，由于重力作用沉降了或因惯性作用被纤维挡住了，比滤布空隙小的微粒和滤布的纤维发生碰撞后或经过时被纤维钩附在滤袋表面（即钩附效应）。较小的粒子，因分子间的布朗运动留在滤布的表面和空隙中，最微小的粒子则可能随气流一起流经滤布跑掉。动图8逆气流吹风清灰袋式除尘器1.2湿式除尘器的工作原理含尘气流进入湿式除尘器，然后与在除尘器内喷射出的水雾互相接触。这个过程中，气体中的颗粒物被捕获在水雾中，形成尘水混合物。在重力的作用下，这种混合物会向除尘器底部沉积，从而实现尘埃的去除。湿式除尘器在处理含油尘或易粘附的粉尘时，其效果优于干式除尘器。通常有以下几种湿式除尘器：（1）喷淋塔洗涤器通过喷淋水或其他液体洗涤气体中的粉尘，然后通过重力作用将废水和废渣分离。洗涤塔适用于处理较大颗粒的粉尘，但需要消耗大量的水。动图9喷淋塔洗涤器（2）文丘里洗涤器利用文丘里效应将气体和液体混合，使粉尘在高速气流中与液体充分接触，从而达到除尘效果。文丘里洗涤器具有较高的除尘效率，但需要消耗较大的能量。动图10文丘里除尘器（3）冲击式除尘器冲击式除尘器是根据尘埃颗粒在气流中由于惯性的作用可以离开气流影响的原理来工作的。当含尘气流以一定速度通过冲击式除尘器时，尘埃颗粒由于惯性作用冲向设备内壁，从而被分离出来。动图11冲击式除尘器（4）水膜除尘器水膜除尘器是通过产生一个液体（通常是水）膜，当含尘气体通过水膜时，尘埃颗粒被液膜吸附并带走，从而实现除尘。这样的设计可以减少尘埃颗粒在设备内的沉积，降低设备的清洁、维护和修理成本。动图12水膜除尘器（5）泡沫除尘器通过向气体中喷洒泡沫洗涤剂，使粉尘与泡沫洗涤剂充分接触并沉降下来。泡沫洗涤器适用于处理较小颗粒的粉尘，且需要定期清理沉淀物。动图13泡沫除尘器二、除尘器的适用范围根据各类除尘器的适用特点，总结得出它们主要适用场景如下：🔷机械除尘器：通常适用于粉尘颗粒较大且浓度较低的场合，如木材加工、粮食加工等。🔷湿式除尘器：适用于含湿性粉尘、强腐蚀性粉尘、可燃粉尘等场合，如化工厂、有色金属冶炼等。🔷布袋除尘器：广泛应用于工业领域，适用于处理粉尘颗粒较细、浓度较高的场合，如水泥厂、钢铁厂、矿山企业等。🔷电除尘器：适用于锅炉燃煤排烟处理、冶金企业高炉、转炉、电炉等产生大量烟尘的环节。在电力行业，电除尘器、布袋除尘器在燃煤发电厂的锅炉排烟系统、煤矿破碎、筛分、输送等环节使用。水洗除尘器在煤烟气净化环节，用于去除烟气中的油脂、油烟等。在冶金行业，电除尘器和布袋除尘器在炼铁炼钢企业的高炉、转炉、电炉等产生大量烟尘的环节及铁矿石破碎、筛分等环节，电除尘器通常用于处理烟气。湿式除尘器用于冶金酸洗工艺中产生的腐蚀性烟气及含有可燃、爆炸性粉尘的烟气处理。在炼钢、炼铁、炼铜等对空气中微量有害物质有去除需求的工艺过程中也会使用。水洗除尘器在铸造行业的砂型铸造环节，用于去除由于摩擦产生的尘埃。电除尘器在处理尘埃颗粒（如煤尘和矿尘）的能力上表现优异，布袋除尘器具有高效的除尘效果，能处理较大风量的尘气，满足了冶金、电力等行业对较高处理量和准确性的需求。这两种除尘器是冶金和电力行业使用最多的除尘器。表1干、湿式除尘器表2各类除尘器三、总结笔者一直坚持“预先治理必先知其原理”的原则去认真做好每一项技术服务工作。在进行工业建构筑物检测鉴定时，需首先掌握其工艺特点和日常运转原理，将有助于我们全面、准确地了解在使用中