《礦物加工學(xué)》第6章 除塵與除塵設(shè)備

Xi’anuniversityofscienceandtechnology第6章除塵與除塵設(shè)備

6.1

除塵6.2

除塵器編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology6.1除塵6.1.1粉塵的分類

按粉塵的生成特征進(jìn)行分類，可以分成兩種。1.粉塵：在篩分和運(yùn)輸?shù)裙に囘^程中產(chǎn)生，并在形成過程中未發(fā)生任何物理或化學(xué)變化的稱為粉塵。

2.煙塵：系指在生成過程中伴隨著物理或化學(xué)的變化(如氧化、升華蒸發(fā)和冷凝等過程）所產(chǎn)生的粉塵。編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology6.1.2粉塵的擴(kuò)散

1.一次揚(yáng)塵過程在處理散狀物料時(shí)，由于誘導(dǎo)空氣的流動(dòng)，將粉塵從處理物料中帶出，污染局部地帶。

2.二次揚(yáng)塵過程由于室內(nèi)的空氣流動(dòng)及設(shè)備的運(yùn)行和振動(dòng)所造成的氣流流動(dòng)，把沉落在設(shè)備、地面及建筑物上的粉塵再次吹起，稱作二次揚(yáng)塵。6.1除塵編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology

6.1除塵6.1.3除塵措施

1.散塵設(shè)備的密封設(shè)備密封的目的是將設(shè)備所散發(fā)的粉塵局限在一定的范圍內(nèi)，為抽風(fēng)除塵創(chuàng)造條件，防止粉塵擴(kuò)散。目前采用的密封形式有局部密封、整體密封和大密封三種。

2.濕法除塵利用水、蒸氣或其他潤濕劑來實(shí)現(xiàn)防塵、除塵的方法。包括水力除塵、蒸氣除塵、噴霧防塵及濕法清掃。3.機(jī)械除塵系統(tǒng)機(jī)械除塵系統(tǒng)指將設(shè)備密閉，使塵源隔離，在引風(fēng)機(jī)抽力作用下，使含塵氣體在凈化設(shè)備中進(jìn)行固—?dú)夥蛛x的系統(tǒng)。編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology6.2除塵器

6.2.1除塵器的分類及除塵過程

1.除塵器的分類按作用機(jī)理分，可分為機(jī)械除塵器、電力除塵器、過濾式除塵器和洗滌除塵器等四大類。機(jī)械除塵器又包括重力除塵器、慣性力除塵器和離心力除塵器三類。根據(jù)安裝形式不同，可分為立式和臥式除塵器。根據(jù)除塵過程中有無液體參與，可分成無液體參與的干式除塵器和有液體參與的濕式除塵器兩類。編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology2.除塵器的主要組成部件引入含塵氣體的除塵器進(jìn)口；進(jìn)行固氣分離的除塵空間，或稱除塵室；排除分離后粉塵的排塵口和除塵后相對清潔的氣體出口。6.2除塵器編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology6.2除塵器

3.除塵過程(1)捕集分離過程

①捕集推移階段:實(shí)質(zhì)是粉塵的濃縮階段。均勻混合或懸浮在運(yùn)載介質(zhì)中的粉塵，進(jìn)入除塵器的除塵空間。由于受外力的作用，將粉塵推移到分離界面，隨粉塵向分離界面推移，濃度越來越大，為固氣分離進(jìn)一步作好準(zhǔn)備。

②分離階段:當(dāng)高濃度的塵流流向分離界面以后，存在兩種作用機(jī)理：其一，運(yùn)載介質(zhì)運(yùn)載粉塵的能力逐漸達(dá)到極限狀態(tài)，在粉塵懸浮和沉降趨勢上，以沉降為主，并通過粉塵沉降，使之從運(yùn)載介質(zhì)中分離出來；其二，在高濃度塵流中，粉塵顆粒的擴(kuò)散與凝聚趨勢，以凝聚為主，顆粒之間可以彼此凝聚，也可在介質(zhì)界面上凝聚并吸附。編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology（2）排塵過程經(jīng)過分離界面以后，已分離的粉塵通過排塵口排出的過程。

（3）排氣過程已除塵后相對凈化的氣流從排氣口排出的過程。6.2除塵器編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology6.2.2選煤廠常用除塵設(shè)備

1.單筒旋風(fēng)除塵器（1）單筒旋風(fēng)除塵器利用旋風(fēng)氣流對塵粒和空氣所產(chǎn)生慣性離心力大小的不同，使塵粒和氣流進(jìn)行分離。簡單的單筒旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)如圖6-1所示。6.2除塵器編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology6.2除塵器單筒旋風(fēng)除塵器

圖6-1旋風(fēng)除塵器示意圖1—圓筒體；2—圓錐體；3—進(jìn)氣管；4—頂蓋；5—排氣口；6—排塵口編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology6.2除塵器

