除塵系統(tǒng)的分類及節(jié)能

1、除塵系統(tǒng)的分類及節(jié)能摘要：簡述常見除塵器的分類、工作原理及各自的特點，介紹除塵系統(tǒng)在實際 生產(chǎn)中的應(yīng)用情況?？梢钥闯觯诒ＷC勞動條件和氣體排放達標(biāo)的前提下，除 塵系統(tǒng)所涉及的工藝布置的合理性，陣發(fā)性塵源的風(fēng)量調(diào)節(jié)，除塵方式的合理 選用以及高效低阻除塵裝置的研制等方面，對降低除塵系統(tǒng)能耗降低有重要的 作用。關(guān)鍵詞：除塵系統(tǒng)、節(jié)能、除塵器海油碧路公司制油車間初清單元，在原料的運輸、風(fēng)選、初篩和破碎的過 程中會產(chǎn)生大量對生產(chǎn)、環(huán)境和人的健康有害的粉塵。因此，如何采取有效的 系統(tǒng)手段，運用先進的除塵設(shè)備把粉塵除去的同時降低系統(tǒng)能耗，不僅是企業(yè) 生存、發(fā)展的需要，而且對落實中海油的 QHSE理念，以人為

2、本的精神，保障 員工的身心健康都具有重大意義。1除塵系統(tǒng)除塵系統(tǒng)分為機械式除塵系統(tǒng)、電除塵系統(tǒng)、濕式除塵系統(tǒng)和過濾除塵系1.1機械式除塵系統(tǒng)機械式除塵系統(tǒng)包括重力除塵器、慣性除塵器、旋風(fēng)除塵器等。(1)重力除塵器使含塵氣體中的粉塵借助重力作用自然沉降來達到凈化氣體目的的裝置。重力沉降室的主要特點：結(jié)構(gòu)簡單，維護容易；阻力低；投資省，施工快，鋼材 使用少，維護費用低，經(jīng)久耐用；除塵效率低；一般只適用處理中等氣量的常 溫或高溫氣體的一級除塵。(2)慣性除塵器慣性除塵是利用氣流中粉塵慣性力大于氣體的慣性力而使粉塵與氣體分離的除塵系統(tǒng)。這種除塵器結(jié)構(gòu)簡單、阻力較小，可以處理高溫含塵 氣體，適宜安裝在煙

3、道、管道內(nèi)，但除塵效率較低，一般用于除去幾rn到的比較粗大的塵粒，可作預(yù)除塵。a慣性除塵器的工作機理：在慣性除塵器內(nèi)，主要是使氣流急速轉(zhuǎn)向，或沖 擊在擋板上再急速轉(zhuǎn)向，用于塵粒的慣性效應(yīng)，其運動軌跡與氣流軌跡不同， 從而使其與氣流分離。b慣性除塵器的類型：常用的慣性除塵器是百葉式除塵器。一般包括百葉沉 降式除塵器、鐘罩式除塵器、蝸殼濃縮分離器和百葉窗式除塵器4種。(3)旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵系統(tǒng)是利用含塵氣體旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的離心力將粉塵從氣流中分離 出來的一種干式氣-固相分離裝置，旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、操作維 護簡便、動力消耗不大、性能穩(wěn)定，不受含塵氣體的濃度、溫度限制。旋風(fēng)除 塵器對于捕

4、集、分離5(im10的粉塵效率較高，但對細微塵粒(小于5n m的 分離效率仍很低，而這些粉塵微粒正是大氣污染的主要污染源，對人體的危害 最大，因此，旋風(fēng)除塵器在工業(yè)上必須配合其他除塵器使用，才能取得良好的 效果。常用的旋風(fēng)分離器分為切流式和軸流式兩種 2 o電除塵系統(tǒng)電除塵是煙氣中灰塵塵粒通過高壓靜電場時，與電極間的正負離子和電子 發(fā)生碰撞，帶上電子和離子的塵粒在電場力的作用下向異性電極運動并積附在 異性電極上，使電極上的灰塵落入收集灰斗中，使通過電除塵器的煙氣得到凈 化，達到保護大氣，保護環(huán)境的目的。電除塵器按氣體流向可分為立式電除塵器和臥式電除塵器；按清灰方式可 分為干式電除塵器、濕式電除

