大氣污染控制工程 3 顆粒污染物控制技術(shù)專業(yè)課教材

3顆粒污染物控制技術(shù)

大氣污染治理技術(shù)13顆粒污染物控制技術(shù)3顆粒污染物控制技術(shù)本章主要內(nèi)容：粉塵的性質(zhì)和除塵器性能指標(biāo)；重力除塵器、過濾式除塵器、靜電除塵器、濕式除塵器的工作原理、結(jié)構(gòu)性能等基本知識；大氣污染治理技術(shù)23顆粒污染物控制技術(shù)3.1除塵技術(shù)基礎(chǔ)3.1.1粉塵的性質(zhì)粉塵的粒徑大小及分布對除塵機(jī)制、除塵器的設(shè)計及其運(yùn)行效果都有很大影響。1．粉塵粒徑及粒徑分布顆粒是均勻球體，直徑代表粒徑。事實(shí)上顆粒大小不同，形狀各異。單一粒徑：代表單個顆粒大??；平均粒徑：代表由不同大小的顆粒組成的粒子群的粒徑。大氣污染治理技術(shù)33顆粒污染物控制技術(shù)粒徑分布指某一粒子群中不同粒徑的粒子占的比例。個數(shù)分布：以粒子的個數(shù)所占的比例表示；表面積分布：以粒子表面積表示；質(zhì)量分布：以粒子質(zhì)量表示。大氣污染治理技術(shù)43顆粒污染物控制技術(shù)2.粉塵的密度堆積密度：在自然堆積狀態(tài)下，包括粉塵、附著氣體及顆粒間氣體在內(nèi)的密度；真密度：將吸附在塵粒表面及其內(nèi)部的空氣排除后，測得的實(shí)體粉塵的密度。粉塵的真密度研究塵粒在空氣中的運(yùn)動情況，堆積密度計算存?zhèn)}或灰斗的容積等。3.粉塵的安息角將粉塵通過小孔連續(xù)自然堆放在水平面上，堆積錐體的母線與水平面的夾角。評價粉塵流動性。多數(shù)粉塵安息角的平均值在35°～40°左右。對于同一種粉塵，粒徑愈小，安息角愈大；表面愈光滑和愈接近球形的粒子，安息角愈??；含水率愈大，安息角愈大。大氣污染治理技術(shù)53顆粒污染物控制技術(shù)4.粉塵的比表面積單位體積的粉塵具有的總表面積，單位是cm2/cm3。粉塵粒子愈細(xì)，比表面積愈大，物理和化學(xué)活動性顯著，如氧化、溶解、蒸發(fā)、吸附、催化等因細(xì)小顆粒比表面積大而被加速，引起粉塵的爆炸危險性和毒性增加。5.粉塵的潤濕性粉塵能否與液體相互附著或附著難易的性質(zhì)。親水性粉塵（如鍋爐飛灰、石英粉塵等）和疏水性粉塵（如石墨粉塵、炭墨等）。水泥、熟石灰等具有水硬性。6.粉塵的黏附性粉塵顆粒相互附著或附著于固體表面上。影響因素：粉塵的粒徑小、形狀不規(guī)則、表面粗糙、含水率高、潤濕性好及荷電量大易產(chǎn)生黏附現(xiàn)象。除塵系統(tǒng)把器壁面加工光滑，從而減少粉塵的黏附。大氣污染治理技術(shù)63顆粒污染物控制技術(shù)7.粉塵的荷電性粉塵因相互碰撞、摩擦、放射線照射、電暈放電以及接觸帶電體等原因而帶有一定的電荷。粉塵荷電量隨溫度增高、表面積增大、含水量減少增大。8.粉塵的比電阻表示粉塵的導(dǎo)電性能。比電阻是指電流通過面積為1cm2、厚度為1cm的粉塵時具有的電阻值，單位是Ω?cm。電除塵器的比電阻最適宜的范圍是104～2×1010Ω?cm。9.粉塵的爆炸性爆炸性粉塵：某些粉塵（如煤粉等）達(dá)到一定濃度，就會在高溫、明火、電火花、摩擦、撞擊等條件下引起爆炸。粉塵的粒徑越小，比表面積越大，粉塵和空氣的濕度越小，爆炸的危險性就越大。大氣污染治理技術(shù)73顆粒污染物控制技術(shù)3.1.2除塵裝置的性能指標(biāo)（見教材38頁）1.含塵氣體處理量除塵器的進(jìn)出口氣體流量的平均值衡量除塵器處理能力。漏風(fēng)率δ為正值表示向外漏，δ為負(fù)值表示向內(nèi)漏。2.除塵效率（1）除塵器總效率：指在同一時間內(nèi)除塵器捕集的粉塵質(zhì)量占進(jìn)入除塵器的粉塵質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。反映裝置凈化程度的平均值，為平均除塵效率，評定凈化裝置性能的重要技術(shù)指標(biāo)。（2）通過率：指在同一時間內(nèi)，穿過除塵器的粒子質(zhì)量與進(jìn)入的粒子質(zhì)量的比。

