第二章 除尘器设计与应用2.ppt

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1、1、进气口,2、旋风除尘器的直径D和高度H 一般，旋风除尘器的直径愈小，即气流的旋转半径愈小，粉尘颗粒所受的离心力越大，旋风除尘器的除尘效率也就愈高。但过小的简体直径，由于旋风除尘器器壁与排气管太近，可造成较大直径颗粒有可能反弹至中心气流而被带走，使除尘效率降低。另外，筒体太小容易引起堵塞，尤其是对于粘性物料。从理论上说，旋风除尘器的高度愈大，气流在其中的旋转圈数愈多，停留时间也愈长，除尘效率因而提高，然而除尘效率并非随高度的增加而无限增加。,3、排气管,4、排灰口 由于排尘口处于负压较大的部位，保证排尘口的严密性对提高除尘效率有重要作用。设计时，常常采用锁气装置(卸尘阀)。选择卸尘阀时要考虑

2、到粉尘性质、粉尘处理量、卸尘制度(连续或间断)、卸尘口处的压力大小等。,（二）旋风除尘器运行因素,1、进口气流速度V1和气体流量Q 旋风除尘器的除尘效率与压力损失都与进入除尘器的气流速度有着直接的关系。旋风除尘器的进口气流速度一般为627ms，而通常都要求在1520ms的流速下工作。,（二）旋风除尘器运行因素,2、气体的温度、黏度及密度 如图所示：除尘效率随温度的升高而降低。在流量一定的情况下，降尘效率与气体粘度的关系为：气体在1，2两种状态下的黏度；气体温度和压力对除尘器压力损失的影响：,（二）旋风除尘器运行因素,3、粉尘粒径、密度与浓度,（二）旋风除尘器运行因素,4、排灰口的密封情况 若除

3、尘器下部密封不严，漏入的空气会将正落入灰斗的粉尘重新带走，使除尘效率显著下降。因此，若除尘量较大，常采用锁气装置进行连续排灰。,2.2.4 旋风除尘器的选用与运行维护,（一）旋风除尘器的型号1、XLT型旋风除尘器 经试验证明，含尘气流入口速度12ms18ms，否则除尘效率要降低。压力损失大约为500一700Pa。除尘效率大约为80一85。国家标准图中有14种规格可供选用。,2.2.4 旋风除尘器的选用与运行维护,2、XLP型旋风除尘器 XLP型旋风除尘器的压力损失约为500900Pa，对粒级5um以上的粉尘有较高的除尘效率(可达90)。,2.2.4 旋风除尘器的选用与运行维护,3、XPW型旋风

4、除尘器XPW型除尘器主要用于中小型转炉及涡炉的烟气净化。在转炉烟气净化中，平面旋风除尘器(带水冷夹套)作为一级除尘兼起降温作用，并且也用于二级文氏管之后的脱水器。在锅炉上热态使用的结果表明。进气流速为20ms左右，除尘效率为80一85，压力损失为300400Pa。,2.2.4 旋风除尘器的选用与运行维护,4、XLK型旋风除尘器除尘器内气流组织有利于尘粒沉降分离，操作稳定，结构简单，制造方便、处理气流量最大(XLK型除尘器的处理气体量比XCX型大三倍以上)，除尘效率可达8892，进口气速为1020ms，压力损失大约为9001200Pa。,（二）旋风除尘器的选用选用旋风除尘器时，应全面考虑下述6项

5、技术经济指标，即性质及流量、压力损失、除尘效率、设备寿命周期费用(包括购置费用和运行维护费用)、占地面积和使用寿命。合适的旋风除尘器必须在技术上能满足生产工艺及环境保护对气体含尘的要求，在经济上又比较合算。当前，旋风除尘器大量用于120th锅炉上，其除尘效率一般可达8090，也可用于处理和回收有价值的尘。因其对击除5um以下微粒的效果比较差，在尘粒特别细(或排放标准要求持别严的场合)以及含尘气体进入除尘器后温度可能下降到气体的露点温度以下时，一般不使用这类除尘器。,2.2.5 旋风除尘器的运行维护,在旋风除尘器运行时，必须保证设备和管线的气密性；控制含尘气体处理量的变化不应该超过1012；保证

