除尘器分类及除尘过程
2007-06-26 15:31
一、除尘器分类及除尘过程
（一）除尘器的分类
按作用机理：分机械除尘器、电力除尘器、过滤式除尘器和洗耳恭听涤除尘器四大类。机械除尘器又包括重力除尘器、惯性力除尘器和离心力除尘器三类。
根据安装形式分立式和卧式除尘器。
根据除尘过程中有无液体参与，分成无液体参与的干式除尘器和有液体参与的湿式除尘器两类。
（二）除尘器主要组成部件
引入含尘气体的除尘器进口；进行固—气分离的除尘空间或称除尘室；排除分离后粉尘的排尘口和除尘后相对清洁气体的出口。
（三）除尘过程
1、捕集分离过程
①捕集推移阶段。实质是粉尘的浓缩阶段。均匀混合或悬浮在运载介质中的粉尘，进入除尘器的除尘空间。由于受外力的作用，将粉尘推移到分离界面，随粉尘向分离界面推移，浓度越来越大，为固—气分离进一步作好准备。
②分离阶段。当高浓度的尘流流向分离界面以后，存在两种作用机理：其一，运载介质运载粉尘的能力逐渐达到极限状态，在粉尘悬浮和沉降趋势上，以沉降为主，并通过粉尘沉降，使之从运载介质中分离出来；其二，在高浓度尘流中，粉尘颗粒的扩散与凝聚趋势，以凝聚为主，颗粒之间可以彼此凝聚，也可在实质界面上凝聚并吸附。
2、排尘过程
经过分离界面以后，己分离的粉尘通过排尘口排出的过程。
3、排气过程
已除尘后相对净化的气流从排气口排出的过程。
单筒旋风除尘器：
1、单筒旋风气流对尘粒和空气所产生惯性离心力大小的不同，使尘粒和气流进行分离。结构如图5-4所示。
2、工作原理
含尘气流由进气管以12~25m/s的速度沿切线方向进入圆筒体，在外圆筒和中央排气管之间向下作螺旋运动。在彷转过程中产生惯性离心力。尘粒一方向受气流运动的影响，在其中旋转下降；另一方向则受离心力的作用，逐渐向外扩散接近筒壁。最终与外圆筒的内壁相碰，沿内壁旋转滑下，被收集在中间底部的排灰口，并由此排出。气体则因质量小，受离心力作用甚微，随圆锥形的收缩转向除尘器的中心，并受底部阻力作用，转而上升，形成一股上升旋流，从排气管上端排出，实现除尘作用。
3、特点：结构简单、维护方便。
三）水膜除尘器
利用喷雾或其他方式，在除尘器的内壁形成一薄层水膜，有效地防止粉尘在器壁上反弹、冲刷等作用引起的次扬尘。
（1）立式旋风水膜除尘器
立式旋风水腊除尘器的进气方式，可从切线进气，也可从中心进气，通过导流叶片获得旋转运动。喷水可采用四周喷雾、中心喷雾、上部周边喷水等方式。图5-6。含尘气体由筒体下部沿切向进入除尘器，旋转上升。在离心力作用下分离出来的粉尘，甩向器壁，被水膜层吸
收，随被污染的水排出，净化后的气体由上部排出。
（2）卧式旋风水膜除尘器
又称水鼓除尘器，或称旋筒式水膜除尘器，其结构见图5-7。
由横置的倒卵形外壳、内筒、螺旋导流片、水槽等部件组成。螺旋叶片绕在内筒上，并固定在外壳内壁上，使外壳和内筒之间的间隙被分隔成一个螺旋状的通道，沟通进风口和排风口。
除尘过程：含尘气流由除尘器一端切向给入，冲击水面后，在螺旋通道内流动。气流冲击壳体下部的水，产生水花、水雾并随气流运动，在外壳内壁形成3~5m/s的水膜。水花、水膜与粉尘相遇时，将尘粒捕集。在离心力作用下，尘粒和水雾均被甩到外壳仙壁的水膜上，随之流入下部水槽。
（四）袋式除尘器