大氣污染治理技術(shù)83顆粒污染物控制技術(shù)（3）串聯(lián)運(yùn)行時的總除塵效率當(dāng)兩臺除塵裝置串聯(lián)使用時，已知第一級和第二級除塵器的除塵效率，可以求得除塵系統(tǒng)的總效率。（4）分級效率表示除塵裝置對不同粒徑粉塵或粒徑范圍粉塵的凈化效果。3.除塵裝置的壓力損失壓力損失：含塵氣體經(jīng)過除塵裝置后會產(chǎn)生壓力降，單位是Pa。壓力損失的大小除了與裝置的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)之外，主要與流速有關(guān)。除塵裝置的壓力損失越大，動力消耗也越大，設(shè)備費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用越高。不同的除塵裝置壓力損失有很大不同，一般在500～2000Pa，文丘里除塵器可以達(dá)到9000Pa。大氣污染治理技術(shù)93顆粒污染物控制技術(shù)二、除塵裝置的性能指標(biāo)1.含塵氣體處理量除塵器的進(jìn)出口氣體流量的平均值衡量除塵器處理能力。漏風(fēng)率δ為正值表示向外漏，δ為負(fù)值表示1010向內(nèi)漏。2.除塵效率（1）除塵器總效率：指在同一時間內(nèi)除塵器捕集的粉塵質(zhì)量占進(jìn)入除塵器的粉塵質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。反映裝置凈化程度的平均值，為平均除塵效率，評定凈化裝置性能的重要技術(shù)指標(biāo)。（2）通過率：指在同一時間內(nèi)，穿過除塵器的粒子質(zhì)量與進(jìn)入的粒子質(zhì)量的比。

大氣污染治理技術(shù)103顆粒污染物控制技術(shù)（3）串聯(lián)運(yùn)行時的總除塵效率當(dāng)兩臺除塵裝置串聯(lián)使用時，已知第一級和第二級除塵器的除塵效率，可以求得除塵系統(tǒng)的總效率。（4）分級效率表示除塵裝置對不同粒徑粉塵或粒徑范圍粉塵的凈化效果。3.除塵裝置的壓力損失壓力損失：含塵氣體經(jīng)過除塵裝置后會產(chǎn)生壓力降，單位是Pa。壓力損失的大小除了與裝置的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)之外，主要與流速有關(guān)。除塵裝置的壓力損失越大，動力消耗也越大，設(shè)備費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用越高。不同的除塵裝置壓力損失有很大不同，一般在500～2000Pa，文丘里除塵器可以達(dá)到9000Pa。大氣污染治理技術(shù)113顆粒污染物控制技術(shù)二、

除塵器的分類

1．機(jī)械式除塵采用重力、離心力等機(jī)械力將氣體中塵粒沉降，如重力除塵，慣性除塵、離心除塵等。常用設(shè)備：重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器。2．過濾除塵使含塵氣體通過具有很多毛細(xì)孔的過濾介質(zhì)將污染物顆粒截留下來的除塵方法，如填充層過濾，布袋過濾等。常用設(shè)備：顆粒層過濾器和袋式過濾器。大氣污染治理技術(shù)123顆粒污染物控制技術(shù)3．靜電除塵使含塵氣體通過高壓電場，在電場力的作用下使其得到凈化的過程。常用設(shè)備：干式靜電除塵器和濕式靜電除塵器。4．濕法除塵用水或其他液體濕潤塵粒，捕集粉塵和霧滴的除塵方法，如氣體洗滌、泡沫除塵等。常用設(shè)備：噴霧塔、填料塔、泡沫除塵器、文丘里洗滌器等。大氣污染治理技術(shù)133顆粒污染物控制技術(shù)3.1.3除塵器的分類

1．機(jī)械式除塵采用重力、離心力等機(jī)械力將氣體中塵粒沉降，如重力除塵，慣性除塵、離心除塵等。常用設(shè)備：重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器。2．過濾除塵使含塵氣體通過具有很多毛細(xì)孔的過濾介質(zhì)將污染物顆粒截留下來的除塵方法，如填充層過濾，布袋過濾等。常用設(shè)備：顆粒層過濾器和袋式過濾器。大氣污染治理技術(shù)143顆粒污染物控制技術(shù)3．靜電除塵使含塵氣體通過高壓電場，在電場力的作用下使其得到凈化的過程。常用設(shè)備：干式靜電除塵器和濕式靜電除塵器。4．濕法除塵用水或其他液體濕潤塵粒，捕集粉塵和霧滴的除塵方法，如氣體洗滌、泡沫除塵等。常用設(shè)備：噴霧塔、填料塔、泡沫除塵器、文丘里洗滌器等。大氣污染治理技術(shù)153顆粒污染物控制技術(shù)3.2機(jī)械式除塵器3.2.1重力沉降法重力沉降：利用含塵氣體中的顆粒受重力作用而自然沉降實(shí)現(xiàn)分離。