工業除塵設備幾種除塵方法的比較

近年來，隨著經濟的迅速發展，以原煤為燃料的鍋爐增加很多，燃煤鍋爐排放的大氣污染物對周圍環境造成很大危害，然而減少或降低燃煤鍋爐排放污染物的主要途徑是與鍋爐相配套的各類消煙除塵器，而除塵器的性能和效率是決定一臺鍋爐對周圍環境造成危害程度的關鍵所在。

除塵器可分為兩大類：①干式除塵器：包括重力沉降室、慣性除塵器、電除塵器、布袋除塵器、旋風除塵器。②濕式除塵器：包括又噴淋塔、沖擊式除塵器、文丘里洗滌劑、泡沫除塵器和水膜除塵器等。目前常見的運用zui多的是旋風分離器、靜電除塵器與布袋除塵器。

下面對各種除塵器做簡要介紹：

1. 重力除塵——利用粉塵與氣體的比重不同的原理，使揚塵靠本身的重力(重力) 從氣體中自然沉降下來的凈化設備，通常稱為沉降室或降生室。它是一種結構簡單、體積大、阻力小、易維護、效率低的比較原始的凈化設備，只能用于粗凈化。重力降塵室的工作原理如下圖所示：含塵氣體從一側以水平方向的均勻速度V進入沉降室，塵粒以沉降速度V沉下降，運行t時間后，使塵粒沉降于室底。凈化后的氣體，從另一側出口排出

2. 慣性除塵——慣性除塵器也叫惰性除塵器。它的原理是利用粉塵與氣體在運動中慣性力的不同，將粉塵從氣體中分離出來。一般都是在含塵氣流的前方設置某種形式的障礙物，使氣流的方向急劇改變。此時粉塵由于慣性力比氣體大得多，塵粒便脫離氣流而被分離出來，得到凈化的氣體在急劇改變方向后排出。

這種除塵器結構簡單，阻力較小(10-80毫米水柱)，凈化效率較低(40-80％)，多用于多段凈化時的第一段，凈化中的濃縮設備或與其它凈化設備配合使用。

慣性除塵器以百葉式的zui常用。（它適用于凈化含有非粘性、非纖維性粉塵的空氣，通常與其它種除塵器聯合使用組成機組

3.旋風分離器

工作原理:：旋風除塵器的工作原理如下圖所示，含塵氣體從入口導入除塵器的外殼和排氣管之間，形成旋轉向下的外旋流。懸浮于外旋流的粉塵在離心力的作用下移向器壁，并隨外旋流轉到除塵器下部，由排塵孔排出。凈化后的氣體形成上升的內旋流并經過排氣管排出。

應用范圍及特點：旋風除塵器適用于凈化大于5~10微米的非粘性、非纖維的干燥粉塵。它是一種結構簡單、操作方便、耐高溫、設備費用和阻力較低（80~160毫米水柱）的凈化設備，旋風除塵器在凈化設備中應用得zui為廣泛。

4. 布袋除塵技術

工作原理：

⑴ 重力沉降作用——含塵氣體進入布袋除塵器時，顆粒大、比重大的粉塵，在重力作用下沉降下來，這和沉降室的作用完全相同。

⑵ 篩濾作用——當粉塵的顆粒直徑較濾料的纖維間的空隙或濾料上粉塵間的間隙大時，粉塵在氣流通過時即被阻留下來，此即稱為篩濾作用。當濾料上積存粉塵增多時，這種作用就比較顯著起來。

⑶ 慣性力作用——氣流通過濾料時，可繞纖維而過，而較大的粉塵顆粒zai慣性力的作用下，仍按原方向運動，遂與濾料相撞而被捕獲。

⑷ 熱運動作用——質輕體小的粉塵(1微米以下)，隨氣流運動，非常接近于氣流流線，能繞過纖維。但它們在受到作熱運動(即布朗運動)的氣體分子的碰撞之后，便改變原來的運動方向，這就增加了粉塵與纖維的接觸機會，使粉塵能夠被捕獲。當濾料纖維直徑越細，空隙率越小、其捕獲率就越高，所以越有利于除塵。

袋式除塵器很久以前就已廣泛應用于各個工業部門中，用以捕集非粘結非纖維性的工業粉塵和揮發物，捕獲粉塵微粒可達0.1微米。但是，當用它處理含有水蒸汽的氣體時，應避免出現結露問題。袋式除塵器具有很高的凈化效率，就是捕集細微的粉塵效率也可達99％以上，而且其效率比高。