5、塵器、電除霧器；按沉塵電極的結(jié)構(gòu)形式可分為 管式電除塵器和板式電除塵器；按電極在除塵器中的配置位置可分為單區(qū)式電 除塵器和雙區(qū)式電除塵器。(1)電除塵器的原理及過程：含塵氣體在通過高壓電場進行電離過程中，使塵 粒帶電，并在電場力的作用下，使塵粒沉積在集塵極上，將塵粒從含塵氣體中 分離。整個除塵過程可劃分為四個階段：荷電、定向移動、粘附和沖洗。(2)除塵器的特點：a除塵效率高；b系統(tǒng)阻力低；c處理煙氣量大；d能捕集 腐蝕性很強的物質(zhì)；e運行費用低；f對不同粒徑的煙塵有很好的分類富集作用； g不易適應(yīng)操作條件的變化；h應(yīng)用范圍受粉塵比電阻的限制；i對制造、安裝 和運行水平要求較高而且初期投資大，特

6、別是要求達到較高的除塵效率時；j能適用于高溫(400C)網(wǎng)。濕式除塵系統(tǒng)使含塵氣體與雨水或其他液體相接觸，利用水滴和塵粒的慣性碰撞及其他 作用而使塵粒從氣流中分離的系統(tǒng)稱為濕式除塵系統(tǒng)。(1)濕式除塵器的機理：濕式除塵器的機理是含塵氣流通過水或其他液體, 利用慣性碰撞、攔截和擴散等，塵粒留在水或其他液體內(nèi)，而干凈氣體則通過 水或其他液體。(2)濕式除塵器的分類：根據(jù)濕式除塵器的除塵機理，可將其大致分為重力 噴霧洗滌器、旋風(fēng)洗滌器、自激噴霧洗滌器、板式洗滌器、填料洗滌器、文丘 里洗滌器、機械誘導(dǎo)噴霧洗滌器。(3)濕式脫硫除塵器的特點：a該脫硫除塵器工藝新，流程簡單，運行可靠， 管理方便。b投資少

7、、結(jié)構(gòu)簡單、操作與維修方便、占地面積小。c除塵廢水可循環(huán)回用。d新設(shè)備集脫硫，除塵于一體，設(shè)計新穎，結(jié)構(gòu)合理，性能優(yōu)良。e能同時進行有害氣體的凈化、煙氣冷卻和增濕，適用于處理高溫、高濕、有爆 炸性危險的氣體。f但在使用過程中產(chǎn)生的廢水、污泥需要處理，增加了設(shè)備 投資和維護成本，如果污水處理不達標(biāo)，易造成二次污染。過濾除塵系統(tǒng)過濾除塵是利用多孔介質(zhì)來進行的。當(dāng)含塵氣流通過多孔介質(zhì)時，粒子黏 附在介質(zhì)上，而與氣體分離。過濾式除塵器，又稱空氣過濾器，是使含塵氣流 通過過濾材料將粉塵分離捕集的裝置。目前常用的有袋式除塵器、顆粒層除塵 器。在過濾式除塵器中，袋式除塵器的除塵效率最高，捕集粒徑范圍最大，能

