濕式除塵器的結(jié)構(gòu):不同類型的濕式除塵器其結(jié)構(gòu)雖有較大差別,但總體上一般由塵氣導(dǎo)入裝置,引水裝置,水氣接觸本體,液滴分離器和污水(泥)排放裝置組成。
1.濕式除塵器的分類
濕式除塵器的類型,從不同角度有不同的分類。
(1)按結(jié)構(gòu)型式可分為
① 貯水式:內(nèi)裝一定量的水,高速含塵氣體沖擊形成水滴、水膜和氣泡,對含塵氣體進(jìn)行洗滌,如沖激式除塵器、水浴式除塵器、臥式旋風(fēng)水膜除塵器。
② 加壓水噴淋式:向除塵器內(nèi)供給加壓水,利用噴淋或噴霧產(chǎn)生水滴而對含塵氣體進(jìn)行洗滌;如文氏管除塵器、泡沫除塵器、 填料 塔、湍求塔等。
③ 強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)噴淋式:借助機(jī)械力強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)噴淋,或轉(zhuǎn)動葉片,使供水形成水滴、水膜、氣泡,對含塵氣體進(jìn)行洗滌。如旋轉(zhuǎn)噴霧式除塵器。
(2)按能耗大小可分為
① 低能耗型:阻力在4000Pa以下,除塵效率可達(dá)90%。這類除塵器包括噴淋式,水浴式,沖激式,泡沫式,旋風(fēng)水膜式除塵器。
② 高能耗型:阻力在4000Pa以上,對微細(xì)粉塵效率高,該類主要指文氏管除塵器。
(3)按氣液接觸方式可分為
① 整體接觸式:含塵氣流沖入液體內(nèi)部而被洗滌,如自激式,旋風(fēng)水膜式,泡沫式等除塵器;
② 分散接觸式:向含塵氣流中噴霧,塵粒與水滴,液膜碰撞而被捕集,如文氏管,噴淋塔等。
2.自激式除塵器
自激式除塵器內(nèi)先要貯存一定量的水,它利用氣流與液面的高速接觸,激起大量水滴,使塵粒從氣流中分離,水浴除塵器、沖激式除塵器等都是屬于這一類。
(1)水浴除塵器
圖5-5-1是水浴除塵器的示意圖,含塵空氣以8~12m/s的速度從噴頭高速噴出,沖入液體中,激起大量泡沫和水滴。粗大的塵粒直接在水池內(nèi)沉降,細(xì)小的塵粒在上部空間和水滴碰撞后,由于凝聚、增重而捕集。水浴除塵器的效率一般為80%~95%。
噴頭的埋水深度h020~30mm。除塵器阻力約為400~700Pa。
水浴除塵器可在現(xiàn)場用磚或鋼筋混凝土構(gòu)筑,適合中小型工廠采用。它的缺點(diǎn)是泥漿清理比較困難。
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圖5-5-1水浴除塵器原理圖
(2)沖激式除塵器
圖5-5-2是沖激式除塵器的示意圖,含塵氣體進(jìn)入除塵器后轉(zhuǎn)彎向下,沖激在液面上,部分粗大的塵粒直接沉降在泥漿斗內(nèi)。隨后含塵氣體高速通過S型通道,激起大量水滴,使粉塵與水滴充分接觸。在正常情況下,除塵器阻力為1500Pa左右,對5μm的粉塵,效率為93%。沖激式除塵器下部裝有刮板運(yùn)輸機(jī)自動刮泥,也可以人工定期排放。
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圖5-5-2沖激式除塵器
除塵器處理風(fēng)量在20%范圍內(nèi)變化時,對除塵效率幾乎沒有影響。沖激式除塵機(jī)組把除塵器和風(fēng)機(jī)組合在一起,具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、維護(hù)管理簡單等優(yōu)點(diǎn)。
濕式除塵器的洗滌 廢水 中,除固體微粒外,還有各種可溶性物質(zhì),洗滌 廢水 直接排入江河或下水道,會造成水系污染,這是值得重視的一個問題。目前國外的濕式除塵器大都采用循環(huán)水,自激式除塵器用的水是在除塵器內(nèi)部自動循環(huán)的,稱為水內(nèi)循環(huán)的濕式除塵器。和水外循環(huán)的濕式除塵器相比,節(jié)省了循環(huán)水 泵 的投資和運(yùn)行費(fèi)用,減少了 廢水 處理量。
沖激式除塵器的缺點(diǎn)是,與其它的濕式除塵器相比,金屬消耗量大,阻力較高,價格較貴。
3.臥式旋風(fēng)水膜除塵器
圖5-5-3是臥式旋風(fēng)水膜除塵器的示意圖,它由橫臥的外筒和內(nèi)筒構(gòu)成,內(nèi)外筒之間設(shè)有導(dǎo)流葉片。含塵氣體由一端沿切線方向進(jìn)入,沿導(dǎo)流片作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。在氣流帶動下液體在外壁形成一層水膜,同時還產(chǎn)生大量水滴。塵粒在慣性離心力作用下向外壁移動,到達(dá)壁面后被水膜捕集。部分塵粒與液滴發(fā)生碰撞而被捕集。氣體連續(xù)流經(jīng)幾個螺旋形通道,便得到多次凈化,使絕大部分塵粒分離下來。
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圖5-5-3臥式旋風(fēng)水膜除塵器
如果除塵器洪水比較穩(wěn)定,風(fēng)量在一定范圍內(nèi)變化時,臥式旋風(fēng)水膜除塵器有一定的自動調(diào)節(jié)作用,水位能自動保持平衡。