借重力沉降從氣流中分離出塵粒的設(shè)備稱為沉降室，最常見的重力沉降室如圖所示。重力沉降室示意圖大氣污染治理技術(shù)163顆粒污染物控制技術(shù)1.沉降原理含塵氣體進(jìn)入降塵室后，流道截面積擴(kuò)大而速度減慢，顆粒能夠在氣體通過沉降室的時間內(nèi)降至室底，便可從氣流中分離出來。斯拖克斯公式表示出沉降速度的大小與顆粒直徑的關(guān)系。大顆粒的沉降速度較大易分離，小顆粒的沉降速度較小難分離。氣體黏度越大，沉降速度越小。大氣污染治理技術(shù)173顆粒污染物控制技術(shù)使dmin下降的所有參數(shù)，都會使效率提高，因此提高重力沉降室的捕集效率可以采取以下措施：降低沉降室內(nèi)氣流速度u；降低沉降室的高度H；增大沉降室長度L；2.沉降室的特點(diǎn)及其他形式優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，造價低，便于維護(hù)管理，壓力損失小，可以處理高溫氣體。缺點(diǎn)：沉降小顆粒效率低，只能除去50μm以上的大顆粒，除塵效率40%～70%，主要用于高效除塵裝置的前級除塵器。大氣污染治理技術(shù)183顆粒污染物控制技術(shù)大氣污染治理技術(shù)193顆粒污染物控制技術(shù)多層重力除塵器大氣污染治理技術(shù)203顆粒污染物控制技術(shù)3.2.2慣性除塵器1.慣性除塵原理含塵氣流沖擊在擋板上，氣流方向發(fā)生急劇改變；塵粒借助本身的慣性力作用與擋板撞擊方向也發(fā)生改變，由于重力作用從氣流中分離。慣性除塵器除慣性力作用外，還有離心力和重力作用。大氣污染治理技術(shù)213顆粒污染物控制技術(shù)2.慣性除塵器類型碰撞式：捕集氣流中較粗粒子,單級型和多級型；回轉(zhuǎn)式：通過改變氣流流動方向而捕集較細(xì)粒子。彎管型、百葉箱型和多層隔板型。

單級型多級型大氣污染治理技術(shù)223顆粒污染物控制技術(shù)A彎管型；b百葉窗型；c多層隔板塔型大氣污染治理技術(shù)233顆粒污染物控制技術(shù)3.特點(diǎn)氣流速度愈高，氣流方向轉(zhuǎn)角愈大，轉(zhuǎn)變次數(shù)愈多，凈化效率愈高，壓力損失也愈大。凈化對象：去除密度和粒徑較大的金屬或礦物性粉塵效率較高。粘結(jié)性和纖維性粉塵，因易堵塞不宜用。壓力損失為100～1000Pa。凈化效率不高，捕集10—20μm以上的粗塵粒，一般用于多級除塵的第一級除塵。大氣污染治理技術(shù)243顆粒污染物控制技術(shù)3.2.3旋風(fēng)除塵旋風(fēng)除塵：使含塵氣體做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，借作用于塵粒的離心力把塵粒從氣體中分離出來。1.旋風(fēng)除塵原理組成：筒體、錐體、進(jìn)氣管、排氣管和灰斗。含塵氣體由進(jìn)口切向進(jìn)入，沿筒體內(nèi)壁由上向下做圓周運(yùn)動。向下旋轉(zhuǎn)的氣流到達(dá)錐體頂部附近時折轉(zhuǎn)向上，在中心區(qū)域旋轉(zhuǎn)上升，最后由排氣管排出。塵粒在內(nèi)、外旋流的作用下到達(dá)外壁落到灰斗收集。旋風(fēng)除塵器工作原理大氣污染治理技術(shù)253顆粒污染物控制技術(shù)2.影響旋風(fēng)除塵器性能因素影響因素：結(jié)構(gòu)形式、粉塵性質(zhì)、運(yùn)行操作條件等。（1）除塵器結(jié)構(gòu)①筒體直徑在相同的轉(zhuǎn)速下，筒體的直徑越小，塵粒受到的離心力越大，除塵效率就越高。筒體直徑過小，處理量顯著降低，流體阻力增大，易造成反混，使效率下降。筒體直徑一般＞150mm。為保證除塵效率，筒體的直徑≤1100mm。②筒體及錐體長度筒體和錐體高度增加，增加氣體在除塵器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，有利于分離塵粒。但會增加阻力，實(shí)際上筒體和錐體總高度＜5倍筒體直徑。大氣污染治理技術(shù)263顆粒污染物控制技術(shù)③入口形式大致可分為軸向進(jìn)入式和切向進(jìn)入式。a.軸流式旋轉(zhuǎn)除塵器利用導(dǎo)流葉片使氣流在除塵器內(nèi)旋轉(zhuǎn)，除塵效率比切流反轉(zhuǎn)式低，但處理量大。b.切流返轉(zhuǎn)式旋風(fēng)除塵器含塵氣體由筒體側(cè)面沿切線方向?qū)?