(2)工作原理：含塵氣流由進(jìn)氣管以12～25m/s的速度沿切線方向進(jìn)入圓筒體，在外圓筒和中央排氣管之間向下作螺旋運(yùn)動(dòng)。在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生慣性離心力。塵粒一方面受氣流運(yùn)動(dòng)的影響，在其中旋轉(zhuǎn)下降；另一方面則受離心力的作用，逐漸向外擴(kuò)散接近筒壁。最終與外圓筒的內(nèi)壁相碰，沿內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)滑下，被收集在中間底部的排灰口，并由此排出。氣體則因質(zhì)量小，受離心力作用甚微，隨圓錐形的收縮轉(zhuǎn)向除塵器的中心，并受底部阻力作用，轉(zhuǎn)而上升，形成一股上升旋流，從排氣管上端排出，實(shí)現(xiàn)除塵作用。(3)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便?？捎糜谔幚砗瑝m濃度在0.01～500mg/m3范圍內(nèi)的各種氣體。編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology6.2除塵器

2.多管旋風(fēng)除塵器多管旋風(fēng)除塵器由若干個(gè)小直徑的旋風(fēng)除塵器并聯(lián)組成。構(gòu)造和工作原理與普通旋風(fēng)除塵器基本相同。

圖6-2立式多管旋風(fēng)除塵器1—外殼；2—支撐部分；3—灰斗；4—進(jìn)氣管；5—排氣管；6—頂蓋；7、8—支撐花板；9—旋風(fēng)子；10—填料；11—導(dǎo)向葉片；12—排氣導(dǎo)管；13—排塵口編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology6.2除塵器3.水膜除塵器水膜除塵器是利用噴霧或其他方式，在除塵器的內(nèi)壁形成一薄層水膜，有效地防止粉塵在器壁上反彈、沖刷等作用引起的二次揚(yáng)塵，因而大大提高了除塵器的效率。水膜除塵器有立式和臥室兩種。

編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology6.2除塵器（1）立式旋風(fēng)水膜除塵器立式旋風(fēng)水膜除塵器的進(jìn)氣方式，可從切線進(jìn)氣，也可從中心進(jìn)氣，通過導(dǎo)流葉片獲得旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。噴水可采用四周噴霧、中心噴霧、上部周邊噴水等方式。含塵氣體由筒體下部沿切向進(jìn)入除塵器，旋轉(zhuǎn)上升。在離心力作用下分離出來的粉塵，甩向器壁，被水膜層吸收，隨被污染的水排出，凈化后的氣體由上部排出。編輯pptGLS型旋風(fēng)水膜除塵器1—進(jìn)氣口；2—圓筒段；3—排氣口；4—圓錐段；5—排塵口；6—環(huán)形噴水管Xi’anuniversityofscienceandtechnology編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology6.2除塵器（2）臥式旋風(fēng)水膜除塵器該類除塵器又稱水鼓除塵器，或稱旋筒式水膜除塵器，其結(jié)構(gòu)見圖6-2。臥式旋風(fēng)水膜除塵器1—螺旋導(dǎo)流葉片；2—外殼；3—內(nèi)筒；4—水槽；5—通道高度編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology

結(jié)構(gòu)：臥式旋風(fēng)水膜除塵器由橫置的倒卵形外殼、內(nèi)筒、螺旋導(dǎo)流片、水槽等部件組成。螺旋葉片繞在內(nèi)筒上，并固定在外殼內(nèi)壁上，使外殼和內(nèi)筒之間的間隙被分隔成一個(gè)螺旋狀的通道，溝通進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口。除塵過程：含塵氣流由除塵器一端切向給入，沖擊水面后，在螺旋通道內(nèi)流動(dòng)。氣流沖擊殼體下部的水，產(chǎn)生水花、水霧并隨氣流運(yùn)動(dòng)，在外殼內(nèi)壁形成3～5㎜的水膜。水花、水膜與粉塵相遇時(shí)，將塵粒捕集。在離心力作用下，塵粒和水霧均被甩到外殼內(nèi)壁的水膜上，隨之流入下部水槽。6.2除塵器編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology

4.袋式除塵器袋式除塵器是基于過濾原理的過濾式除塵設(shè)備，利用有機(jī)纖維或無機(jī)纖維過濾布將氣體中的粉塵過濾出來。脈沖噴吹清灰袋式除塵器的結(jié)構(gòu)由上箱體、中箱體、下箱體和控制閥組成。袋式除塵器將含塵氣體由進(jìn)氣口進(jìn)入中部箱體，從袋外進(jìn)入布袋內(nèi)，粉塵被阻擋在濾袋外的表面上，凈化的空氣進(jìn)入袋內(nèi)，再由布袋上部進(jìn)入上箱體，最后由排氣管排出。

