湿式除尘器科普
时间：16-05-23 点击数：126

湿式除尘器的结构：不同类型的湿式除尘器其结构虽有较大差别，但总体上一般由尘气导入装置，引水装置，水气接触本体，液滴分离器和污水(泥)排放装置组成。
1．湿式除尘器的分类
湿式除尘器的类型，从不同角度有不同的分类。
（1）按结构型式可分为
①贮水式：内装一定量的水，高速含尘气体冲击形成水滴、水膜和气泡，对含尘气体进行洗涤，如冲激式除尘器、水浴式除尘器、卧式旋风水膜除尘器。
②加压水喷淋式：向除尘器内供给加压水，利用喷淋或喷雾产生水滴而对含尘气体进行洗涤；如文氏管除尘器、泡沫除尘器、填料塔、湍求塔等。
③强制旋转喷淋式：借助机械力强制旋转喷淋，或转动叶片，使供水形成水滴、水膜、气泡，对含尘气体进行洗涤。如旋转喷雾式除尘器。
（2）按能耗大小可分为
①低能耗型：阻力在4000Pa以下，除尘效率可达90%。这类除尘器包括喷淋式，水浴式，冲激式，泡沫式，旋风水膜式除尘器。
②高能耗型：阻力在4000Pa以上，对微细粉尘效率高，该类主要指文氏管除尘器。
（3）按气液接触方式可分为
①整体接触式：含尘气流冲入液体内部而被洗涤，如自激式，旋风水膜式，泡沫式等除尘器；
②分散接触式：向含尘气流中喷雾，尘粒与水滴，液膜碰撞而被捕集，如文氏管，喷淋塔等。



2．自激式除尘器
自激式除尘器内先要贮存一定量的水，它利用气流与液面的高速接触，激起大量水滴，使尘粒从气流中分离，水浴除尘器、冲激式除尘器等都是属于这一类。
（1）水浴除尘器
图5-5-1是水浴除尘器的示意图，含尘空气以8～12m／s的速度从喷头高速喷出，冲入液体中，激起大量泡沫和水滴。粗大的尘粒直接在水池内沉降，细小的尘粒在上部空间和水滴碰撞后，由于凝聚、增重而捕集。水浴除尘器的效率一般为80％～95％。
喷头的埋水深度h020～30mm。除尘器阻力约为400～700Pa。
水浴除尘器可在现场用砖或钢筋混凝土构筑，适合中小型工厂采用。它的缺点是泥浆清理比较困难。




图5-5-1水浴除尘器原理图
（2）图5-5-2冲激式除尘器


图5-5-2冲激式除尘器
除尘器处理风量在20％范围内变化时，对除尘效率几乎没有影响。冲激式除尘机组把除尘器和风机组合在一起，具有结构紧凑、占地面积小、维护管理简单等优点。
湿式除尘器的洗涤废水中，除固体微粒外，还有各种可溶性物质，洗涤废水直接排入江河或下水道，会造成水系污染，这是值得重视的一个问题。目前国外的湿式除尘器大都采用循环水，自激式除尘器用的水是在除尘器内部自动循环的，称为水内循环的湿式除尘器。和水外循环的湿式除尘器相比，节省了循环水泵的投资和运行费用，减少了废水处理量。
冲激式除尘器的缺点是，与其它的湿式除尘器相比，金属消耗量大，阻力较高，价格较贵。
3．卧式旋风水膜除尘器
图5-5-3是卧式旋风水膜除尘器的示意图，它由横卧的外筒和内筒构成，内外筒之间设有导流叶片。含尘气体由一端沿切线方向进入，沿导流片作旋转运动。在气流带动下液体在外壁形成一层水膜，同时还产生大量水滴。尘粒在惯性离心力作用下向外壁移动，到达壁面后被水膜捕集。部分尘粒与液滴发生碰撞而被捕集。气体连续流经几个螺旋形通道，便得到多次净化，使绝大部分尘粒分离下来。


图5-5-3卧式旋风水膜除尘器
如果除尘器洪水比较稳定，风量在一定范围内变化时，卧式旋风水膜除尘器有一定的自动调节作用，水位能自动保持平衡。
用ρc=2610kg/m³、中位径d50=μm的耐火粘土粉进行试验，除尘效率在98％左右。除尘器阻力约为800～1200Pa，耗水量约为0.06～0.15L／m³。为了在出口处进行气液分离，小型除尘器采用重力脱水，大型除尘器用挡板或旋风脱水。

