煙氣除塵-濕式除塵的原理及操作（大氣污染控制技術）

煙氣除塵濕式除塵器學習要求熟悉并掌握濕式除塵器的除塵原理、主要的性能特點及使用條件；了解并熟悉常見濕式除塵器的除塵原理、工作過程、結構及性能特點等；掌握濕式除塵器的運行、維護及管理。能說出濕式除塵器的除塵原理、主要的性能特點及使用范圍；能分析常見濕式除塵器的除塵原理、工作過程、結構和性能特點。本次課學習內容2．常見的濕式除塵器（3）自激噴霧除塵器（4）文丘里洗滌器（5）泡沫除塵器（6）填料洗滌除塵器（3）自激噴霧除塵器①沖擊水浴除塵器

如下圖所示：連續(xù)進氣管的噴頭掩埋在器內的水室里，含塵氣流經噴頭噴出，沖擊水面，氣流急劇改變方向；粒徑較大的塵粒慣性速度大，與水碰撞而被捕集；粒徑較小的塵粒隨氣流以細流的方式穿過水層，激發(fā)出大量泡沫和水花，進一步使塵粒被捕集，達到二次凈化的目的。②自激式除塵器自激式除塵器由洗滌除塵室、排泥裝置和水位控制系統組合而成。如右圖所示。自激式除塵器入口風速一般取15~20m/s，進氣室的下降流速3~4m/s，S通道內的氣流速度18~35m/s.②自激式除塵器除塵效率可達95％，設備壓力損失達1000~1600Pa，耗水量0.04L/m3。自激式除塵器結構緊湊，占地面積小，施工安裝方便，負荷適應性好，耗水量少。缺點是價格較貴，壓力損失大。（4）文丘里洗滌器文丘里洗滌器如圖所示:水在喉管處注入并被高速氣流霧化，塵粒與液滴之間相互碰撞使塵粒沉降。一般由文丘里管(簡稱文氏管)和脫水器兩部分組成。（4）文丘里洗滌器主要部件結構：文氏管由收縮管、喉管和擴散管三部分組成。脫水器也叫除霧器，上端有排氣管，用于排除凈化后的氣體；下端有排塵管接沉淀池，用于排除泥漿。（4）文丘里洗滌器文丘里洗滌器除塵效率主要影響因素：

塵粒與水滴的碰撞效率高低及水氣比有關。塵粒與水滴的碰撞效率越高則效率越高。因此，提高喉部含塵氣體的氣流速度（工程上一般保證氣速在50~80m/s），水的噴射速度應控制在6m/s。運行中藥保持適當的水氣比，以保證高的除塵效率。（4）文丘里洗滌器性能特點：

