1、 第八章第八章 收尘器收尘器 除尘设备的分类除尘设备的分类 按粉尘从气体中分离的原理分类如下：按粉尘从气体中分离的原理分类如下：(1)(1)重力沉降式除尘器重力沉降式除尘器:利用重力沉降作用使利用重力沉降作用使粉尘沉落而收集粉尘沉落而收集,如沉降室。适用于收集粒径如沉降室。适用于收集粒径50m50m的粉尘。的粉尘。(2)(2)惯性分离式除尘器：惯性分离式除尘器：利用颗粒运动的惯性利用颗粒运动的惯性力收集粉尘，如惯性除尘器。适用于收集粒力收集粉尘，如惯性除尘器。适用于收集粒径径20m20m的粉尘。的粉尘。(3)(3)离心分离式除尘器：离心分离式除尘器：使含尘气流作旋转运使含尘气流作旋转运动，利用
2、固体颗粒的离心、动，利用固体颗粒的离心、惯性力作用而使惯性力作用而使其从气体中分离出来，如旋风除尘器。适用其从气体中分离出来，如旋风除尘器。适用于粒径于粒径10m10m粉尘的收集。粉尘的收集。(4)(4)过滤式除尘器：过滤式除尘器：使含尘气体通过多孔过滤使含尘气体通过多孔过滤介质层，由于过滤层的阻挡、吸咐等作用而介质层，由于过滤层的阻挡、吸咐等作用而将粉尘截留收集下来，如袋式除尘器、颗粒将粉尘截留收集下来，如袋式除尘器、颗粒层除尘器。适用于粒径层除尘器。适用于粒径1m1m粉尘的收集。粉尘的收集。(5)(5)电除尘器：电除尘器：在高压直流电场内，使粉尘颗在高压直流电场内，使粉尘颗粒带电，在电场力
3、作用下，使粉尘沉积并收粒带电，在电场力作用下，使粉尘沉积并收集下来，如卧式电除尘器、立式电除尘器。集下来，如卧式电除尘器、立式电除尘器。适用于粒径适用于粒径0.01m0.01m粉尘的收集。粉尘的收集。(6)(6)湿式除尘器：湿式除尘器：利用水对粉尘的润湿、团聚利用水对粉尘的润湿、团聚作用而收集，如水浴除尘器。适用于粒径作用而收集，如水浴除尘器。适用于粒径0.1m0.1m粉尘的收集。粉尘的收集。(7)(7)凝聚离析式除尘器凝聚离析式除尘器:使微细粉尘凝聚成大使微细粉尘凝聚成大颗粒，再用较简单的除尘装置收集粉尘，如颗粒，再用较简单的除尘装置收集粉尘，如超声波除尘器。适用各种粒径的粉尘。超声波除尘器
4、。适用各种粒径的粉尘。第一节 电除尘器 一、电除尘器的特点 1.除尘效率高 2.设备阻力小，能耗低 3.适用范围宽 4.处理风量大 5.一次投资大 二、电收尘器的工作原理 1.工作原理 利用高压静电进行气、尘分离。电场内设计有线状的放电极(阴极)和板状的收尘极(阳极)，当电极间加上直流高压后，放电极周围局部区域的电场强度使气体电离，生成电子和正、负离子。其中正离子很快到达放电极中和，而大量的电子和负离子在电场力的作用下向收尘极方向运动，这就是电晕放电和电晕电流。当含尘气体通过电极间的通道时，电晕电流中的电子和负离子(正离子由于其作用区域很小，绝大部分粉尘靠电子和负离子吸附)就会吸附到粉尘上，使
5、粉尘荷电。荷电的粉尘在电场力的作用下向收尘极运动，最后沉积在收尘极板上并将电荷释放出来。当粉尘沉积到一定厚度时，通过振打装置将粉尘清入灰斗排出，完成了分离过程。放电放电荷电荷电运动运动沉积、释放沉积、释放清灰清灰 2.比电阻的影响 粉尘的比电阻对除尘效率的影响非常突出。大量的实验和实践证明，当粉尘的比电阻在1041011cm之间时，电收尘器才有很好的除尘效率。比电阻低于104cm的粉尘称为低比电阻粉尘。当这种粉尘到达收尘极表面后，会很快释放电荷，并获得收尘极的正电荷，从而与收尘极相互排斥而重返气流。当再次荷电到达收尘极后又重复以上过程，形成粉尘在收尘极上的跳跃现象，最后可能随气流带出收尘器，使