6、排灰通畅，及时清楚灰斗中的粉尘；防止贮存和集灰系统中的粉尘结块硬化。,第三节 袋式除尘器,过滤式除尘器，又称空气过滤器，是使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置，采用滤纸或玻璃纤维等填充层作滤料的空气过滤器，主要用于通风及空气调节方面的气体净化。采用廉价的砂、砾、焦炭等颗粒物作为滤料的颗粒层除尘器，是20世纪70年代出现的一种除尘装置。采用纤维织物作滤料的袋式除尘器，在工业尾气的除尘方面应用广泛。袋式除尘器的除尘效率一般可达99%以上。虽然袋式除尘器是最古老的除尘方法之一，但由于它效率高，性能稳定可靠、操作简单，因而获得广泛应用。同时，在结构型式、滤料、清灰方式等方面也得到不断发展。滤袋形

7、状传统上为圆形，后来又出现了扁袋，在相同过滤面积下体积小而显示较大的生命力。,优点：除尘效率高；适应性强；产品规格多样；结构简单，使用灵活，易于维护。缺点：应用主要受滤料的耐温、耐腐蚀性等性能的限制；在捕集黏性较大及吸湿性较强的粉尘时，或者露点温度较高的烟气时，因容易阻塞滤袋，应采取相应措施；滤袋容易损坏、换袋困难、劳动条件比较差。,第三节 袋式除尘器,一、袋式除尘器工作原理,图为简单机械振动袋式除尘器。含尘气流从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的空隙时，粉尘被捕集于滤料上，透过滤料的清洁气体由排出口排出。沉积在滤料上的粉尘，可在机械振动的作用下从滤料表面脱落，落入回头中。,2.3.1 袋式除尘

8、器的除尘机理及分类,常用滤料由棉、毛、人造纤维等加工而成，滤料本身网孔较大，一般为20-50m，表面起绒的滤料为5-10m，因而新鲜滤料的除尘效率较低。颗粒因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，逐渐在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉尘初层。初层形成后，它成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率。滤布只不过起着形成颗粒初层和支撑它的骨架作用，但随着颗粒在滤袋上积聚，滤袋两侧的压力差增大，会把有些已附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降。另外，若除尘器压力过高，还会使除尘系统的处理气体量显著下降，影响生产系统的排风效果。因此，除尘器阻力达到一定数值后，要及时清灰。,二、袋式除尘器的分类1、按清灰

9、方式分类：机械清灰；逆气流清灰；脉冲喷 吹清灰；声波清灰。2、按滤袋形状分类：圆袋；扁袋。3、按含尘气流进入滤袋方向分类：内滤式；外滤式。4、按进出口的位置分类：上进风；下进风。5、按除尘器内的压力分类：正压式；负压式。,1.机械振动清灰,含尘气体通过除尘器底部的花板进入滤袋内部，当气体通过滤料时，粉尘颗粒沉积在滤袋内部，净化后的气体经风机由烟囱排出。振动方式有三种：滤袋沿水平方向摆动，或沿垂直方向摆动，或靠机械转动定期将滤袋扭转一定的角度，使沉积于滤袋的颗粒层破碎而落入灰头中。,机械振动袋式除尘器的过滤风速一般取1.0-2.0m/min，压力损失为800-1200Pa。优点是工作稳定，清灰效

10、果好，但滤袋因受机械力作用损坏快，滤袋检修与更换工作量大。,2.逆气流清灰,清灰时气流方向与正常过滤时相反，其形式有反吹风和反吸风两种。清灰时关闭含尘气流，开启逆气流进行反吹风。此时滤袋变形，沉积在滤袋内表面的颗粒层破坏、脱落，通过花板落入灰头。安装在滤袋内的支撑环可以防止滤袋被压瘪。,逆气流清灰式除尘器的过滤风速一般为0.5-2.0m/min，压力损失控制范围1000-1500Pa。,3.脉冲喷吹清灰,脉冲清灰也包括逆流反吹过程。这种清灰方法是利用4-7atm的压缩空气反吹，产生强度较大的清灰效果。压缩空气的脉冲产生冲击波，使滤袋振动，导致积附在滤袋上的颗粒层脱落。这种清灰方式有可能使滤袋清

11、灰过度，继而使粉尘通过率上升，因此必须选择适当压力的压缩空气和适当的脉冲持续时间(通常为0.1-0.2s)。每清灰一次，叫做一个脉冲，全部滤袋完成一个清灰循环的时间称为脉冲周期，通常为60s。脉冲清灰的控制参数为脉冲压力、频率、脉冲持续时间和清灰次序。,如图所示，脉冲喷吹清灰经常采用上部开口、下部封闭的滤袋。含尘气体通过滤袋时粉尘被阻留于滤袋外表面上，净化后的气体由袋内经文丘里管进入上部净化箱，然后由出气口排走。为防止滤袋被压瘪，布袋内安置笼形支撑结构，毡制的滤袋常采用脉冲喷吹清灰，过滤速度由气体含尘浓度决定，一般为2-4m/min。,2.3.2 袋式除尘器的滤料,对滤料的要求 滤料是组成袋式

