【文章內(nèi)容簡介】 ）洗滌器，高梯度磁分離器，荷電袋式過濾器、荷電液滴洗滌器等。 除塵方法也可根據(jù)干式除塵和濕式除塵分類，在水泥行業(yè)中干式除塵包括有：旋風(fēng)除揚(yáng)州大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 塵器、電除塵器、袋式除塵器等，而濕式除塵包括 有：各類型噴霧塔、文丘里洗滌器、旋風(fēng)洗滌器等。 （ 1） 旋風(fēng)除塵器 旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)的含塵氣體所產(chǎn)生的離心力，將粉塵從氣流中分離出來的一種干式氣 — 固分離裝置。當(dāng)含塵氣流由進(jìn)氣管進(jìn)入旋風(fēng)除塵器時(shí)，氣流將 由直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)閳A周運(yùn)動(dòng)。密度大于氣體的塵粒與器壁接觸便失去慣性力而沿壁面下落，進(jìn)入排灰管。旋轉(zhuǎn)下降的外旋氣流在到達(dá)錐體時(shí)，因圓錐形的收縮而向除塵器中心靠攏。當(dāng)氣流到達(dá)錐體下端某一位置時(shí)，即以同樣的旋轉(zhuǎn)方向從旋風(fēng)除塵器中部，由下而上繼續(xù)做螺旋形流動(dòng)。最后凈化氣經(jīng)排氣管排出器外。一部分未被捕集的塵粒也由此逃失 。 圖 12 旋風(fēng)除塵器的構(gòu)造 旋風(fēng)除塵器優(yōu)點(diǎn)： ① 簡易的設(shè)備結(jié)構(gòu)、投資低，對(duì)大于 10μ m 的粉塵有較高去除效率，對(duì) 5~10μ m也有不錯(cuò)的去除效率； ② 無需任何傳動(dòng)裝置，維護(hù)、修理方便； ③ 能用于溫度較高的含塵煙氣的凈化，即使一般碳鋼制造的除塵器可在 350℃條件下工作，如果內(nèi)壁設(shè)置耐火材料，除塵器也可以在 500℃條件下工作； ④ 良好的耐壓能力； ⑤ 干法濕法清灰皆可，干法清灰過程可以回收有用粉塵； 1內(nèi)圓筒 2外圓筒 3圓錐筒 4排灰閥 5貯灰箱 6測壓口 揚(yáng)州大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 ⑥ 除塵器設(shè)置耐磨、耐腐蝕內(nèi)襯后，能夠用來凈化含高腐蝕性粉塵的煙氣。 旋風(fēng)除塵器缺點(diǎn)： ① 旋風(fēng)除塵器的設(shè)備壓力損失比較大，可達(dá) 1200~1500Pa，對(duì) 5μ m以下顆粒去除效率非常低。 ② 旋風(fēng)除塵器除塵效率與筒體直徑負(fù)相關(guān)，因而除塵器的處理風(fēng)量受到限制。處理風(fēng)量過大時(shí)，必須要使用多個(gè)旋風(fēng)除塵器并聯(lián)，如若設(shè)置不當(dāng)，其除塵性能可能不能滿足要求。 正因?yàn)樾L(fēng)除塵器的以上特點(diǎn)，在水泥工業(yè)中一般將其作為電除塵或袋式除塵的預(yù)處理裝置，用以去除粒徑較大的粉塵，相比而言其對(duì)粒徑較大的粉塵地去除率遠(yuǎn)高于其他類型機(jī)械除塵器。 （ 2） 電除塵器 電除塵器又稱電收塵器，因其工作在電壓較高（以 kV 計(jì)）電流較?。ㄒ?mA 計(jì)）狀態(tài)下，屬于物理學(xué)的靜電范疇內(nèi)，也稱靜電除塵器。 電除塵 的功能是從工業(yè)廢氣中收集煙（粉）塵污染物?