8、 適應(yīng)高溫、高濕、高濃度、微細粉塵、吸濕性粉塵、易燃易爆粉塵等不利工況 條件。因此，它的應(yīng)用范圍也最為廣泛。袋式除塵器是用編制或氈織的濾布作為過濾材料來達到分離氣體中粉塵的 裝置。(1)袋式除塵工作機理：當(dāng)含塵氣體進入除塵器時，粗粉塵因受導(dǎo)流板的碰 撞作用和氣體速度的降低而落入灰斗中；其余細小顆粒粉塵隨氣體進入濾袋室； 受濾料纖維及織物的慣性、擴散、阻隔、鉤掛、靜電等作用，粉塵被阻留在濾 袋內(nèi)，凈化后的氣體逸出袋外，經(jīng)排氣管排出4。(2)袋式除塵器的主要適用于捕集非黏性、非纖維性的粉塵，可處理質(zhì)量濃 度0.000 1g/m31 000g/m3,粒徑為0.1小5200111的粉塵。濃度太高或粒徑

9、 太大的粉塵需先經(jīng)旋風(fēng)除塵器除塵。袋式除塵器除塵效率高，可達 99%以上, 且較穩(wěn)定，但不適用于黏性的、含水的物料。目前，被廣泛應(yīng)用的脈沖袋式除 塵器，操作和清灰連續(xù)，濾袋壓力損失穩(wěn)定，處理氣量大，內(nèi)部無運動部件， 濾布壽命長、結(jié)構(gòu)簡單。同時，袋式除塵器的應(yīng)用主要受濾料耐溫、耐腐蝕等性能的限制，特別是 在耐高溫方面，常用濾料應(yīng)工作在100c150c以下，而玻璃纖維濾料可長期工作在260c左右。當(dāng)含塵氣體溫度過高時，應(yīng)對氣體采取降溫措施，或采用 特殊濾料；在捕集吸濕性較大及吸濕性較強的粉塵時，容易阻塞濾袋，應(yīng)采取 相應(yīng)措施；濾袋容易損壞，換袋困難，勞動條件比較差。2新式除塵器在實際的除塵過程中，

10、并不是單一的一種除塵系統(tǒng)就能夠完成除塵效果，這就需要將各種除塵系統(tǒng)結(jié)合起來，開發(fā)出復(fù)合式除塵器。新式除塵器以電 -袋 式復(fù)合除塵器和電旋風(fēng)除塵器為例介紹。1電-袋式復(fù)合除塵器(1)電-袋式復(fù)合除塵器結(jié)構(gòu)及工作原理：電-袋復(fù)合除塵器的含塵煙氣經(jīng)進口 喇叭內(nèi)氣流分布板的作用，均勻地進入收塵電場，大部分粉塵在電場中荷電， 并在電場力作用下向收塵極沉積。袋收塵區(qū)可劃分為若干個獨立的收塵室，每 個收塵室安裝1個提升閥，當(dāng)采用離線清灰時，可有規(guī)律的關(guān)閉某個室的提升 閥，煙氣便不能從該室的濾袋通過50(2)電-袋式復(fù)合除塵器關(guān)鍵系統(tǒng)：a前部電收塵區(qū)以其獲得一定效率作為目 標(biāo)；b氣流分布在進口喇叭內(nèi)仍需設(shè)置氣

11、流分布裝置；c設(shè)計時必須按照流體力學(xué)理論計算確定氣路結(jié)構(gòu)、參數(shù)；d當(dāng)處理煙氣量較大時，采用脈沖清灰，相 應(yīng)地?zé)煔鈨艋捎猛鉃V式；e濾袋直徑的確定主要考慮噴吹氣流的大小。(3)電-袋復(fù)合除塵器的優(yōu)點：投資低；占地面積小，其占地面積與袋除塵器 相近；基礎(chǔ)費用少；電耗小，運行費用低；其維護費用雖比電除塵器高。2電旋風(fēng)除塵器電旋風(fēng)除塵器是離心除塵和靜電除塵相結(jié)合的復(fù)合型除塵設(shè)備6。(1)電旋風(fēng)除塵器系統(tǒng)特點：電旋風(fēng)除塵器系統(tǒng)特點主要表現(xiàn)在旋流方式、 電極布置型式兩方面。而旋流方式可分為切流反轉(zhuǎn)式、切流直流式、SZD流動(2)電旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化：電旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化包括反向流動式電 旋風(fēng)除塵器待優(yōu)