，氣流在圓筒部分旋轉(zhuǎn)向下，進(jìn)入錐體，到達(dá)錐體頂端前返轉(zhuǎn)向上，清潔氣體經(jīng)同一端的排氣管引出。根據(jù)其不同進(jìn)入型式又可分為直入式和蝸殼式；除塵器入口斷面的寬高比越小，進(jìn)口氣流在徑向方向越薄，越有利于粉塵在圓筒內(nèi)分離和沉降，收塵效率越高。因此，進(jìn)口斷面多采用矩形，寬高之比為2左右。大氣污染治理技術(shù)273顆粒污染物控制技術(shù)大氣污染治理技術(shù)283顆粒污染物控制技術(shù)④排氣口尺寸旋風(fēng)除塵器的排氣管口均為直筒形。過深，效率提高，但阻力增大；過淺，效率降低，阻力減小。因為短淺可能會造成排氣管短路現(xiàn)象，塵粒來不及分離就從排氣管排出。減小排氣管直徑會加大出口阻力，一般排氣管直徑為筒體直徑的0.4～0.65倍。（2）入口速度提高旋風(fēng)除塵器的入口風(fēng)速，將使粉塵受到的離心力增大，分割粒徑變小，除塵效率提高。但入口風(fēng)速過大，除塵器內(nèi)氣流運(yùn)動過于強(qiáng)烈，會把有些已分離的粉塵重新帶走，除塵效率反而下降，除塵器的阻力也急劇上升。進(jìn)口速度應(yīng)控制在12～25m/s之間為宜。大氣污染治理技術(shù)293顆粒污染物控制技術(shù)（3）除塵器底部的嚴(yán)密性旋風(fēng)式除塵器由于氣流旋轉(zhuǎn)的作用，其底部總是處于負(fù)壓狀態(tài)。除塵器的底部不嚴(yán)密，漏風(fēng)就會把灰斗里的粉塵重新卷入內(nèi)旋渦并帶出除塵器，使除塵效率顯著下降。收塵量不大的除塵器，可在排塵口下設(shè)置固定灰斗，保證一定的灰封，定期排灰。（4）粉塵的性質(zhì)當(dāng)粉塵的密度和粒徑增大時，除塵器效率明顯提高。氣體溫度和黏度增大時，除塵器效率下降。大氣污染治理技術(shù)303顆粒污染物控制技術(shù)3.旋風(fēng)除塵器性能指標(biāo)分離效率由廢氣中含塵量、含塵粒徑分布決定，粒度越小，離心力越小，效率低。氣體通過除塵器壓強(qiáng)降應(yīng)盡量小，是摩擦阻力、局部阻力及氣體旋轉(zhuǎn)動能損失總和。4.旋風(fēng)除塵器特點(diǎn)①結(jié)構(gòu)簡單、造價便宜、體積小、操作維修方便，可用各種材料制造；②壓力損失中等，動力消耗小，除塵效率高，可達(dá)85%左右，高效的可達(dá)90%左右；③適用于粉塵負(fù)荷變化大，高溫、高壓及腐蝕性的含塵氣體，可以直接回收干粉塵；④沒有運(yùn)動部件，運(yùn)行管理簡便。大氣污染治理技術(shù)313顆粒污染物控制技術(shù)3.3過濾式除塵器兩類代表：顆粒層除塵器和袋式除塵器。3.3.1顆粒層除塵器機(jī)理：顆粒層除塵器利用顆粒狀物料（如硅石、礫石、焦炭等）作為填料層的一種內(nèi)濾式除塵裝置。在除塵過程中，氣體中的粉塵粒子主要是在慣性碰撞、截留、擴(kuò)散、重力沉降和靜電力等多種力的作用下分離出來的。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、過濾能力不受灰塵比電阻影響、能夠凈化易燃易爆的含塵氣體、維修方便、耐高溫、耐腐蝕、效率高等。廣泛應(yīng)用于高溫?zé)煔獾某龎m。大氣污染治理技術(shù)323顆粒污染物控制技術(shù)顆粒層除塵器的結(jié)構(gòu)形式主要有移動床顆粒層除塵器和梳耙式顆粒層除塵器。1.移動床顆粒層除塵器分為平行流式和交叉流式。交叉流式用的更多，潔凈顆粒濾料均勻、穩(wěn)定地向下移動，含塵氣流經(jīng)過氣流分布擴(kuò)大斗水平運(yùn)動，均勻分布于床層中。2.梳耙式顆粒層除塵器顆粒層除塵器中最常用的是帶梳耙反吹清灰旋風(fēng)式顆粒層除塵器。大氣污染治理技術(shù)333顆粒污染物控制技術(shù)大氣污染治理技術(shù)343顆粒污染物控制技術(shù)顆粒層除塵器的性能指標(biāo)：除塵效率、床層阻力和過濾風(fēng)速。主要影響因素：床層顆粒的粒徑、床層厚度和過濾風(fēng)速