袋式除尘器是基于过滤原理的过滤式除尘设备，利用有机纤维或无机纤维过滤布将气体中的粉尘过滤出来。
脉冲喷吹清灰袋式除尘器的构造如图5-8所示。本身由上箱体、中箱体、下箱体和控制阀组成。
除尘过程：含尘气体由进气口进入中部箱体，从袋外进入布袋内，粉尘被阻挡在滤袋外的表面，净化的空气进入袋内，再由布袋上部进入上箱体，最后由排气管排出
电除尘器
1、优点：
①分离效率高，可以有效地清除微粒子；
②处理气体量大且阻力低；
③适用于高温和腐蚀性气体；
④运行费用低。
2、缺点：
①投资费用高，设备庞大，占地面积大；
②设备制造、安装、维护要求高
③对粉尘的特性较为敏感。
（一）电除尘器的分离机理
1、气体电离过程
若在两特定电极间通以高压直流电，建立电场使电极系统的电压超过临界电压，使气体电离，产生定晕放电。在放电极周围很小范围内电场强度很强，足以使气体电离。出现电晕后，在电场内形成两个区域。一是放电极附近的电晕区，该区在离放电极表面2~3mm的范围内。在这一区域内，由于放电极表面有足够高的电场强度，使气体电离，产生大量的正离子和电子。这时若放电极上施加的是负电压，则产生负电晕放电，电子移向正极而正离子移向放电极本身。另一区为电晕外区，该区占有电极之间的大部分空间，区内并不产生气体电离。
2、尘粒荷电过程
由于电晕区内产生的离子或电子进入电晕外区，与中性分子发生碰撞，使尘粒荷电。荷电量的大小与尘粒粒径、电场强度、离子的热能及停留时间等因素有关。通常认为尘粒荷电有两种机理：即电场荷电和扩散荷电。前者是由于在电场作用下，离子与尘粒碰撞，粘附于尘粒上荷电。后者是由于离子的不规则热运动、气体扩散与尘粒碰撞、粘附，使尘粒荷电。
3、收尘过程
尘粒荷电后，在电场作用下按照自载电荷的极性，向极性相反的电极运动，并沉积在该电极
表面上。通常将尘粒垂直于极板的运动速度称为驱进速度。驱进速度的大小与尘粒的荷电量、电场速度、气体性质等因素有关。带负电荷的尘粒与收尘极接触后，随即失去电荷，成为中性粒子粘附于电极表面。然后错助振动装置使电极抖动，尘粒从电极表面脱落，掉入电除尘器下部的集灰斗不断地被清除。
（二）电除尘器的基本类型
电除尘器由除尘器本体和供电装置两部分组成。除尘器本体包括放电电极、收尘电极、气流分布装置、清灰机构、绝缘装置和外壳等部分。
1、单区（级）电除尘器
在单区除尘器，粒子的荷电和集尘过程在同一区域中进行，也就是电晕极和收尘极处于同一区域。
2、双区（级）除尘器
在双区电除尘器中，粒子荷电和沉降收尘分别在两个区域中进行，在第一区域中装有一组电极是尘粒荷电，在第二区域中装有另一组电极使尘粒沉降集尘。多应用于空气调节系统。
3、单区电除尘器可分为以下类型：
①根据收尘极的形式可分为管式和板式电除尘器。管式电除尘器是在圆管的中心安入电极，而圆管内壁成为收尘极的表面，并且常用多排管并列而成。板式电除尘器是在一系列平行通道间安装放电极。
②按清灰方法可分为湿式电除尘器和干式电除尘器。湿式电除尘器利用喷水、喷雾和溢流等方式，在收尘极上形成水膜，将粘附在极表面上的尘粒带走。干式电除尘器利用振动等方法，使积存在收尘极表面上的尘粒脱落，落入灰斗中被排除。
③根据气流方向，可以分为立式和卧式电除尘器。立式电除尘器一般制成管状，气流由下而上流动，常在正压下操作。卧式电除尘器中气流水平流动，由于分离效率较高，维修方便，