除塵效率高，結構簡單，體積小，布置靈活，投資費用低，缺點是壓力損失大。常用于高溫煙氣降溫和除塵上。（5）泡沫除塵器泡沫除塵器又稱泡沫塔洗滌器，簡稱泡沫塔。在泡沫設備中與氣體相互作用的液體，呈運動著的泡沫狀態(tài)，使氣液之間有很大的接觸面積，盡可能地增強氣液兩相的湍流程度，保證氣液兩相接觸表面有效更新，達到高效凈化氣體中塵、煙、霧的目的。泡沫除塵器可分為溢流式和淋降式兩種。（5）泡沫除塵器如圖所示：圓筒形溢流式泡沫塔。有一塊或幾塊多孔篩板，洗滌液流到塔板上，保持一定的液層高度，含塵氣流從塔下部導入，均勻穿過塔板上的小孔而分散于液流中，同時產生大量泡沫，增加了氣液兩相接觸表面積，使塵粒被液體捕集。（5）泡沫除塵器除塵效率主要取決于泡沫層厚度，泡沫層厚30毫米時,除塵效率為95~99％；泡沫層厚120毫米時，除塵效率可達99.5％以上。氣流壓力損失50~80毫米水柱。泡沫除塵器其他形式：（6）填料洗滌除塵器填料床洗滌除塵器，又稱填料塔。經過噴淋液淋濕的填料層，有很大的濕潤表面。含塵氣流通過填料層時，塵粒撞上濕填料表面即被俘獲而除去。它適用于易清洗、流動性好的粉塵，并有冷卻氣體和吸收氣體中有害成分的作用。（6）填料洗滌除塵器填料床洗滌除塵器可除去粒徑3微米以上的塵粒,除塵效率約為90％。氣流壓力損失15~50毫米水柱。填料床洗滌除塵器類型較多。下面重點介紹填料塔和湍球塔。（6）填料洗滌除塵器①填料塔根據洗滌液與含塵氣體相互接觸時的流動方向的不同，可分為錯流、順流和逆流式填料塔。右圖為錯流式填料塔。（6）填料洗滌除塵器填料塔常用的填料如圖所示，材質通常為陶瓷、塑料和金屬。填料層的斷面氣體流速一般為0.3~1.5m/s。（6）填料洗滌除塵器②湍球塔湍球塔是一種可浮動填料洗滌除塵器。它將流化床的原理應用到氣液傳質設備中，使填料處于流化狀態(tài)，因而使過程得到強化。②湍球塔如圖所示，塔內柵板上裝有一定數量的球形填料。球形填料在一定氣速下流態(tài)化，形成湍動旋轉并相互碰撞。氣體、液體在球形填料流態(tài)化帶動下，也處于湍動狀態(tài)。氣、固、液三相湍動，因而能有效地把氣體中的粉塵捕集下來。②湍球塔湍球塔所用的球形填料材質使用較多的是高密度聚乙烯球和聚丙烯球。湍球塔除塵效率較高，一般對于粒徑為2μm細塵的除塵效率可達99％以上。煙氣除塵濕式除塵器學習要求熟悉并掌握濕式除塵器的除塵原理、主要的性能特點及使用條件；了解并熟悉常見濕式除塵器的除塵原理、工作過程、結構及性能特點等；掌握濕式除塵器的運行、維護及管理。能說出濕式除塵器的除塵原理、主要的性能特點及使用范圍；能分析常見濕式除塵器的除塵原理、工作過程、結構和性能特點。本次課學習內容1．濕式除塵器的除塵原理2．常見的濕式除塵器（1）重力噴霧洗滌器（2）旋風洗滌除塵器1．濕式除塵器的除塵原理

（1）

濕式除塵器的概念濕式除塵器是通過含塵氣體與液滴或液膜的接觸，利用水滴和顆粒的慣性及其他作用捕集顆?；蚴沽皆龃?，使塵粒從氣流中分離出來的設備，也叫洗滌式除塵器。(2)濕式除塵器的性能特點濕式除塵器優(yōu)點：設備投資少，構造簡單，凈化效率高、運行安全的特點。尤其適宜凈化高溫、易燃、易爆及有害氣體。濕式除塵器缺點：容易受酸堿性氣體腐蝕，管道設備必須防腐；要消耗一定量的水，粉塵回收困難，污水和污泥要進行處理；使煙氣抬升高度減小，冬季煙筒會產生冷凝水；在寒冷地區(qū)要考慮設備的防凍保溫等。(3)濕式除塵器的使用范圍濕式除塵器既能凈化廢氣中的固體顆粒污染物，也能脫除氣態(tài)污染物(氣體吸收)，同時還能起到氣體降溫的作用。采用濕式除塵器可以有效去除0.1~20μm的液滴或固體顆粒，其壓力損失在250~1500Pa(低能耗)和2500~9000Pa(高能耗)之間。一般情況下，除塵效率可達85%以上（4）濕式除塵器的除塵原理濕式除塵器的除塵原理：在除塵器內含塵氣體與液體（一般為水）密切接觸，利用水滴和顆粒的慣性碰撞及其他作用捕集顆粒，達到除塵的目的。