；驹硎请姇灧烹姟Ｋ陉帢O (與高壓直流電源相連 )與陽極 (接地 )之間施加直流高壓，使陰極發(fā)生電暈放電，使氣體電離，生成大量的自由電子和正負(fù)離子，在陰極附近的所謂電暈區(qū)內(nèi)正離子迅速被陰極吸引過去而失去電荷。自由電子和負(fù)離子則因受電場力的驅(qū)使向陽極 (正極 )移動(dòng)，并充滿到兩極間的絕大部分空間。含塵氣流通過電場空間時(shí)，自由電子、負(fù)離子與粉塵碰撞并附著在粉塵上，使其帶電，最終被電暈極吸引，從而實(shí)現(xiàn)粉塵的收集。 產(chǎn)生電暈放電的基本條件是： ① 兩個(gè)對(duì)置電極，即電暈極（陰極或負(fù)極） 和收塵極（陽極或正極）； ② 施加電壓后兩極之間形成高壓靜電場，而這個(gè)電場是非均勻電場； ③ 必須通過高壓脈動(dòng)直流負(fù)極性電源供電。 電除塵收集塵粒主要靠電力（庫侖力），其次是擴(kuò)散附著力、慣性力和重力等。其過程由三個(gè)基本階段組成：煙（粉）塵粒子荷電；荷電粒子驅(qū)進(jìn)而沉積，即收塵；清除電極上的積塵，即振打清灰。 在電除塵器的高壓電場內(nèi)，懸浮于煙氣流中的塵粒受到發(fā)射離子的作用而帶電，這種揚(yáng)州大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 荷電塵粒受到帶有不同極性的電極表面的吸引而被吸附。被吸附在電極表面上的塵粒通過周期性或連續(xù)性地振打或沖刷從金屬表面上脫落，同時(shí)在重力的作用 下落入灰斗。 同其他類別除塵器相比較，唯有電除塵器才能將電的作用力直接施加在煙氣中的塵粒上，并使塵粒從煙氣中分離而捕集，中間無能量轉(zhuǎn)換，故耗電量、壓力降也最低，這就是電除塵獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 電除塵器主要優(yōu)點(diǎn)： 1) 適合處理大氣量的含塵氣體，數(shù)百萬立方米含塵氣體也能達(dá)到良好的處理效果； 2) 壓力損失小，大約 100~300Pa，耗電量僅為 ~ h（每小時(shí)處理 1000m3 含塵氣體計(jì)）； 3) 對(duì)于細(xì)微粉塵除塵效率比較高，可以去除的粒子粒徑范圍較廣，對(duì)于粒徑≤ m 的粉塵粒子仍然能夠達(dá)到較高的除塵效率； 4) 維護(hù)運(yùn)行 管理費(fèi)用少，除塵器內(nèi)部組件磨損較少。 5) 自動(dòng)化程度 較高 ， 可以遠(yuǎn)距離操作 。 電除塵器主要缺點(diǎn)： 1) 收塵效率受粉塵的電阻率影響較大，適應(yīng)性不高，對(duì)于組件制造的質(zhì)量、安裝精度和操作水平要求都非常高等； 2) 電除塵器建設(shè)投資費(fèi)用都很高，鋼材消耗量較大。據(jù)估計(jì)，平均每平方米收塵面積所需要的鋼材可達(dá)到 ； 3) 電除塵器的除塵效率會(huì)受粉塵物理性質(zhì)的嚴(yán)重影響，尤其是粉塵的比電阻影響最為突出。電除塵器最適宜去除比電阻為 104～ 1011Ω cm 的粉塵粒子。而若凈化小于 104Ω cm 或大于 1011Ω cm 比電阻的粉塵粒子， 除塵效率會(huì)變的很低； 4) 外部需要高壓變電及電流調(diào)整設(shè)備。 （ 3） 袋式除塵器 過濾式除塵器，又稱空氣過濾器，是使含塵氣流通過過濾材料從而將粉塵分離捕集的裝置，采用濾紙或玻璃纖維等填充層作濾料的空氣過濾器。其除塵效率一般可達(dá) 99%以上，若設(shè)計(jì)運(yùn)行合理去除效率可達(dá)到 %以上。 袋式除塵器的過濾機(jī)理是 幾種作用結(jié)合的 結(jié)果，如重力、慣性力、碰撞、靜電吸附、篩濾作用等。