6、除尘效率下降。比电阻高于1011cm的粉尘称为高比电阻粉尘。这种粉尘到达收尘极表面后，释放电荷很慢，当粉尘不断聚积时，粉尘层的电荷与收尘极间产生一个强电场，这一电场不但减弱了电极间的电场强度，排斥其它粉尘继续向收尘极运动，还会在粉尘层的孔隙间发生局部击穿，产生大量的正离子与电场内的负离子中和。其结果，电晕电流增大，电压降低，电场内闪络频繁，粉尘的二次飞扬严重。这就是所谓的反电晕现象，导致电能消耗增加，降尘性能恶化甚至无法工作。三、烟气的调质处理 要使电收尘器具有良好的除尘效率，必须注意粉尘的比电阻。当比电阻不在合适的范围内，应进行调节，这种调节在水泥行业称为烟气的调质处理。新型干法水泥生产线的
7、窑尾烟气，由于其湿度小、温度高，粉尘的比电阻往往高于1011cm，对于应用电收尘器作为窑尾除尘设备来说，调质处理的主要目的就是降低粉尘比电阻。对烟气进行调质处理是保证电收尘器稳定高效运行的重要条件。水泥厂对烟气的调质措施，是根据粉尘的比电阻随温度和湿度(湿度常用露点表示)的变化而变化的性质，通过调节烟气的湿度和温度将粉尘的比电阻降低到要求的范围。峰值体积比电阻表面比电阻 体积比电阻与湿度的关系不大，而表面比电阻与湿度的关系很大。调质方向：当温度低于200时，粉尘的表面比电阻随温度的下降和露点温度的上升而下降。如当烟气露点温度50时，只要将烟气温度降到150，则粉尘的比电阻就可降到1011cm以
8、下，这是我们用来进行调整的区段。在这一区段，必须兼顾到温度和露点两个条件，单纯的烟气温度和露点温度都不能保证达到所需的调质要求。新型干法水泥生产线窑尾都配有增湿塔，其作用就是窑尾烟气进行增湿降温，以保证电收尘器的高效运行，所以增湿塔是窑尾除尘系统的重要组成部分，它的工作好坏直接影响除尘效果。增湿塔的工作原理是向烟气中喷入雾化水，这些水滴在高温烟气中迅速气化蒸发，吸收大量的热量使烟气温度降低，并使烟气和粉尘的湿度增加，达到增湿降温的目的。计算和实践结果表明，窑尾排出的高温烟气，需增湿至露点温度50以上，温度降至150以下，粉尘的比电阻才能降到1011cm以下。为了充分利用热源，现在的新型干法生产
9、线都将窑尾烟气用于原料(或其它物料)的烘干，并与窑尾共用1台电收尘器。这就要求电收尘器不但在原料磨停用时(直接操作)要达到规定的除尘效率，而且当原料磨运行时(联合操作)也要达到规定的除尘效率。对电收尘器来说就是所谓的转换操作，此时仅有以上的参数是不够的。计算和实践证明，在联合操作时，当烘干物料后的烟气露点达到47以上，温度降到130以下时，粉尘的比电阻就可降到10cm以下。这就是为什么用户在为新型干法生产线选择窑尾电收尘器时，要分别提供直接操作和联合操作两个烟气参数的原因，否则同样很难对电收尘器进行合理地选择。四、工作参数 1.临界电压与工作电压 2.沉降速度（驱动速度）3.除尘效率 五、工艺