图5-5-4立式旋风水膜除尘器
4．立式旋风水膜除尘器
图5-5-4是立式旋风水膜除尘器示意图。进口气流沿切线方向在下部进入除尘器，水在上部由喷嘴沿切线方向喷出。由于进口气流的旋转作用，在除尘器内表面形成一层液膜。粉尘在离心力作用下被甩到筒壁，与液膜接触而被捕集。它可以有效防止粉尘在器壁上的反弹、冲刷等引起的二次扬尘，从而提高除尘效率，通常可达90%～95％。
除尘器筒体内壁形成稳定、均匀的水膜是保证除尘器正常工作的必要条件。因此，必须满足以下要求：
（1）均匀布置喷嘴，间距不宜过大，约300～400mm；
（2）入口气流速度不能太高，通常为15～22m／s；
（3）保持供水压力稳定，一般要求为30—50kPa，最好能设置恒压水箱；
（4）简体内表面要求平整光滑，不允许有凸凹不平及突出的焊缝等。
水膜除尘器用于锅炉烟气净化时，会因烟气中的SO²而遭腐蚀，降低使用寿命。为此，常用厚200～250mm的花岗岩制作（称为麻石水膜除尘器）。这种除尘器的入口流速为15～22m／s（筒体流速3.5～5m／s），耗水量0.1～0.3L／m³，阻力约为400～700Pa，其除尘效率低于通常的立式水膜除尘器。
5．文氏管除尘器
典型的文氏管除尘器如图5-5-5所示。主要由三部分组成：引水装置（喷雾器），文氏管体及脱水器，分别在其中实现雾化、凝并和除尘三个过程。

图5-5-5文丘管除尘器
含尘气流由风管1进入渐缩管2，气流速度逐渐增加，静压降低。在喉管3中，气流速度达到最高。由于高速气流的冲击，使喷嘴7喷出的水滴进一步雾化。在喉管中气液两相充分混合，尘粒与水滴不断碰撞凝并，成为更大的颗粒。在渐扩管4气流速度逐渐降低，静压增高。最后含尘气流经风管5进入脱水器6。由于细颗粒凝并增大，在一般的脱水器中就可以将粒尘和水滴一起除下。
文氏管除尘器的除尘效率主要取决于以下因素：
（1）喉管中的气流速度
高效文氏管除尘器的喉管流速高达60～120m／s，对小于1.0μm的粉尘效率可达99％～99.9％，但阻力也高达5000～10000Pa。当喉管流速为40～60m／s，效率约为90％～95％，阻力为600～5000Pa。对于烟气量变化的除尘系统（如炼钢转炉）则要求随烟气量的变化而改变喉口大小（称为变径文氏管），以保持设计流速。
（2）雾化情况
在文氏管除尘器中，水雾的形成主要依靠喉管中的高速气流将水滴粉碎成细小的水雾。喷雾的方式有中心轴向喷水、周边径向内喷等。
（3）喷水量或水气比
通常用L／m³表示，也是决定除尘器性能的重要参数。一般来说，水气比增加，除尘效率增加，阻力也增加，通常为0.3～1.5L／m³。
文氏管除尘器是一种高效除尘器，对于小于1μm的粉尘仍有很高的除尘效率。它适用于高温、高湿和有爆炸危险的气体。它的最大缺点是阻力很高。目前主要用于冶金、化工等行业高温烟气净化，如吹氧炼钢转炉烟气。烟气温度最高可达1600～1700℃，含尘浓度为25～60g／m³，粒径大部分在1μm以下。
6．湿式除尘器的脱水装置
防止气流把液滴带出湿式除尘器，对保证除尘系统运行具有重要意义。常用的脱水装置有重力脱水器、惯性脱水器、旋风脱水器、弯头脱水器、丝网脱水器等。在选择脱水器时，除了考虑脱水效率外，还应考虑阻力的大小。各种脱水器所能脱除的液滴大小、脱水效率和阻力在表5-5-1列出。
表5-5-1各种脱水器的性能




脱水器可以设于除尘器内部（在气流出口处），也可与除尘器分开成为单独的设备。目前国内定型设计的湿式除尘器都设有气液分离装置。试验表明，只要除尘器的实际处理风量在规定的设计范围以内，一般不会发生“带水”现象，发生“带水”大都是由于选用风机过大引起的。