。對單層旋風(fēng)顆粒層除塵器，顆粒粒徑以2～5mm為宜，其中小于3mm粒徑的顆粒應(yīng)占1/3以上。顆粒層厚度一般為100～200mm，顆粒常用表面粗糙的硅石（顆粒粒徑為1.5～5mm）,其耐磨性和耐腐蝕性都很強(qiáng)。過濾風(fēng)速取30～40m/min，除塵器總阻力約1000～1200Pa，對0.5μm以上的粉塵，過濾效率＞95%。大氣污染治理技術(shù)353顆粒污染物控制技術(shù)3.3.2袋式除塵器袋式除塵器：利用棉、毛或人造纖維等加工的濾布捕集塵粒的裝置。1.袋式除塵原理①除塵過程圖示是典型的袋式除塵器。室內(nèi)懸吊著濾袋，當(dāng)含塵氣流穿過濾袋時，粉塵便捕集在濾袋上，凈化后的氣體從出口排出。經(jīng)過一段時間，開啟空氣反吹系統(tǒng)，袋內(nèi)的粉塵被反吹氣流吹入灰斗。袋式除塵器大氣污染治理技術(shù)363顆粒污染物控制技術(shù)過濾介質(zhì)和粉塵層的示意圖過濾棉纖維濾層粉塵微粒橋大氣污染治理技術(shù)373顆粒污染物控制技術(shù)①含塵氣體通過清潔濾布，起捕塵作用的主要是纖維，清潔濾布空隙率大，除塵效率低；②捕集的粉塵量不斷增加，一部分嵌入到濾布內(nèi)部，一部分覆蓋表面形成粉塵層，含塵氣體的過濾主要依靠粉塵層，大大提高除塵效率。③袋式除塵器以顆粒去除顆粒。粉塵層增厚，除塵效率增加，但氣體的阻力損失增加。因此粉塵積累到一定厚度，需用各種清灰方式將粉塵排出除塵器。2．除塵機(jī)理濾布網(wǎng)孔較大，為20—50μm，表面起絨的油布約5—10μm，但能除去1μm以下的塵粒，主要機(jī)理：①篩濾：粉塵粒徑大于濾布孔隙，粉塵被截留下來。新濾布孔隙遠(yuǎn)大于粉塵粒徑，所以阻留作用很小。當(dāng)濾布表面沉積大量粉塵后，阻留作用顯著增大。大氣污染治理技術(shù)383顆粒污染物控制技術(shù)②慣性碰撞：含塵氣流接近濾布纖維，氣流將繞過纖維，塵粒由于慣性作用繼繼直線前進(jìn)，撞到纖維上被捕集。慣性碰撞作用，隨粉塵粒徑及流速的增大而增強(qiáng)。③擴(kuò)散：在氣流速度很低時，小于1μm的塵粒在氣體分子的撞擊下脫離流線，象氣體分子一樣作布朗運(yùn)動，如果在運(yùn)動過程中和纖維接觸，即可從氣流中分離出來。④靜電作用：粉塵和濾布表面都可能帶有電荷，電荷相反時，粉塵易吸附在濾布上；反之粉塵將受到排斥。如有外加電場，可強(qiáng)化靜電效應(yīng)，提高除塵效率。⑤重力沉降：當(dāng)緩慢運(yùn)動的含塵氣流進(jìn)入除塵器后，粒徑和密度大的塵粒，可能因重力作用自然沉降下來。大氣污染治理技術(shù)393顆粒污染物控制技術(shù)慣性碰撞除塵機(jī)理擴(kuò)散和靜電力除塵機(jī)理大氣污染治理技術(shù)403顆粒污染物控制技術(shù)2.影響因素（1）過濾風(fēng)速指氣體通過濾布時的平均速度。在工程上是指單位時間內(nèi)通過單位面積濾布的含塵氣體的流量。一般選用范圍為0.6～1.0m/min。提高過濾風(fēng)速可以減少過濾面積，提高濾料的處理能力。但風(fēng)速過高會把濾袋上的粉塵壓實(shí)，使阻力加大，還會引起頻繁的清灰。風(fēng)速低，阻力也低，除塵效率高，但處理量下降。（2）壓力損失袋式除塵器的壓力損失△p是由清潔濾料的壓力損失△pf和過濾層的壓力損失pd組成。公式見教材53頁。袋式除塵器的壓力損失與過濾速度和氣體黏度成正比，而與氣體密度無關(guān)。大氣污染治理技術(shù)413顆粒污染物控制技術(shù)（3）濾料結(jié)構(gòu)與性質(zhì)過濾材料簡稱濾料，要求具有耐磨、耐腐、阻力低、成本低及使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。中國生產(chǎn)的濾料有三大類，即玻璃纖維濾料、聚合物濾料和覆膜濾料。（4）清灰方式袋式除塵器的清灰方式有簡易清灰、逆氣流反吹清灰、氣環(huán)反吹清灰、脈沖噴吹清灰、機(jī)械振動與反氣流聯(lián)合清灰及聲波清灰等。教材55頁圖3-15是常用的幾種典型的清灰機(jī)理示意圖。大氣污染治理技術(shù)423顆粒污染物控制技術(shù)振動型逆氣流型吹灰圈型脈沖反吹型大氣污染治理技術(shù)433顆粒污染物控制技術(shù)3.袋式除塵器的結(jié)構(gòu)和分類（1）袋式除塵器的結(jié)構(gòu)形式①上進(jìn)風(fēng)式和下進(jìn)風(fēng)式為了安裝、操作方便，減少積灰對正常運(yùn)行的影響，多采用下進(jìn)氣方式。②圓袋式和扁袋式扁袋式是指濾袋為平板形、梯形、楔形以及非圓筒形。③吸入式和壓入式吸入式風(fēng)機(jī)位于除塵器之后，除塵器負(fù)壓工作。壓入式風(fēng)機(jī)位于除塵器之前，除塵器為正壓工作。④內(nèi)濾式和外濾式大氣污染治理技術(shù)443顆粒污染物控制技術(shù)大氣污染治理技術(shù)453顆粒污染物控制技術(shù)（2）袋式除塵器的分類根據(jù)清灰方法不同，分為五類：機(jī)械振動類、反吹風(fēng)類、噴嘴反吹類、脈沖噴吹類和聯(lián)合清灰。大氣污染治理技術(shù)463顆粒污染物控制技術(shù)反吹風(fēng)袋式除塵器