10、系统对除尘效果的影响工艺系统对除尘效果的影响 1.窑尾不进行余热利用的除尘系统 在直接操作状态下，进电收尘器的烟气和粉尘都来自从窑尾预热器，其粉尘大部分在20m以下，小于5m的占有较大的比例。通过增湿塔的增湿降温作用必须将烟气温度降到150以下，露点温度50以上，电收尘器才有良好的性能。但温度降得太低一则增加耗水量，二则也易造成增湿塔湿底，加上粉尘的粘性增大对清灰和输送不利。2.窑尾+立磨的除尘系统 带旋风筒的立磨系统 不带旋风筒的立磨系统 对电收尘器的要求很高。由于立磨的通风阻力大和排尘浓度高，要求电收尘器具有能承受高负压(13000Pa)和处理高粉尘浓度(1000g/Nm)的能力，否则这一
11、系统无法实现。对电收尘器来说，窑尾+立磨的除尘系统具有两种操作状态：当立磨不工作时，为直接操作状态。当立磨工作时，为联合操作状态，从增湿塔出来的窑尾烟气一般在220左右，大部分或全部通过立磨，伴随立磨的运行和喷水，带走了原料中的水分，使出磨烟气温度下降而湿度增加。联合操作时进电收尘器的烟气和粉尘成分与直接操作基本一样，但所含的比例发生了变化，同时粉尘的粒径也较粗，浓度也会增加。此时就不能采用同直接操作时一样的工艺参数，而应该确保进电收尘器的烟气温度不高于130，烟气露点不低于47，否则除尘效果就会恶化。这种系统在两种操作方式分别连续运行时，除尘效果相当稳定。但在两种操作方式转换过程中会发生一些
12、异常，甚至会超标排放。这是因为在操作方式转换时，粉尘的性质及烟气的温度和湿度会发生突变，这种突变由于收尘器内部电极上保持原有的粉尘，需要一个适应过程。这一过程短则几分钟，长则数小时甚至几天。所以在转换操作时，要特别注意除尘效率的变化，并找到适应最短过程的转换程序。应用这一系统时，要注意以下情况。(1)两种烟气在进电收尘器前应设计有汇风箱。如果客观条件限制，则应使两路烟气的汇合点尽可能地远离电收尘器的进口法兰。(2)要特别注意磨机的操作对烟气温度和湿度的影响。进磨烟气温度的提高意味着降低了增湿塔的增湿效果，造成出磨后的烟气温度升高而湿度下降，粉尘的比电阻就会增高。另外磨机的循环风量也会影响烟气性
13、质。一般来说,循环风量越大，对除尘越有利。总之在磨机操作中要考虑对除尘系统的影响，防止顾此失彼。(3)对不带旋风收尘器的立磨系统，因高负压和高粉尘浓度，除电收尘器的设计要求采取相应的措施外，安装中更要注意安装质量。如壳体的气密性不好会严重影响系统的漏风，内部件的可靠性会影响收尘器的运转率。此时的电收尘器已不仅是一台环保设备，更是一台原料回收设备。同时，由于磨机的循环风要通过电收尘器，会增大收尘器的负担，在设计选型时要给予充分的考虑。3 窑尾+管磨的除尘系统用风量较低：窑尾烟气的50左右用风量为窑尾烟气的80左右 原料烘干后的烟气不是直接进电收尘器而是返回增湿塔。从除尘系统来考虑这一系统是非常合
14、理的,因为它可以解决上面谈到的两路烟气混合的问题和原料烘干后湿度不够的问题。整个系统在运行过程中，可以根据不同的情况来调整增湿塔的工作状态，以保证电收尘器的除尘效果。第二节 袋式收尘器 袋式除尘器主要是通过过滤的方法将含尘气体中的尘粒阻留在纤维织物上，从而使气体得到净化的除尘设备。因过滤织物通常多做成袋状，故称为袋式除尘器。袋式除尘器的主要优点有：（1）.除尘效率高，特别是对微细粉尘也有较高的效率，一般对于5m以上的粉尘净化率可达99%以上；（2）.适应性强，可以捕集不同性质的粉尘。例如对于高比电阻粉尘，采用袋式除尘器就比电除尘器优越。此外，入口含尘浓度在一相当大的范围内变化时，采用袋式除尘器