用ρc=2610kg/m 3 、中位徑d50=μm的耐火粘土粉進(jìn)行試驗(yàn),除塵效率在98%左右。除塵器阻力約為800~1200Pa,耗水量約為0.06~0.15L/m 3 。為了在出口處進(jìn)行氣液分離,小型除塵器采用重力脫水,大型除塵器用擋板或旋風(fēng)脫水。
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圖5-5-4立式旋風(fēng)水膜除塵器
4.立式旋風(fēng)水膜除塵器
圖5-5-4是立式旋風(fēng)水膜除塵器示意圖。進(jìn)口氣流沿切線方向在下部進(jìn)入除塵器,水在上部由噴嘴沿切線方向噴出。由于進(jìn)口氣流的旋轉(zhuǎn)作用,在除塵器內(nèi)表面形成一層液膜。粉塵在離心力作用下被甩到筒壁,與液膜接觸而被捕集。它可以有效防止粉塵在器壁上的反彈、沖刷等引起的二次揚(yáng)塵,從而提高除塵效率,通常可達(dá)90%~95%。
除塵器筒體內(nèi)壁形成穩(wěn)定、均勻的水膜是保證除塵器正常工作的必要條件。因此,必須滿足以下要求:
(1)均勻布置噴嘴,間距不宜過大,約300~400mm;
(2)入口氣流速度不能太高,通常為15~22m/s;
(3)保持供水壓力穩(wěn)定,一般要求為30—50kPa,最好能設(shè)置恒壓水箱;
(4)簡體內(nèi)表面要求平整光滑,不允許有凸凹不平及突出的焊縫等。
水膜除塵器用于鍋爐煙氣凈化時,會因煙氣中的SO 2 而遭腐蝕,降低使用壽命。為此,常用厚200~250mm的花崗巖制作(稱為麻石水膜除塵器)。這種除塵器的入口流速為15~22m/s(筒體流速3.5~5m/s),耗水量0.1~0.3L/m 3 ,阻力約為400~700Pa,其除塵效率低于通常的立式水膜除塵器。
5.文氏管除塵器
典型的文氏管除塵器如圖5-5-5所示。主要由三部分組成:引水裝置(噴霧器),文氏管體及脫水器,分別在其中實(shí)現(xiàn)霧化、凝并和除塵三個過程。
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圖5-5-5文丘管除塵器
含塵氣流由風(fēng)管1進(jìn)入漸縮管2,氣流速度逐漸增加,靜壓降低。在喉管3中,氣流速度達(dá)到最高。由于高速氣流的沖擊,使噴嘴7噴出的水滴進(jìn)一步霧化。在喉管中氣液兩相充分混合,塵粒與水滴不斷碰撞凝并,成為更大的顆粒。在漸擴(kuò)管4氣流速度逐漸降低,靜壓增高。最后含塵氣流經(jīng)風(fēng)管5進(jìn)入脫水器6。由于細(xì)顆粒凝并增大,在一般的脫水器中就可以將粒塵和水滴一起除下。
文氏管除塵器的除塵效率主要取決于以下因素:
(1)喉管中的氣流速度
高效文氏管除塵器的喉管流速高達(dá)60~120m/s,對小于1.0μm的粉塵效率可達(dá)99%~99.9%,但阻力也高達(dá)5000~10000Pa。當(dāng)喉管流速為40~60m/s,效率約為90%~95%,阻力為600~5000Pa。對于煙氣量變化的除塵系統(tǒng)(如煉鋼轉(zhuǎn)爐)則要求隨煙氣量的變化而改變喉口大小(稱為變徑文氏管),以保持設(shè)計(jì)流速。
(2)霧化情況
在文氏管除塵器中,水霧的形成主要依靠喉管中的高速氣流將水滴粉碎成細(xì)小的水霧。噴霧的方式有中心軸向噴水、周邊徑向內(nèi)噴等。
(3)噴水量或水氣比
通常用L/m 3 表示,也是決定除塵器性能的重要參數(shù)。一般來說,水氣比增加,除塵效率增加,阻力也增加,通常為0.3~1.5L/m 3 。
文氏管除塵器是一種高效除塵器,對于小于1μm的粉塵仍有很高的除塵效率。它適用于高溫、高濕和有爆炸危險(xiǎn)的氣體。它的最大缺點(diǎn)是阻力很高。目前主要用于冶金、化工等行業(yè)高溫?zé)煔鈨艋绱笛鯚掍撧D(zhuǎn)爐煙氣。煙氣溫度最高可達(dá)1600~1700 ℃ ,含塵濃度為25~60g/m 3 ,粒徑大部分在1μm以下。
6.濕式除塵器的脫水裝置
防止氣流把液滴帶出濕式除塵器,對保證除塵系統(tǒng)運(yùn)行具有重要意義。常用的脫水裝置有重力脫水器、慣性脫水器、旋風(fēng)脫水器、彎頭脫水器、絲網(wǎng)脫水器等。在選擇脫水器時,除了考慮脫水效率外,還應(yīng)考慮阻力的大小。各種脫水器所能脫除的液滴大小、脫水效率和阻力在表5-5-1列出。
表5-5-1各種脫水器的性能
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脫水器可以設(shè)于除塵器內(nèi)部(在氣流出口處),也可與除塵器分開成為單獨(dú)的設(shè)備。目前國內(nèi)定型設(shè)計(jì)的濕式除塵器都設(shè)有氣液分離裝置。試驗(yàn)表明,只要除塵器的實(shí)際處理風(fēng)量在規(guī)定的設(shè)計(jì)范圍以內(nèi),一般不會發(fā)生“帶水”現(xiàn)象,發(fā)生“帶水”大都是由于選用風(fēng)機(jī)過大引起的。
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