6.2除塵器編輯ppt脈沖噴吹清灰袋式除塵器Xi’anuniversityofscienceandtechnology為防止過濾時(shí)，濾袋可能被吸癟，濾袋內(nèi)設(shè)有支撐框架，由脈沖閥控制脈沖性的向?yàn)V袋內(nèi)噴出高速、高壓氣流，使濾袋急劇膨脹、收縮，引起沖擊振動(dòng)。袋外附著的粉塵，一部分靠重力落入下部灰袋內(nèi)，一部分由于瞬時(shí)產(chǎn)生的、由內(nèi)向外的氣流將其吹落，進(jìn)入灰斗。最后經(jīng)泄塵閥排出。該類型除塵器，可以在不停風(fēng)的狀態(tài)下進(jìn)行清灰。編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology

6.2除塵器

5.電除塵器

（1）優(yōu)點(diǎn)：①分離效率高，可以有效地清除微粒子；②處理氣體量大且阻力低；③適用于高溫和腐蝕性氣體；④運(yùn)行費(fèi)用低。

（2）缺點(diǎn)：

①投資費(fèi)用高，設(shè)備龐大，占地面積大；②設(shè)備制造、安裝、維護(hù)要求高；③對粉塵的特性較為敏感。編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology6.2除塵器（3）電除塵器的分離機(jī)理

①氣體電離過程

若在兩特定電極間通以高壓直流電，建立電場使電極系統(tǒng)的電壓超過臨界電壓，使氣體電離，產(chǎn)生電暈放電。在放電極周圍很小范圍內(nèi)電場強(qiáng)度很強(qiáng)，足以使氣體電離。出現(xiàn)電暈后，在電場內(nèi)形成兩個(gè)區(qū)域：一是放電極附近的電暈區(qū)，該區(qū)在離放電極表面2～3mm的范圍內(nèi)。在這一區(qū)域內(nèi)，由于放電極表面有足夠高的電場強(qiáng)度，使氣體電離，產(chǎn)生大量的正離子和電子。這時(shí)若放電極上施加的是負(fù)電壓，則產(chǎn)生負(fù)電暈放電，電子移向正極而正離子移向放電極本身。另一區(qū)為電暈外區(qū)，該區(qū)占有電極之間的大部分空間，區(qū)內(nèi)并不產(chǎn)生氣體電離。編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology6.2除塵器②塵粒荷電過程

由于電暈區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的離子或電子進(jìn)入電暈外區(qū)，與中性分子發(fā)生碰撞，使塵粒荷電。荷電量的大小與塵粒粒徑、電場強(qiáng)度、離子的熱能及停留時(shí)間等因素有關(guān)。通常認(rèn)為塵粒荷電有兩種機(jī)理：即電場荷電和擴(kuò)散荷電。前者是由于在電場作用下，離子與塵粒碰撞，粘附于塵粒上荷電。后者是由于離子的不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)、氣體擴(kuò)散與塵粒碰撞、粘附，使塵粒荷電。編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology6.2除塵器

③收塵過程

塵粒荷電后，在電場作用下按照自載電荷的極性，向極性相反的電極運(yùn)動(dòng)，并沉積在該電極表面上。通常將塵粒垂直于極板的運(yùn)動(dòng)速度稱為驅(qū)進(jìn)速度。驅(qū)進(jìn)速度的大小與塵粒的荷電量、電場速度、氣體性質(zhì)等因素有關(guān)。帶負(fù)電荷的塵粒與收塵極接觸后，隨即失去電荷，成為中性粒子粘附于電極表面。然后借助振動(dòng)裝置使電極抖動(dòng)，塵粒從電極表面脫落，掉入電除塵器下部的集灰斗不斷地被清除。編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology6.2除塵器

（4）電除塵器的基本類型

電除塵器由除塵器本體和供電裝置兩部分組成。除塵器本體包括放電電極、收塵電極、氣流分布裝置、清灰機(jī)構(gòu)、絕緣裝置和外殼等部分。

①單區(qū)（級）電除塵器在單區(qū)除塵器，粒子的荷電和集塵過程在同一區(qū)域中進(jìn)行，也就是電暈極和收塵極處于同一區(qū)域。②雙區(qū)（級）電除塵器在雙區(qū)電除塵器中，粒子荷電和沉降收塵分別在兩個(gè)區(qū)域中進(jìn)行，在第一區(qū)域中裝有一組電極是塵粒荷電，在第二區(qū)域中裝有另一組電極使塵粒沉降集塵。多應(yīng)用于空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。編輯pptXi’anuniversityofscienceandtechnology6.2除塵器

（5）單區(qū)（級）電除塵器的分類單區(qū)電除塵