當(dāng)含煙塵、粉塵氣體經(jīng) 過 進(jìn)氣口進(jìn)入除塵器，較大的粉塵顆粒因截面積的增揚(yáng)州大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 大，風(fēng)速 降低從而 直接沉降；較小的煙塵、粉塵顆粒被濾袋阻留在濾袋表面 ，通過清灰徹底去除 。 而 經(jīng) 過濾袋的凈化氣體， 通過 出氣口， 有 風(fēng)機(jī) 引 出 。 圖 13 袋式除塵器 袋式除塵器因其特殊的過濾除塵機(jī)理，比其他高效除塵器具有更高的除塵效率和對(duì)細(xì)顆粒物更好的捕集效果。此外，袋式除塵器對(duì)多污染物有協(xié)同控制功能，也因此越來越受到水泥企業(yè)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)者們的關(guān)注，獲得廣泛的應(yīng)用。 另一方面隨著袋式除塵技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是布袋材料的多樣化，袋式除塵器對(duì)于煙氣的高溫、高濕、高粉塵濃度以及吸濕性粉塵、磨琢性粉塵、易燃易爆粉塵有更強(qiáng)的適應(yīng)性，并在清灰、過濾效率、能耗、故障維修等應(yīng)用方面達(dá)到更高的水平。經(jīng)處理的含塵氣體 的顆粒物排放濃度可連續(xù)穩(wěn)定于 20mg/m3 甚至 10mg/m3 以下。加之國家加大節(jié)能減排力度和增加環(huán)境保護(hù)投入的背景，我國的袋式除塵器在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用呈現(xiàn)出持續(xù)穩(wěn)步的增長態(tài)勢，在水泥工業(yè)中也得到進(jìn)一步廣泛的應(yīng)用。 袋式除塵器主要優(yōu)點(diǎn)： 1) 除塵效率 較 高， 尤其 是對(duì)微細(xì)粉塵有較高 去除 效率，一般可達(dá) 99%以上 ； 2) 對(duì) 不同性質(zhì)的粉塵 具有良好的適應(yīng)性 。例如對(duì)于高比電阻粉塵，采用袋式除塵器 除塵性能要 比電除塵器 好的多 。 另外， 入口含塵濃度在 較大 范圍內(nèi) 進(jìn)行 變化時(shí)，對(duì) 袋式 除塵器效率和阻力的影響都 不大； 隨著過濾的 過程的 不斷進(jìn)行，濾袋表面的煙 塵、粉塵越積越多， 形成粉塵初層提高對(duì)細(xì)顆粒粉塵的去除率，同時(shí) 濾袋阻力不斷升高，當(dāng)設(shè)備阻力達(dá)到一定的限值時(shí)，濾袋表面積聚的煙塵、粉塵必須 及時(shí)清除； 通過 外力（主要是脈沖壓縮氣體、反吹風(fēng)氣體、機(jī)械振打等）的作用， 周期性振動(dòng)和反吹濾袋，將附著在濾袋表面的煙塵、粉塵清除 ，落入灰斗 ，使濾袋再生，實(shí)現(xiàn)連續(xù)過濾，以保證設(shè)備連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行 ，實(shí)現(xiàn)除塵目的 。 揚(yáng)州大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 3) 應(yīng)用 靈活 方便 ，處理風(fēng)量 小到 每小 時(shí)數(shù)百立方米 大到 到每小時(shí)數(shù)十萬立方米。 