12、化、結(jié)構(gòu)直流式電旋風(fēng)除塵器待優(yōu)化結(jié)構(gòu)、SZD型電旋風(fēng)除塵器待優(yōu)化結(jié)構(gòu)。3除塵系統(tǒng)中風(fēng)機的節(jié)能風(fēng)機是除塵系統(tǒng)中最主要的耗電設(shè)備，一般情況下，風(fēng)機電動機的耗電要 占除塵系統(tǒng)總能耗的 90%以上。除塵系統(tǒng)傳統(tǒng)的風(fēng)量調(diào)節(jié)采用調(diào)節(jié)閥門或煙氣 擋板的開度來進行，這種風(fēng)量調(diào)節(jié)方式不僅難以達到理想的調(diào)節(jié)品質(zhì)和最佳的 除塵效果，而且在調(diào)節(jié)閥門或煙氣擋板上還要消耗大量電能。為響應(yīng)節(jié)能減排 的號召，在除塵系統(tǒng)的風(fēng)機電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計時嘗試通過調(diào)速型液力耦合器 實施除塵風(fēng)機轉(zhuǎn)速跟蹤風(fēng)量的自動調(diào)節(jié)，使除塵系統(tǒng)風(fēng)量跟隨煉鋼電爐的工況 煙氣量的變化，不僅獲得了良好的電爐除塵抽風(fēng)效果，而且實現(xiàn)了除塵系統(tǒng)節(jié) 能降耗目的70根據(jù)

13、風(fēng)機泵類設(shè)備變轉(zhuǎn)速變流量的節(jié)能原理，實現(xiàn)風(fēng)機變轉(zhuǎn)速變流量控制 是節(jié)電的有效方法。通常，風(fēng)機等泵類負載具有以下特點：_2Q2/Q1=N2/N1 ; H2/H1=(N2/N1)2;且有：P2/P1=(N2/N1)3。式中，Q1、Q2為風(fēng)量(流量)，m3/s； N1、N2為轉(zhuǎn)速，r/min; P1、P2為功 率，kW; H1、H2為揚程，m。從式中可以看出，風(fēng)機的風(fēng)量(流量)與其轉(zhuǎn)速成正比，而其所消耗功率與 風(fēng)量的3次方成正比，即：P2/P1 =(Q2/Q1)3。當(dāng)工藝過程發(fā)生變化或處于工藝過程的不同階段，要節(jié)能就需要除塵的風(fēng) 量也會跟著發(fā)生變化。由于除塵系統(tǒng)風(fēng)機一般采用鼠籠異步電動機驅(qū)動，定轉(zhuǎn) 速定風(fēng)量，沒有風(fēng)量調(diào)節(jié)功能；尤其是在工藝過程中煙氣負荷降低時，除塵系 統(tǒng)如仍按設(shè)計風(fēng)量的工況運行，風(fēng)機抽取了過多的風(fēng)量，其電動機消耗了功率。 若除塵風(fēng)機實施變風(fēng)量變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，在工藝過程中煙氣負荷降低時，控制系統(tǒng) 調(diào)節(jié)液力耦合器使除塵風(fēng)機的轉(zhuǎn)速降低，除塵系統(tǒng)抽取的風(fēng)量降低，其所需功 率將按風(fēng)量的3次方下降，除塵風(fēng)機電動機所消耗的電能也將按風(fēng)量的3次方減少，實現(xiàn)除塵風(fēng)機電動機的節(jié)能。參考文獻：1胡滿銀，照毅，劉忠.除塵技術(shù)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006.2呂玉貴.旋風(fēng)除塵技術(shù)在硫酸工業(yè)中應(yīng)用J.化學(xué)工藝與裝備，2009, 8(9): 125- 126.3李斌