12、除尘器的核心部分，其性能对袋式除尘器操作有很大影响。选择滤料时必须考虑含尘气体的特征，如颗粒和气体性质（温度、湿度、粒径和含尘浓度等）。性能良好的滤料应容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力低、使用寿命长，同时具备耐温、耐磨、耐腐蚀、机械强度高等优点。滤料特性除与纤维本身的性质有关外，还与滤料表面结构有很大关系。表面光滑的滤料容尘量小，清灰方便，适用于含尘浓度低、粘性大的粉尘，采用的过滤速度不宜过高。表面起毛（绒）的滤料（如羊毛毡）容尘量，颗粒能深入滤料内部，可以采用较高的过滤速度，但必须及时清灰。,滤料种类 袋式除尘器的滤料种类较多。按滤料材质分，有天然纤维、无机纤维和合成纤维等；按滤料结构分，有

13、滤布和毛毡两类。棉毛织物属天然纤维，价格低，适用于净化没有腐蚀性，温度在350-360K以下的含尘气体。无机纤维滤料主要指玻璃纤维滤料，具有过滤性能好、阻力低、化学稳定性好、价格便宜等优点。用硅酮树脂处理纤维滤料能提高其耐磨性、疏水性和柔软性，还可使其表面光滑易于清灰，可在523K下长期使用。玻璃纤维较脆，经不起揉折和摩擦，使用上有一定局限性。,几种常用滤料的性能,一、袋式除尘器的性能1、除尘效率 其除尘效率通常在99以上，影响除尘效率的因素有粉尘粒径、滤料织造结构、清灰频率和强度等。清灰不能过分，即不应破坏颗粒初层，否则会引起除尘效率显著降低。一般用颗粒物负荷m表示滤布表面颗粒层的厚度，它代

14、表单位面积滤布上的积尘量。对于粒径0.1-0.5 m粒子，清灰后滤料的除尘效率在90%以下；对于1m以上的粒子，效率在98%以上。当形成颗粒层后，对所有粒子效率都在95%以上；对于1m以上的粒子，效率高于99.6%。,2.3.3 袋式除尘器的性能与主要参数,另一个影响袋式除尘器效率的因素是过滤速度。它定义为烟气实际体积流量与滤布面积之比，所以也称为气布比。过滤速度是一个重要的技术经济指标。从经济上考虑，选用高的过滤速度，处理相应体积烟气所需要的滤布面积小，则除尘器体积、占地面积和一次投资等都会减小，但除尘器的压力损失却会加大。从除尘机理看，过滤速度主要影响惯性碰撞和扩散作用。选取过滤速度时还应

15、考虑欲捕集粉尘的粒径及其分布。一般来讲，除尘效率随过滤速度增加而下降。此外，过滤速度的选取还与滤料种类和清灰方式有关。,丹尼斯（Dennis)和克莱姆（Klemm)提出了一系列方程，以预测袋式除尘器的颗粒物出口浓度和除尘效率：,式中，Pn为无量纲常数；v为表面过滤速度，m/s；m为颗粒物负荷，g/m3。,2、袋式除尘器的压力损失 迫使气流通过滤袋是需要能量的，这种能量通常用气流通过滤袋的压力损失表示，它是个重要的技术经济指标，不仅决定着能量消耗，而且决定着除尘效率和清灰间隔时间等。袋式除尘器的压力损失p由通过清洁滤料的压力损失p0和通过颗粒层的压力损失pd组成。对于相对清洁的滤袋p0大约为10

16、0-130Pa。当颗粒层形成后，压力损失为500-570Pa时，除尘效率达99%;当压力损失接近1000Pa，一般需要对滤袋清灰。,假设通过滤袋和颗粒层的气流为粘滞流,p0和pd则均可以用达西（Darcy)方程表示。达西方程的一般形式为：,对于给定的滤料和操作条件，滤料的压力损失p0基本是一个常数，因此通过袋式除尘器的压力损失主要由pd决定。,二、袋式除尘器的选择、设计和应用,选择除尘器型式、滤料及清灰方式,计算过滤面积 根据含尘浓度、滤料种类及清灰方式确定过滤气速vF，并计算总过滤面积,Q为欲处理的烟气体积，m3/h。,除尘器设计确定滤袋尺寸：直径d和高度L;计算每条滤袋面积：a=dL 计算

