除尘工程设计收 除尘设备 96-146.doc

除尘工程设计收除尘设备 96-146
第四章除尘器的设计与选型
除尘器的设计与选型是除尘工程设计中最重要的环节之一、除尘器的选型包括除尘器类型容量大小选择及针对工程具体要求的选择等。选取除尘器类型包括机械除尘器,袋式除尘器,电除尘器,湿式除尘器,空气过滤器等,本章将分别予以介绍。
第一节除尘器工作机理加性能
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,见表4—l。

机械除尘器有沉降室,惯性除尘器和旋风除尘器三个类别。
沉降室工作利用的是重力,所谓重力就是地球对物体的吸引力。在重力作用下含尘气体中的粉尘在沉降室被分离出来。惯性除尘器分离粉尘利用的是惯性力。惯性力是反映物质自身运动状态的力,受到外力时物质改变运动状态。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,这对惯性小的粉尘分离是有利的。旋风除尘器利用的是离心力。所谓离心力是指做圆周运动的物体对施于它的向心分离力。它是依据在旋转体的反作用力,利用离心力分离非均相系统的分离过程通称离心分离。它是依据在旋转过程中质量大的、旋转速度快的物质获得的离心力也大的原理进行工作的。

电除尘器分离粉尘靠的是静电力即库仑力。除尘过程分为四个阶段。
(1)气体电离在电晕极与集尘集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。
(2)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。
(3)粉尘沉降荷电持尘在电场中受静电力的作用被驱住集尘极,经过一定时间后达到集尘极表面,放出所带电荷而沉集其上。
(4)清灰集尘极表面L的粉尘沉集到一定厚度后,用机械振打等方法将其清除掉,使之落入下部灰斗中。放电极也会附着少量粉尘,也需进行定时清灰。
为保证静电除尘器在高效率下运行,必须使上述四个过程进行得十分有效。

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的。虽然滤布纤维间的孔隙也许大于100mm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固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(即钓附
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了。

湿式除尘器的除尘原理属于短程机制,主要是在除尘器内含尘气体与水接触有如下过
程:温暖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(如大于1mm)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。因为水滴与气流间有相对运动,并出于水滴周围有环境气膜作用,所以气体与水滴接
近时,,保持原轨迹运动与水滴相撞。
这样,在范围内尘粒都有可能与水滴相撞,然后由于水的作用凝聚成大颗粒,被水流带起。
这说明,水滴小且多,、扩散、凝聚效率也高。
尘粒的容重、粒径与水滴的相对速度愈大,碰撞凝聚效率就愈高;而液体的黏度、表面张力
愈大,,碰撞凝聚愈低。实验与生产经验表明,亲水性粒子比疏
水性粒子容易捕集,这是因为亲水性粒子很容易通过水膜的缘故。此外,当尘粒直径和密度
小,除尘效率明显降低。为了解决疏水性粉尘和细微粒子效率低的问题,可以往水中加入某
些药剂来提高除尘效率。
二、除尘器的主要性能指标
除尘器的技术性能指标主要包括除尘效率、压力损失、处理气体量与负荷适应性等几个
方面。

在除尘工程设计中—“般采用争效率作为考核指标,有时也使用分级效率进行表达。
(1)全效率全效率为除尘器除下的粉尘量与进入除尘器的粉尘量之百分比,如下式
所示:
η=
式中η———除尘器的效率,%;
G1一—进入除尘器的粉尘量,g/s;
G2一—除尘器除下的粉尘量,g/s;

:
η=G1?100% (4—1) G2 Q1C1-Q2C2?1