5. 靜電除塵

靜電除塵器的工作原理：含有粉塵顆粒的氣體，在接有高壓直流電源的陰極線(又稱電暈極)和接地的陽極板之間所形成的高壓電場通過時，由于陰極發生電暈放電、氣體被電離，此時，帶負電的氣體離子，在電場力的作用下，向陽板運動，在運動中與粉塵顆粒相碰，則使塵粒荷以負電，荷電后的塵粒在電場力的作用下，亦向陽極運動，到達陽極后，放出所帶的電子，塵粒則沉積于陽極板上，而得到凈化的氣體排出防塵器外。

根據目前國內常見的電除塵器型式可概略地分為以下幾類：按氣流方向分為立式和臥式，按沉淀極極型式分為板式和管式，按沉淀極板上粉塵的清除方法分為干式濕式等。

1-陽極；2-陰極；3-陰極上架4-陽極上部支架；

5-絕緣支座；6-石英絕緣管；7-陰極懸吊管；

8-陰極支撐架；9-頂板；10-陰極振打裝置；

11-陽極振打裝置；12-陰極下架；13-陽極吊錘；

14-外殼15-進口第一塊分布板；

16-進口第二塊分布板17-出口分布板；18-排灰裝置

電除塵器的優點

⑴ 凈化效率高，能夠鋪集0.01微米以上的細粒粉塵。在設計中可以通過不同的操作參數，來滿足所要求的凈化效率。

⑵ 阻力損失小，一般在20毫米水柱以下，和旋風除塵器比較，即使考慮供電機組和振打機構耗電，其總耗電量仍比較小。

⑶ 允許操作溫度高，如SHWB型電路塵器允許操作溫度250℃，其他類型還有達到350~400℃或者更高的。

⑷ 處理氣體范圍量大。

⑸ 可以完全實現操作自動控制。

電除塵器的缺點:

⑴ 設備比較復雜，要求設備調運和安裝以及維護管理水平高。

⑵ 對粉塵比電阻有一定要求，所以對粉塵有一定的選擇性，不能使所有粉塵都的獲得很高的凈化效率。

⑶ 受氣體溫、溫度等的操作條件影響較大，同是一種粉塵如在不同溫度、濕度下操作，所得的效果不同，有的粉塵在某一個溫度、濕度下使用效果很好，而在另一個溫度、濕度下由于粉塵電阻的變化幾乎不能使用電除塵器了。

⑷ 一次投資較大，臥式的電除塵器占地面積較大。

⑸ 目前在某些企業實用效果達不到設計要求。

6. 高溫陶瓷除塵器：

對于燃煤聯合循環發電系統（IGCC），發展既能滿足燃氣輪機要求同時又能滿足環境保護要求的高溫燃氣凈化系統是非常重要的，它是燃煤聯合循環發電技術真正商用化的zui關鍵技術之一。高溫陶瓷過濾器，目前被普遍認為是zui有前途的高溫除塵設備。陶瓷過濾器對高溫燃氣中的粉塵進行過濾于用砂礫層（顆粒層除塵器）或纖維層（布袋除塵器）對氣體凈化都基于同一過濾理論。

陶瓷過濾器的過濾元件目前普遍采用高密度材料，制成的陶瓷過濾元件主要有棒式、管事、交叉流式三種。下圖為一種交叉流式陶瓷過濾器元件，它由薄的多空陶瓷板組成，通過燒結形成帶有通道的肋狀整體。含塵氣體從短通道端進入過濾器，然后在每個通道過濾后進入通道較長的清潔氣體端，清潔氣體通道的一端封死是清潔氣體流入清潔氣體匯集箱，短通道內所捕集的塵粒通過反向脈沖氣流定期清除。

7. 下面以水膜除塵器為例介紹一種濕式除塵器：

利用含塵氣體沖擊除塵器內壁或其他特殊構件上用某種方法造成的水膜，使粉塵被水膜捕獲，氣體得到凈化，這類凈化設備叫做水膜除塵器。包括沖擊水膜、惰性（百葉）水膜和離心水膜除塵器等多種。

含塵氣體由簡體下部順切向引入，旋轉上升，塵粒受離心力作用而被分離，拋向筒體內壁，被簡體內壁流動的水膜層所吸附，隨水流到底部錐體，經排塵口卸出。水膜層的形成是由布置在筒體的上部幾個噴嘴、將水順切向噴至器壁。這樣，在簡體內壁始終覆蓋一層旋轉向下流動的很薄水膜，達到提高除塵效果的目的。這種濕式除塵器結構簡單，金屬耗量小，耗水量小。其缺點是高度較大，布置困難，并且在實際運行中發現有帶水現象。

以上介紹的是工程中幾種常見的除塵設備，實際中應選用哪一種應根據各自的優缺點及實際情況決定。目前大型電站大多使用靜電除塵器或布袋除塵器。