也 可以制作成直接 安裝 于室內(nèi)、機(jī)床附近的小型機(jī)組，也可制作成大型的除塵器室，即所謂的“袋房” ； 4) 結(jié)構(gòu)簡單，可以 根據(jù)實(shí)際情況 采用簡單的所謂“土布袋除塵器”，在條件允許時(shí)也可采用效率更高的脈沖噴吹袋式除塵器 和反吹風(fēng) 袋式除塵器 ； 5) 運(yùn)行 穩(wěn)定，便于回收 有用粉塵 ， 不存在 污泥處理、腐蝕等問題，維護(hù) 也較為 簡單。 袋式除塵器的主要缺點(diǎn)： 1) 袋式除塵器的應(yīng)用范圍受限于濾料的耐溫、耐腐蝕性等性能，特別是在耐高溫方面，目前常用的濾料僅適用于 120～ 130℃，而玻璃纖維等濾料可耐 250℃左右，但 若煙氣溫度更高，則必須要采用成本較高的特殊濾料，或者要進(jìn)行煙氣降溫。這會(huì)使除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，運(yùn)行復(fù)雜，大幅度提高了造價(jià)； 2) 袋式除塵器不宜用于粘性強(qiáng)及吸濕性強(qiáng)的粉塵，特別是煙氣溫度也不能低于露點(diǎn)溫度，否則會(huì)產(chǎn)生結(jié)露，致使濾袋堵塞，甚至損毀濾袋； 3) 處理風(fēng)量過大，袋式除塵器占地面積隨之變大，土地投資增大。傳統(tǒng)袋式除塵器一些缺點(diǎn)已隨著技術(shù)的改進(jìn)得到一定程度上的解決。 （ 4） 濕式除塵器 濕式除塵器是使含塵氣體與液體（一般為水）密切接觸，利用水滴和顆粒的慣性碰撞及其他作用的綜合作用達(dá)到捕集顆粒，或使顆粒增大的裝置。濕式除塵器 可以有效地將直徑為 ~20μ m的液態(tài)或固態(tài)粒子從氣流中去除，同時(shí)，對(duì)氣態(tài)污染物也有去除作用。 濕式除塵器的除塵過程是基于含塵氣流與某種液體（通常是水）接觸，借助于慣性碰撞、擴(kuò)散等機(jī)理，將粉塵予以捕集。在濕式除塵器中，水與含塵氣流接觸主要有 3 種方式： ① 采用機(jī)械噴霧或其他方式使水形成大小不同的水滴，分散于氣流中成為捕塵體來捕集塵粒，例如噴淋塔、文氏管除塵器等。 ② 在捕塵表面構(gòu)成水膜，氣流中的粉塵由于慣性、離心力等作用撞擊到水膜中而被分離去除，例如旋風(fēng)水膜除塵器、填充式洗滌器等。 ③ 含塵氣流穿過水層，根據(jù)氣 流的速度，水的表面張力等因素的不同，產(chǎn)生不同大小的氣泡，由于慣性、重力和擴(kuò)散等機(jī)理的作用，粉塵在氣泡中的沉降。例如泡沫除塵器、揚(yáng)州大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 沖擊式除塵器。 在實(shí)際的濕式除塵器中，含塵氣流與水的接觸可能兼有以上兩種甚至三種接觸形式。 根據(jù)濕式除塵器的除塵原理可知，濕式除塵器的除塵效率取決于含塵氣流與水的接觸程度，含塵氣流與水的接觸愈好，其除塵效率愈高，隨之帶來的負(fù)面結(jié)果是其處理后的煙氣含水愈越多，煙氣溫度降低越大。 與其他除塵器相比，濕式除塵器較具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1) 在耗能 相同 的 條件下 ，濕式除塵器的除塵 性能 要 優(yōu)于 干式 除塵器 ， 高 效 濕式洗滌器對(duì)于 m以下 粉塵 的 除塵效率 也較高 ； 2) 濕式除塵器適用于處理高溫、高濕 含塵氣體 以及粘性 較大 的粉塵。在這些情況下 ， 干式除塵器往往 有各自的局限性 ； 3) 大部分 氣體 污染物 可以 通過濕式除塵器去除，區(qū)別只是吸收液的不同 ，因此在這些情況下濕式除塵器可以 兼有 除塵和凈化有害氣體 的功能 。