大氣污染治理技術(shù)473顆粒污染物控制技術(shù)過濾、反吹、沉降三狀態(tài)袋式除塵器大氣污染治理技術(shù)483顆粒污染物控制技術(shù)噴嘴類回轉(zhuǎn)反吹袋式除塵器大氣污染治理技術(shù)493顆粒污染物控制技術(shù)脈動噴吹袋式除塵器

大氣污染治理技術(shù)503顆粒污染物控制技術(shù)4.袋式除塵器的濾布濾布是袋式除塵器主要組成部分之一，對除塵器的造價、工作性能和運(yùn)行費(fèi)用都有很大影響。選擇濾布，考慮因素：容塵量大，清灰后能保留一定的粉塵層，除塵效率仍較高；透氣性好，過濾阻力低；抗皺折、耐高溫、耐腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度高，使用壽命長；吸濕性小，易于清除粘附在上面的粉塵粒子；成本低，濾布材料可用天然纖維(棉毛織品)、無機(jī)纖維(陶瓷玻璃纖維)和合成纖維。大氣污染治理技術(shù)513顆粒污染物控制技術(shù)5.袋式除塵器特點(diǎn)1）特點(diǎn)除塵效率高，特別是細(xì)粉，達(dá)99％以上；適應(yīng)性強(qiáng)，能處理不同類型的顆粒污染物(包括電除塵器不易處理的高比電阻粉塵),且可大可小。操作彈性大，含塵濃度變化大，對除塵效率影響不大。除塵效率對氣流速度變化也有穩(wěn)定性；結(jié)構(gòu)簡單，便于回收干料，沒污泥處理。2）袋式除塵器應(yīng)用條件受濾布的耐溫、耐腐等操作性能限制；濾布的使用溫度要小于300℃；袋式除塵器不適于粘結(jié)性強(qiáng)及吸濕性強(qiáng)的塵粒，否則會致使濾袋堵塞，破壞正常操作。大氣污染治理技術(shù)523顆粒污染物控制技術(shù)大氣污染治理技術(shù)533顆粒污染物控制技術(shù)

袋式除塵設(shè)備大氣污染治理技術(shù)543顆粒污染物控制技術(shù)內(nèi)濾式機(jī)械振打袋式除塵器大氣污染治理技術(shù)553顆粒污染物控制技術(shù)圓筒脈沖袋式除塵器大氣污染治理技術(shù)563顆粒污染物控制技術(shù)3.3.3袋式除塵器的選型1.過濾風(fēng)速的選擇過濾風(fēng)速是單位時間內(nèi)、單位面積濾布上氣體的通過量（m/min）。主要考慮因素：含塵氣流的濃度、氣體溫度、粉塵特性、含水量、濾料等。過濾風(fēng)速選用范圍滌綸濾料一般為0.6～1.0m/min，玻璃纖維濾料一般為0.4～0.5m/min。2.計算過濾面積根據(jù)氣體處理量大小，選擇適當(dāng)過濾速度，計算過濾面積。若面積太大，則設(shè)備投資大；若面積過小，則過濾阻力大，操作費(fèi)用高，濾布使用壽命短。確定過濾面積后，可以按照粉塵的性質(zhì)、氣量大小等參數(shù)，直接選用合適的除塵器類型。如果自行設(shè)計，可以進(jìn)行下面的步驟。大氣污染治理技術(shù)573顆粒污染物控制技術(shù)3.濾袋袋數(shù)的確定見教材58頁公式3-26。濾袋直徑由濾布規(guī)格確定，一般100～300mm，濾袋的長度一般取3～5m，有時高達(dá)10~12m。濾袋的排列形式有三角形排列和正方形排列。4.壓力損失的選擇壓力損失的大小受多種因素的影響，所以確定了壓力損失也就確定了操作的主要的參數(shù)，如清灰方式等。采用一級除塵時，一般壓力損失在980～1470Pa；采用二級除塵時，一般壓力損失在490～784Pa。5.過濾材料的選擇在選擇過濾材料時，要根據(jù)氣體的溫濕度等物理化學(xué)性質(zhì)；粉塵的粒度、化學(xué)組成、酸堿性、吸濕性、荷電性、爆炸性、腐蝕性等，選擇適當(dāng)?shù)臑V布。大氣污染治理技術(shù)583顆粒污染物控制技術(shù)①含水量較小，無酸性時可根據(jù)含塵氣體溫度選用。當(dāng)溫度低于130℃時，常用500～550g/m2滌綸針刺氈；當(dāng)溫度低于250℃時，宜選用芳綸諾梅克斯針刺氈，有時采用800g/m2玻璃纖維針刺氈和800g/m2緯雙重玻璃纖維織物，或氟鎂（FMS）高溫濾料。②當(dāng)含水分量較大，粉塵濃度也較大時，宜選用防水、防油濾料（或稱抗結(jié)露濾料）或覆膜濾料（基布應(yīng)是經(jīng)過防水處理的針刺氈）。