15、效果较佳；（3）.使用灵活，处理风量可大可小,从每小时几立方米到几百万立方米；（4）.结构简单，可以因地制宜采用简易袋除尘器，或采用效率较高的脉冲喷吹袋式除尘器；（5）.工作稳定，粉尘便于回收利用，没有污泥处理、腐蚀机体等问题，维护简单。袋式除尘器的主要缺点有：（1）.袋式除尘器的应用范围主要受滤料的耐温、耐腐蚀性等性能的局限，特别是在耐高温方面，目前常用的滤料(如涤纶)适用于120-130，而玻璃纤维等滤料可耐250左右，烟气温度更高时，或者要采用造价高的特殊滤料，或者要采取降温措施。这会使系统复杂化，造价提高或能耗增加；（2）.不适宜于粘结性强及吸湿性强的粉尘，特别是烟气温度不能低于露点温
16、度，否则会产生结露，致使滤袋堵塞；（3）.处理风量大时，占地面积大；（4）.据统计，用袋式除尘器净化大于17000m3/h的含尘气体所需的投资费用比电除尘器高，而用其净化小于17000m3/h的含尘气体所需的投资费用比电除尘器低。一、粉尘的过滤原理粉尘的过滤原理 1.原理：含尘气体，通过各种滤料(如布料、毡、玻纤等)，将尘粒捕集下来，被净化的气体由滤料的孔隙通过，进入清洁室汇集经出风口排出；随着过滤工况的不断进行，附着于滤袋外表的粉尘逐渐增多，更细的尘粒可被收集，气流通过的阻力也逐渐增大，当达到一定阻力值时，根据需要进行清灰处理。2.捕集分离的两个过程：过滤材料对尘粒的捕集 当含尘气体通过过滤
17、材料时，滤料层对尘粒的捕集是多种效应综合作用结果。这些效应包括：惯性碰撞、直接截留、扩散、静电、筛滤和重力沉降等；粉尘层对尘粒的 捕集 过滤操作一段时间后，滤料网孔及其表面截留粉尘形成粉尘层。在清灰后依然残留一定厚度的粉尘，称为粉尘初层。由于粉尘初层中的粉尘粒径通常比纤维小，因此，筛滤、惯性、截留和扩散等作用都有所增加，使除尘效率显著提高。可见，袋式除尘器的高效率，粉尘初层起着比滤料本身更为重要的作用。一般合成纤维的网孔为2050um，却能使0.1um的尘粒达到近100的除尘效率。二、类型按清灰方式不同，袋式除尘器可分为5类：1.机械振动类是指利用机械装置使滤袋产生振动而清灰的袋式除尘器。2.
18、分室反吹类是指采取分室结构，利用阀门逐室切换气流，在反向气流作用下，迫使滤袋缩瘪或鼓胀而清灰的袋式除尘器。有三种：分室二态反吹袋式除尘器（清灰过程有“过滤”、“反吹”2种工作状态）；分室三态反吹袋式除尘器（清灰过程有“过滤”、“反吹”、“沉降”3种工作状态）；分室脉动反吹袋式除尘器（反吹气流呈脉动状供给）。3.喷嘴反吹类是指利用高压风机或空气压缩机提供反吹气流，通过移动的喷嘴进行反吹，使滤袋变形抖动并穿过滤料而清灰的袋式除尘器，均为非分室结构。有气环反吹、回转反吹、往复反吹、回转脉动反吹、往复脉动反吹等5种。4.振动、反吹并用类是指机械振动和反吹两种清灰方法并用的袋式除尘器。有低频振动反吹、中
19、频振动反吹、高频振动反吹3种。5.脉冲喷吹类 是指利用脉冲喷吹机构在瞬间内放出压缩空气，诱导数倍的二次空气高速射入滤袋，使滤袋急剧鼓胀，依靠冲击振动和反向气流而清灰的袋式除尘器。喷吹气源压强低于392kPa称为低压喷吹，高于392kPa称为高压喷吹。三、气箱脉冲袋式收尘器 1.特点：.结构紧凑，占地面积小，可在室外亦可在室内，无需高大厂房；.可在运行中准确找到破损的滤袋并在1015分钟内更换完破损滤袋；.无机械故障，运行稳定可靠；.具有高的过滤速度和高的净化效率，清灰效果好。灰斗粉尘输送设备袋笼、滤袋袋室箱体清灰 2.工作原理 当含尘气体由进风口进入灰斗后，一部分较粗尘粒在这里由于惯性碰撞、自