17、滤袋条数：n=A/a,简易清灰：vF=0.20-0.75m/min；机械振动清灰：vF=1.0-2.0m/min；逆气流反吹清灰：vF=0.5-2.0m/min；脉冲喷吹清灰：vF=2.0-4.0m/min；,应 用,袋式除尘器比电除尘器结构简单、投资省、运行稳定，可以回收高比电阻粉尘；与文丘里洗涤器相比，动力消耗小，回收的干颗粒物便于综合利用。对于微细的干燥颗粒物，采用袋式除尘器捕集较为适宜。袋式除尘器因过滤速度较低，一般体积庞大、耗钢量大、滤袋材质差、寿命短、压力损失大、运行费用高等。但随着过滤材料和清灰方式的进一步改善，袋式除尘器将有更广阔的应用前景。,第四节 颗粒层除尘器,颗粒层除尘器

18、是利用颗粒状物料（如硅石、砾石、焦炭等）作填料层的一种内部过滤式除尘装置。由于能耐高温、耐腐蚀、耐磨损、除尘效率高、维修费用低，已引起人们注意。颗粒层除尘器的除尘机理与袋式除尘器类似，主要靠惯性碰撞、截留及扩散作用等。过滤效率随颗粒层厚度及其沉积的粉尘层厚度的增加而提高，压力损失也随之增大。,优点：除尘性能稳定；适应范围广；可净化高温含尘气体；颗粒层滤料耐腐蚀；为干式作业，工作过程中不需要用水，不存在二次污染。缺点：对细微粉尘的除尘效率还不很高；清灰装置复杂；占地面积较大。,2.4.1 颗粒层除尘器的分类1、按颗粒层位置分类：垂直床；水平床。2、按床层的状态分类：固定床；移动床。3、按清灰方式

19、分类：振动反吹清灰；耙子反吹清灰；沸腾反吹清灰。4、按床层的数量分类：单层和多层。,2.4.2 颗粒层除尘器的性能和影响因素1、除尘效率 含尘气体进入除尘器后，尘粒在扩散、拦截、惯性及重力等效应的综合作用下，被滤床吸收。试验表明，颗粒层除尘效率由滤料粒径、滤层厚度和过滤速度因素决定。同时也受滤料和粉尘的性质、表面状态、滤料的排列形式、气体的温度与湿度、粉尘容含程度等的影响。2、压力损失式中：p通过颗粒层的压力损失，Pa；h滤层厚度，cm；V0过滤速度，cm/s;A,B由实验测出的常熟。,3、影响因素滤料粒径 一般情况下，减小滤料颗粒粒径，除尘效率会提高，但压力损失也会增加。滤层厚度 滤层厚度越

20、大，除尘效率越高，压力损失也越大。过滤风速 一般情况下，过滤风速增大，会导致除尘效率降低很快，而压力损失升高较慢。,2.4.3 典型颗粒层除尘器的应用,1、耙式旋风颗粒层除尘器 含尘气流由进气总管沿切线进入除尘器下部的旋风筒，大的尘粒在此沉降清除，气流则通过插入旋风筒内的中心管进入到过滤室中，然后向下通过过滤擦床进行最终净化。净化后的气体由于净气体室经换向阀进入干净气体总管。分离出来的粉尘经下部卸灰阀排出。,2、沸腾颗粒层除尘器 含尘气体由进气口进入除尘器，较大的粉尘颗粒在沉降室沉降。细的尘粒经过过滤室由上而下通过滤层，净化后的气体经净气口排入大气。当颗粒层的容尘量达到一定值时，启动清灰机构，进行反吹清灰操作。其具有结构紧凑、投资小等特点。3、移动式颗粒层除尘器 主要是利用滤料颗粒在重力作用下，向下移动以完成清灰和更换滤料的过程。优点是结构简单、过滤层厚度均匀；缺点是过滤层内沉积的粉尘是不均匀的，其下部积灰比较集中，而上部几乎为新滤料。,2.4.4 颗粒料的选择,滤料材质的要求是耐磨、耐腐蚀、耐高温；价格低廉，资源充足。在工程中，一般选择含二氧化硅99以上表面粗糙、形式不规则、一定粒径的石英砂作为颗粒滤料。,