氣體與水接觸有如下過程：塵粒與預先分散的水膜或霧狀液相接觸；含塵氣體沖擊水層產生鼓泡形成細小水滴或水膜；較大的粒子在與水滴碰撞時被捕集，捕集效率取決于粒子的慣性及擴散程度。（4）濕式除塵器的除塵原理為了增加氣液兩相接觸的機會，提高濕法除塵捕集效率，水或其他液體分散形式主要有：液滴（水霧）、液膜、液泡。（5）濕式除塵器的分類

根據除塵機理，分為重力噴霧洗滌器、旋風水膜除塵器、自激式噴霧洗滌器、泡沫洗滌器、填料床洗滌器、文丘里洗滌器及機械誘導噴霧洗滌器。根據氣液分散的情況，分為液滴洗滌器，包括重力噴霧洗滌器、自激式噴霧洗滌器、文丘里洗滌器和機械誘導噴霧洗滌器；液膜洗滌器，包括填料床洗滌器、旋風水膜除塵器；泡沫洗滌器。2.常見的濕式除塵器（1）重力噴霧洗滌器重力噴霧洗滌器又稱噴霧塔或洗滌塔，是濕式洗滌器中最簡單的一種，如右圖所示：

（1）重力噴霧洗滌器一般按照塵粒與水流流動方式的不同將重力噴霧洗滌器分為逆流式、并流式和橫流式。通過噴霧洗滌器的水流速度與氣流速度之比為0.015~0.075，氣體人口速度范圍一般為0.6~1.2m/s，耗水量為0.4~1.35L/m。（1）重力噴霧洗滌器噴霧洗滌器的壓力損失較小，一般在250Pa以下。對于粒徑10μm以下塵粒的捕集效率低，因而多用于凈化大于50μm的塵粒。重力噴霧洗滌器性能特點：

結構簡單、阻力小、操作方便等特點，經常與高效洗滌器聯合使用捕集粒徑較大的顆粒。但其耗水量大，設備龐大，占地面積大，除塵效率低。因此常被用于電除塵器入口前的煙氣調質，以改善煙氣的比電阻，也可用于處理含有害氣體的煙氣。（2）旋風洗滌除塵器旋風洗滌除塵器的除塵機理：在旋風洗滌除塵器中，含塵氣體的螺旋運動產生的離心力將水滴甩向外壁形成壁流，減少了氣流帶水，增加了氣流間的相對速度，不僅可以提高慣性碰撞效率，而且采用更細的噴霧，壁液還可以將離心力甩向外壁的粉塵立刻沖下，有效地防止了二次揚塵。（2）旋風洗滌除塵器

旋風洗滌除塵器含塵氣體人口氣速約為15~45m/s，氣流壓力損失約為500~750Pa，除塵效率一般可達90％~95％。旋風洗滌除塵器適用于凈化大于5μm的粉塵。常用的旋風洗滌除塵器有立式旋風水膜除塵器、臥式旋風水膜除塵器和中心噴霧旋風除塵器。①立式旋風水膜除塵器立式旋風水膜除塵器除塵過程：立式旋風水膜除塵器的除塵過程是含塵氣體從簡體下部進風口沿切線方向進入后旋轉上升，使塵粒受到離心力作用被拋向簡體內壁，同時被沿簡體內壁向下流動的水膜所黏附捕集，并從下部錐體排出除塵器。①立式旋風水膜除塵器立式旋風水膜除塵器是一種運行簡單、維修管理簡便、應用比較廣泛的一種洗滌式除塵器，其構造如右圖所示。①立式旋風水膜除塵器