20、然沉降等原因落入灰斗，大部分尘粒随气流上升进入袋室，经滤袋过滤后，尘粒被阻留在滤袋外侧，净化的气体由滤袋内部进入箱体，再由阀板孔、出风口排入大气。随着过滤过程的不断进行，滤袋外侧的积灰也逐渐增多，从而使除尘器的运行阻力也逐渐增高，当阻力增到预先设定值（12451470 Pa）时，清灰控制器发出信号，首先控制提升阀将阀板孔关闭，以切断过滤气流，停止过滤过程，然后电磁脉冲阀打开，以极短的时间（0.10.15 s）向箱体内喷入压力0.50.7 MPa的压缩空气，压缩空气在箱体内迅速膨胀，涌入滤袋内部，使滤袋产生变形、震动，加上逆气流的作用，滤袋外部的粉尘被清除下来掉入灰斗，清灰完毕后，提升阀再次打开
21、，除尘器又进入过滤状态。四、滤袋滤袋 袋式除尘器的主要元件是纤维布袋。在滤布表面上有无数相互交错的纤维覆盖层，气体中大于滤布孔眼的尘粒受惯性力作用，被滤布阻挡而沉落，气体则从滤布纤维孔流过。尘粒滞留在滤布表面或缝隙间，形成尘粒过滤层，这层尘粒层形成的孔隙比滤布孔眼小，所以它起到了收集更小尘粒的作用。随着这层尘粒层的加厚，滤布透气性能降低，阻力迅速增加，净化效率也降低，此时需要清灰处理。滤袋一般要求要有一定的透气性，滤布材料要有2050um的孔径，表面绒毛要有510um的孔径，具有一定的机械强度（抗拉、抗折、耐磨等），质地均匀，过滤效率高，流体阻力小。有时还要求滤袋材料应有一定的耐温或耐腐蚀性能
22、。滤袋材料常有棉、蚕丝、毛等天然纤维织品和尼龙、奥纶、涤纶、玻璃纤维等人造纤维织品，或天然与人造纤维的混纺品等。五、影响袋式除尘器除尘效率的因素影响袋式除尘器除尘效率的因素 1.气体的含尘量及过滤风速 气体的过滤风速一般为0.53m/min，它会随着粉尘浓度的高低而不同。当过滤风速一定时，粉尘浓度增大，使单位时间沉降在滤袋上的粉尘增多，过滤阻力就会增大。如果粉尘浓度一定，过滤风速大，单位时间内沉降在滤布上的粉尘量也会增大，造成阻力增大。如果两者都增大，过滤阻力将会增大更多。这一方面加重滤袋负担，缩短滤袋寿命，降低除尘效率，另一方面系统阻力增加，离心风机风量将减小，影响整个系统的正常工作。2.清
23、灰周期 滤袋上的粉尘如果不及时清除，会造成系统的阻力增大，风机的排风量减小。清灰时清除的效果如何也会影响除尘效率。清灰周期每周期清灰时间每周期除尘时间 清灰时间过长，除尘时间缩短，且使首次附着粉尘层被清落掉，可能造成滤袋泄漏或破损。所以，总希望清灰时间设定最小，但清灰时间过短（清灰周期适宜），滤袋上的粉尘尚未完全清落掉，就转入除尘作业，将使阻力很快地恢复并逐渐增高。所以，要选择恰当的清灰周期 脉冲式袋除尘器一般3060s喷吹一次进行清灰。3.气体温度、湿度 如果气体中含大量的水汽，或者是气体温度降至露点或接近露点，水份就很容易在滤袋上凝结，使粉尘粘结在滤袋上不易脱落，网眼被堵塞，使除尘无法继续进行。因此，必要时要对气体管道及除尘器壳体进行保温，尽量减少漏风，必要时在袋除尘器内安装电加热装置。要求控制气体温度高于露点15以上。