為更有效地凈化有害氣體，可以根據(jù)有害氣體的性質(zhì)選用其他 吸收效果好的液體 （液體例如化學(xué)溶劑）代替水； 4) 濕式除塵器結(jié)構(gòu)簡單， 設(shè)備 投資低，占地面積少； 5) 濕式除塵器安全性 能良好 ， 但氣體中含 可燃性粉塵 同時(shí)具備一定燃燒條件時(shí)，使用濕式除塵器 可 有效地防止 粉塵 燃燒、爆炸， 有些情況下 對(duì)特殊粉塵要注意工作液體的成分，如氧化鎂粉塵不能與酸性溶液接觸，以免產(chǎn)生氫氣發(fā)生爆炸事故。 濕式除塵器的缺點(diǎn)主要有： 1) 濕式除塵器 需要 進(jìn)行處理 排出的含塵液體，即需要污水處理設(shè)施 ，否則會(huì) 產(chǎn)生 二次污染； 2) 當(dāng) 處理 腐蝕性氣體時(shí)， 其 化學(xué)腐蝕性轉(zhuǎn)移到 液體中 ， 容易造成設(shè)備管道的腐蝕，必須做好防腐措施。 3) 對(duì)于憎水性與疏水性的粉塵濕式除塵器并不使用 ； 4) 經(jīng)過濕式除塵器溫度被降低，因此排放的時(shí)候若要滿足一定的煙氣抬升高度，不得不消耗能量提高溫度，為防止出現(xiàn)白煙需設(shè)置除霧器。 5) 在寒冷地區(qū)使用濕式除 塵器 要設(shè)置保溫措施，防止低溫?fù)p壞設(shè)備及管道 。 由于濕式除塵器對(duì)細(xì)粉塵具有較高的除塵效率，且對(duì)高溫氣體 也具有良好 的降溫， 正因此被 廣泛用于高溫氣體的 凈化。 揚(yáng)州大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 表 12 三種除塵器的綜合性能表 除塵器名稱 適用粒徑范圍μ m 除塵效率﹪ 壓力損失 Pa 設(shè)備費(fèi) 運(yùn)行費(fèi) 旋風(fēng)除塵器 5～ 30 60～ 70 800～ 1500 少 中 電除塵器 ～ 1 90～ 98 50～ 130 多 中上 袋式除塵器 ～ 1 95～ 99 1000～ 1500 中上 多 通過上表對(duì)三種除塵器的比較，考慮水泥回轉(zhuǎn)窯的氣體流量較大，含 有一定量 10μ m以上粒徑的粉塵 采用旋風(fēng)除塵器作為預(yù)處理措施。同時(shí)缺少具體的 NOX、 SO2濃度數(shù)據(jù)，采用水泥行業(yè)平均值作為原始資料，因要考慮同時(shí)去除 NOX、 SO2，選擇濕式除塵器中的填料塔用以最后去除氣體污染物。 對(duì)于主要除塵措施類型的選擇，通過 對(duì)電除塵器以及袋式除塵器技術(shù)性能，以及經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行進(jìn)一步的對(duì)比來確定，以尋求技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理的除塵器來作為主要除塵措施[10]。 一、 技術(shù)性能的比較 （一） 除塵器風(fēng)量和濃度超出設(shè)計(jì)值的適應(yīng)性 當(dāng)進(jìn)口風(fēng)量或含塵濃度超出設(shè)計(jì)值時(shí)，袋除塵器如果要保持阻力不變化，需要要縮短清灰時(shí)間， 增加單位時(shí)間清灰的頻率，該措施對(duì)濾袋使用時(shí)間存在一定的影響，但是排放濃度沒有變化，即除塵效率不會(huì)降低，排放達(dá)標(biāo)。而電除塵器則不能達(dá)到設(shè)計(jì)除塵效率，當(dāng)進(jìn)口風(fēng)量或含塵濃度超出設(shè)計(jì)值時(shí)，要保持原