立式旋風水膜除塵器的除塵效率影響因素：氣體的入口速度、筒體直徑等。

入口氣速一般控制在15～22m/s。為減少尾氣凈化氣體對液滴的夾帶，凈化氣體出口氣速應在10m/s以下。入口含塵濃度不宜過大，最大允許濃度為2g/m3。

若用于處理含塵濃度大的廢氣時，應設置預除塵裝置。②臥式旋風水膜除塵器臥式旋風水膜如右圖所示：除塵器是一種阻力不高而效率比較高的除塵器。其結構簡單，操作維修方便，耗水量小，而且不易磨損，在機械、冶金等行業(yè)使用較多。③中心噴霧旋風除塵器如左圖所示，含塵氣流由除塵器下部以切線方向進入，水通過軸向安裝的多頭噴嘴噴入，塵粒在離心力的作用下被甩向器壁，水由噴霧多孔管噴出后形成水霧，利用水滴與塵粒的碰撞作用和器壁水膜對塵粒的黏附作用而除去塵粒。③中心噴霧旋風除塵器性能特點：結構簡單，設備造價低，操作運行穩(wěn)定可靠。由于塔內氣流旋轉運動的路程比噴霧塔長，塵粒與液滴之間相對運動速度大，因而使粉塵被捕集的概率大。中心噴霧旋風除塵器對粒徑在0.5μm以下粉塵的捕集效率可達95%以上。

文丘里除塵器性能測定一、實驗目的（1）認識文丘里除塵器結構形式，理解其除塵機理；（2）掌握文丘里除塵器主要性能指標測定方法；（3）了解濕法除塵器與干法除塵器性能測定中的不同實驗方法；（4）了解對影響文丘里除塵器性能主要因素，并通過實驗方案設計和實驗結果分析，加強綜合應用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。二、實驗原理和方法

當含塵氣體由進氣管進入收縮管，流速逐步增大，氣流的壓力逐步轉變?yōu)閯幽?，在喉管處氣體流速達到最大。洗滌液通過喉管四周均勻布置的噴嘴進入，液滴被高速氣流霧化和加速，充分霧化是實現高效除塵的基本條件。由于氣流曳力，液滴在喉管部分被逐步加速，在液滴加速過程中，液滴與粒子間相對碰撞，實現微細粒子的捕集。在擴散段，氣流速度減少和壓力增加，使以顆粒為凝結核的凝聚速度加快，形成直徑較大的含塵液滴，以便后面的捕滴器中捕集下來，達到收塵目的。實驗儀器（1）干濕球溫度計1支（2）標準風速測定儀1臺（3）空盒式氣壓表1個（4）秒表1個（5）鋼卷尺1個（6）光電分析天平（分度值1/1000g）1臺（7）傾斜式微壓計3臺（8）托盤天平（分度值為1g）1臺（9）畢托管2支(10)干燥器2個（11）煙塵采樣管2支（12）鼓風干燥箱1臺（13）煙塵測試儀2臺（14）超細玻璃纖維無膠濾筒20個三、實驗裝置和儀器四、實驗方法和步驟1、實驗準備工作測量記錄室內空氣的干球溫度(即除塵系統中氣體的溫度)、濕球溫度及相對濕度；測量記錄當地大氣壓力；測量記錄除塵器進出口測定斷面直徑和斷面面積，確定測定斷面分環(huán)數和測點數，求出各測點距管道內壁的距離，并用膠布標志在皮托管和采樣管上。2、實驗步驟（1）將文丘里除塵器進、出口斷面的靜壓測孔與傾斜微壓計連接，做好各斷面氣體靜壓的測定準備。（2）啟動風機，調整風機入口閥門，使之達到實驗要求的氣體流量，并固定閥門。（3）在除塵器進、出口測定斷面同時測量記錄各測點的氣流動壓，然后關閉風機。（4）計算并記錄各測點氣流速度、各斷面平均氣流速度、除塵器處理氣體流量(Qs)。（5）用托盤天平稱好一定量塵樣(S)，作好發(fā)塵準備。（6）調節(jié)文丘里洗滌除塵器供水系統，保證實驗系統在液氣比L=0.7~1.0L/m3范圍內穩(wěn)定運行。四、實驗方法和步驟（7）啟動風機和發(fā)塵裝置，調整好發(fā)生濃度()，使實驗系統運行達到穩(wěn)定。（8）文丘里除塵器性能的測定和計算：在固定文丘里除塵器實驗系統進口發(fā)塵濃度和液氣比L條件下，觀察除塵系統中的含塵氣流的變化情況；測定和計算文丘里除塵器壓力損失ΔP、供水量QL、供水壓力ΔPL和除塵效率（η）。（9）在文丘里除塵器實驗系統進口發(fā)塵濃度和液體量QL都不變的條件下，改變入口氣體流量，穩(wěn)定運行后，按上述方法，測取共5組數據。（10）保持系統風量不變，盡可能保持進口粉塵濃度不變，測定文丘里除塵器在各種液氣比工況下的性能。測取5組數據。（11）停止發(fā)塵，關閉水泵，再關閉風機。四、實驗方法和步驟五、實驗數據記錄與處理按表1記錄和整理數據。表1文丘里除塵器性能測定結果記錄表實驗日期