③當(dāng)含塵氣體含酸、堿性且氣體溫度低于190℃，常選用萊通針刺氈。若氣體溫度低于240℃，耐酸堿性要求不太高時，可選用聚酰亞胺針刺氈。大氣污染治理技術(shù)593顆粒污染物控制技術(shù)④當(dāng)含塵氣體為易燃易爆氣體時，選用防靜電滌綸針刺氈；當(dāng)含塵氣體既有一定的水分又為易燃易爆氣體時，選用防水、防油、防靜電（三防）滌綸針刺氈。6.清灰方式的選擇袋式除塵器各種清灰方式、濾袋的形狀所用濾料的選擇見教材59頁表3-4。袋式除塵器是目前運(yùn)用最廣泛的除塵裝置，幾乎運(yùn)用到任何的工業(yè)部門和場合，具體針對不同的粉塵選用的濾料和清灰方式參見教材59頁表3-5。大氣污染治理技術(shù)603顆粒污染物控制技術(shù)

3.3.4國內(nèi)常見的袋式除塵器的型號表示袋式除塵器規(guī)格的項目主要有：①名稱；②形式；③清灰方法；④過濾面積；⑤濾袋（數(shù)量、材質(zhì)、尺寸等）；⑥本體外形尺寸；⑦質(zhì)量。表示袋式除塵器性能的項目主要有：①試驗粉塵的名稱，粉塵的粒徑分布，粉塵的中位徑，粉塵的真密度；②工作溫度；③過濾速度，處理風(fēng)量；④設(shè)備阻力；⑤入口粉塵濃度；⑥除塵率，穿透率，漏風(fēng)率；⑦耐壓強(qiáng)度；⑧反吹風(fēng)機(jī)的型號、功率；⑨能量消耗中的壓縮空氣流量。1.LD18型機(jī)械振打袋式除塵器的技術(shù)性能大氣污染治理技術(shù)613顆粒污染物控制技術(shù)表3-7LD18型機(jī)械振打袋式除塵器的技術(shù)性能技術(shù)性能型號LD18-36LD18-54LD18-72LD18-108濾袋數(shù)/條過濾面積/m2處理氣體量m3/h)壓力損失Pa36304500～5400784～98054456750～8100784～98072609000～10800784～9801089013500～16200784～980LD18（過濾袋式每個除塵箱由18條濾袋組成）型機(jī)械振打袋式除塵器的技術(shù)性能見表3-7。大氣污染治理技術(shù)623顆粒污染物控制技術(shù)2.CXS型玻璃纖維袋式除塵器CXS型玻璃纖維袋式除塵器分為小、中和大型，分別用CXS-X-n、CXS-Z-n、CXS-D-n表示。其入口含塵濃度<80g/m3，入口體溫度<260℃,設(shè)備阻力<1176.8Pa,除塵效率>99.9%。大氣污染治理技術(shù)633顆粒污染物控制技術(shù)3.3.5、袋式除塵器的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢1.除塵效率大大提高，適應(yīng)性大大增強(qiáng)目前，我國袋式除塵器的除塵濃度一般低于30～50mg/m3。許多袋式除塵器除塵濃度在10mg/m3以下，有時低于1～5mg/m3。袋式除塵器在適應(yīng)高含塵濃度方面實(shí)現(xiàn)了很大的突破。能夠直接處理濃度大于1400g/m3的含塵氣體，而不需要預(yù)除塵。以長袋低壓脈沖袋式除塵器的核心技術(shù)為基礎(chǔ)，強(qiáng)化其過濾、清灰和安全防爆功能，形成高濃度煤粉收集技術(shù)，已成功地用于煤磨系統(tǒng)的收粉工藝。大氣污染治理技術(shù)643顆粒污染物控制技術(shù)2.濾料材質(zhì)和濾袋制造技術(shù)顯著提高過濾材料出現(xiàn)了一系列新型過濾材料，突破了原來的“袋式”概念，形成剛性過濾部件，不需要縫制，也不需要袋籠骨架，安裝維護(hù)十分方便。采用覆膜濾料（如諾梅克斯外，P84、萊登、巴士福等）已商品化；針刺氈濾料廣泛應(yīng)用，玻璃纖維針刺氈技術(shù)也已成熟，對普通針刺濾料通過燒毛、砑光、憎油、憎水、阻燃、抗水解、防靜電、熱定型等處理使其過濾性能和粉塵剝離性能優(yōu)化；濾袋制造已形成規(guī)范化和專業(yè)化，與濾袋配套使用的八角袋籠及其袋籠機(jī)廣泛應(yīng)用，亦形成標(biāo)準(zhǔn)化和批量生產(chǎn)。大氣污染治理技術(shù)653顆粒污染物控制技術(shù)3.袋式除塵器的優(yōu)選進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，反吹風(fēng)等弱力清灰的除塵器及其應(yīng)用有下降趨勢，而脈沖噴吹類強(qiáng)力清灰的除塵器則逐漸成為首選的設(shè)備。