實驗人員

當地大氣壓力P/kPa煙氣干球溫度/℃煙氣濕球溫度/℃煙氣相對濕度￠/%除塵器管道橫斷面積A/m2喉口面積AT/m2五、實驗數據記錄與處理五、實驗數據記錄與處理五、實驗數據記錄與處理五、實驗數據記錄與處理3、壓力損失、除塵效率、動力耗能和喉口速度的關系（固定QL，改變氣體流量情況）整理不同喉口速度（VT）下的ΔP、η和E資料，繪制VF－ΔP、VF－η和VF－E實驗性能曲線，分析喉口速度對文丘里除塵器壓力損失、除塵效率和動力耗能的影響。4、壓力損失、除塵效率、動力耗能和液氣比的關系（固定QS，改變氣液體流量QL情況）整理不同液氣比L下的ΔP、η和E資料，繪制L－ΔP、L－η和L－E實驗性能曲線，分析液氣比L對文丘里除塵器壓力損失、除塵效率和動力耗能的影響。煙氣除塵濕式除塵器學習要求熟悉并掌握濕式除塵器的除塵原理、主要的性能特點及使用條件；了解并熟悉常見濕式除塵器的除塵原理、工作過程、結構及性能特點等；掌握濕式除塵器的運行、維護及管理。能說出濕式除塵器的除塵原理、主要的性能特點及使用范圍；能分析常見濕式除塵器的除塵原理、工作過程、結構和性能特點。本次課學習內容1．濕式除塵器的運行與維護管理2．濕式除塵應用案例案例一：文丘里除塵器用于熱電廠鍋爐煙氣除塵案例二：黃鐵礦燒渣回轉窯氯化焙燒煙氣濕法除塵1．濕式除塵器的運行與維護管理（1）濕式除塵設備的運行

1)啟動前的檢查①引風機、排灰系統的電動機和其他所有轉動部分的潤滑冷卻情況。②除塵器本體及煙道連接的引風機、調節(jié)閥門或擋板、排灰裝置及人孔、手孔等的氣密性是否良好。③對于水浴式與水膜式除塵器，要保證液位控制系統的準確。④對于噴淋洗滌器，要求噴淋均勻無死角，液滴細密，耗水量少。⑤文丘里洗滌器霧化后的液滴要保證布滿整個喉管截面。⑥在運行中應十分注意煙氣離開冷卻裝置的溫度，先供給洗滌水，然后通入煙氣開始運轉。1．濕式除塵器的運行與維護管理2)風量調整由于啟動時的煙氣密度較大，為使引風機不超載，應先關小擋板的開度再啟動，然后逐漸開大到設計額定風量。1．濕式除塵器的運行與維護管理（2）維護管理1）定期清除設備內的淤積物、黏附物；2）定期檢查文氏管、自激式除塵器的喉部磨損、腐蝕情況，對磨損、腐蝕嚴重的部位進行修補或更換；3）定期對噴嘴進行檢查和清洗，及時更換磨損嚴重的噴嘴；4）運行中應經常注意觀察煙色、煙氣的壓力損失、集塵量、進出口煙氣的溫度、一切用水設備的耗水量、水壓、水溫和廢水的pH值；1．濕式除塵器的運行與維護管理（2）維護管理5）控制合適的液氣比，對供水系統的穩(wěn)壓裝置，必須經常注意檢查。6）除塵、沖灰水系統要分開，避免互相干擾、互相影響；7）及時排查消除漏風現象。

2．濕式除塵應用案例案例一：文丘里除塵器用于熱電廠鍋爐煙氣除塵（1）煙氣特性

蒸汽鍋爐的型號：SG-400-2型中間再熱超高壓自然循環(huán)煤粉爐。鍋爐每小時產汽量400t。設計煤種飛灰的真密度為2.1g/cm3。鍋爐在額定負荷下，進入除塵器煙氣的特性如表1所示.案例一：文丘里除塵器用于熱電廠鍋爐煙氣除塵（1）煙氣特性案例一：文丘里除塵器用于熱電廠鍋爐煙氣除塵（2）工藝流程

鍋爐煙氣經換熱降溫至170℃以下，煙氣進入文丘里除塵器。除塵后的氣體通過120m高的煙囪，排入大氣。案例一：文丘里除塵器用于熱電廠鍋爐煙氣除塵（3）主要技術性能

①除塵效率與出口含塵濃度在該除塵器上進行低壓霧化噴嘴與高壓霧化噴嘴的性能對比試驗，證實采用高壓噴嘴除塵效率可達98%左右，相應的飛灰排放濃度比采用低壓噴嘴可下降一倍左右，如表2所示。案例一：文丘里除塵器用于熱電廠鍋爐煙氣除塵①除塵效率與出口含塵濃度案例一：文丘里除塵器用于熱電廠鍋爐煙氣除塵②文氏管供水的影響

當除塵設備運行狀態(tài)良好時，漏風率小于3%，單位水耗在0.17kg/m3左右，設備進入高效區(qū)（η=95%～96%）；

當設備運行狀態(tài)較差時，漏風率高于10%，單位水耗保持在設計值（0.17kg/m3），除塵效率僅為92.5%。單位水耗大于0.194kg/m3時，設備進入高效區(qū)（η=95%～96%）。案例一：文丘里除塵器用于熱電廠鍋爐煙氣除塵③捕滴器水耗的影響在維持文氏管水耗不變時，將捕滴器單位水耗從0.0484kg/m3提高到0.131kg/m3，除塵效率可從92.5%提高到96.8%。但水耗加大會使除塵器煙氣帶水現象加劇。

案例一：文丘里除塵器用于熱電廠鍋爐煙氣除塵在設備完好的情況下，該工藝除塵器的壓力損失為1500～1800Pa；但除塵器嚴重漏風時的壓力損失高達2400～2600Pa.案例一：文丘里除塵器用于熱電廠鍋爐煙氣除塵（4）運行中容易出現的問題該除塵器運行中由于捕滴器入口流速較高，它采用軸向引出方式，故除塵器的壓力損失較大，風機能耗增加。

為了降低除塵器壓力損失，可以在除塵器出口裝設旋流器。案例一：文丘里除塵器用于熱電廠鍋爐煙氣除塵（5）運轉維護要點

①建立定期清洗除塵水的礫石過濾系統和環(huán)形噴嘴的制度；每根供水管上的壓力表均需定期校驗，保證壓力指示數據正確可信。②應注意使噴嘴供水管分配合理，避免由于多層噴嘴供水方式中出現的噴嘴水量不均勻造成的水膜不連續(xù)，喉管底部缺水導致積灰的現象。案例一：文丘里除塵器用于熱電廠鍋爐煙氣除塵（5）運轉維護要點③每次檢修更換噴嘴時，都要進行封喉效果的冷態(tài)測試，保證噴嘴正確到位，封喉良好；對檢修后的捕滴器，也要進行環(huán)形噴嘴靜態(tài)噴水的驗收保證。④捕滴器環(huán)形噴嘴供水壓力不大于0.02MPa；定期檢查捕滴器入口蝸殼、排灰口等易磨損腐蝕的部位，及時修補堵漏，保證捕滴器良好的工作狀態(tài)，避免煙氣帶水。案例一：文丘里除塵器用于熱電