長袋低壓脈沖新一代脈沖袋式除塵器，具有清灰能力強(qiáng)、除塵效率高、占地面積少、設(shè)備阻力小、所需清灰氣源壓力低、能耗少、換袋方便等優(yōu)點(diǎn)，日益廣泛地用于大多數(shù)工業(yè)部門。4.新型的清灰方式清灰方式出現(xiàn)了超聲波式的新型清灰方式。采用200～300kHz的超聲波使濾料周圍的空氣發(fā)生振動，促進(jìn)粒子的凝聚，實(shí)現(xiàn)清灰，但應(yīng)在清潔氣體的出口安裝消音器。如超聲波法與反吹清灰配合使用的效果更佳，還能延長濾袋的壽命。大氣污染治理技術(shù)663顆粒污染物控制技術(shù)5.自動控制技術(shù)的應(yīng)用除塵器自動控制于1983年開始采用微機(jī)技術(shù)。目前，袋式除塵和電除塵廣泛應(yīng)用可編程控制器（PLC），工控機(jī)（IPC）的應(yīng)用也在擴(kuò)大。除了清灰程序控制（定壓差或定時可任選）外，袋式除塵自控系統(tǒng)還包括對溫度、壓差、壓力、流量等參數(shù)的監(jiān)測和控制；對噴吹裝置、停風(fēng)閥、卸灰閥等部件的工況監(jiān)視；清灰參數(shù)顯示；故障報警等。大氣污染治理技術(shù)673顆粒污染物控制技術(shù)3.3.6袋式除塵器應(yīng)用實(shí)例1.粉塵的性質(zhì)電廠使用的鍋爐為NG130/39-2型固體排渣煤粉爐，鍋爐產(chǎn)汽量為130t/h。設(shè)計煤種為褐煤，飛灰的電阻率為1.23×1012Ω·cm（溫度172℃）,飛灰的真密度為2.2g/cm3,飛灰的粒徑分布見表3-11。大氣污染治理技術(shù)683顆粒污染物控制技術(shù)表3-11鍋爐飛灰的粒徑分布粒徑/μm<55～1515～3030～5050～100>100質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%17.311068.924.420.517.3大氣污染治理技術(shù)693顆粒污染物控制技術(shù)2.工藝流程鍋爐空氣預(yù)熱器出口的煙氣，通過2個進(jìn)氣聯(lián)箱均勻分配進(jìn)入除塵器的10個袋室，經(jīng)濾袋凈化后的煙氣由10根排氣支管匯集于排氣總管，由引風(fēng)機(jī)排入全廠4臺鍋爐共用的120m高的煙囪。配套使用的引風(fēng)機(jī)全風(fēng)壓為3580Pa，風(fēng)量為197000m3/h。通風(fēng)機(jī)全風(fēng)壓為4600Pa,風(fēng)量為78200m3/h。3.除塵器結(jié)構(gòu)及其主要設(shè)計參數(shù)袋式除塵器為鋼結(jié)構(gòu)，運(yùn)行層以下除灰斗外為鋼盤混凝土框架，各袋室背靠背布置，前后各5室，共10個袋室。每室寬4m，進(jìn)深5.6m，除塵器全長20m，全寬11.2m，高約20m。大氣污染治理技術(shù)703顆粒污染物控制技術(shù)結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)如下所述（1）煙氣由進(jìn)氣支管經(jīng)百葉窗式擋板進(jìn)入灰斗。煙氣中較粗的粉塵因慣性與重力沉降作用而被分離落入灰斗，因此減輕了濾袋的粉塵負(fù)荷和對濾袋下部的磨損，有利于延長濾袋的使用壽命。（2）由于煙氣溫度較高。濾袋采用無堿玻璃纖維，經(jīng)硅油-石墨-聚四氟乙烯浸布處理。斜紋、單經(jīng)雙緯，布厚0.4mm。此濾布價格適中，透氣性較好，耐高溫，有較長的使用壽命。（3）采用“過濾-反吹清灰-靜止沉降”的三狀態(tài)清灰，優(yōu)于“過濾-反吹清灰”的二狀態(tài)清灰。特別對下進(jìn)風(fēng)袋式除塵器，氣流流動方向和被剝離的粉塵掉落方向相反，若在清灰后設(shè)置一定的靜止時間，就會避免一部分被剝離的粉塵重新被上升氣流帶到濾袋上而降低除灰效果。大氣污染治理技術(shù)713顆粒污染物控制技術(shù)（4）設(shè)備選用的耐高溫電動密閉閥門，工作壓力4000Pa，工作溫度為200℃,密封材料為耐熱氟橡膠，彈簧采用沉淀硬化不銹鋼或1Gr18Ni9Ti。（5）整個系統(tǒng)設(shè)置旁路煙道，可以有效地避免鍋爐運(yùn)行異常煙氣超濕時燒灼濾袋。除塵器主要設(shè)計參數(shù)如下：處理煙氣量300000m3/h濾袋直徑300mm總過濾面積10179m2濾袋長度10m大氣污染治理技術(shù)723顆粒污染物控制技術(shù)煙氣溫度175℃