洗涤式除尘器精品文稿.ppt

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1、洗涤式除尘器第1页，本讲稿共22页喷淋塔除尘的主要机理是将水滴作为捕尘体，在惯性、截留、扩散等作用下将粉尘捕集，其中以惯性作用为主。为了提高捕尘效率，特别是惯性捕尘效率，需要提高水滴与气流的相对速度，同时要减小水滴的大小。就截留机制来看，在喷水量一定的情况下，喷出的水滴越细，则塔的横截面上有液滴通过的部分愈大，因而尘粒由于截留而被捕集的机会也愈多。就惯性碰撞机制来看，因为惯性碰撞效率和尘粒与液滴的相对速度vR成正比，和液滴直径Df成反比，所以，要碰撞效率高，就得加大vR，减小Df。在喷淋塔中，vR的有效值是尘粒和液滴的重力自由降落速度之差。因为尘粒和液滴相比，一般要小的多，故亦可取vR等于液滴

2、的自由降落速度。这样就出现了加大vR和缩小Df这两个要求之间的矛盾。因此，液滴有一个最佳直径值。一般来说，在喷淋一定量液体的情况下，对每一种半径的尘粒有一最佳液滴半径，就较小的尘粒而言，最佳液滴半径是100500m。但是，应当注意到，由于喷出水滴的凝聚以及与塔壁碰撞的影响，和气体接触的水滴量及水滴尺寸是很难预计的。另一个问题是喷淋塔中液滴的降落时间，它取决于液滴的大小和气体上升速度。在一定的喷水量和一定的液滴尺寸下，逆流喷淋塔中的液滴降落时间，也就是液滴在塔中的滞留时间，随着气体速度的增加而延长。孤立的看，这个现象可以增加捕集粒子的机会，因为塔中的水滴数增加了。但是，这个作用受到液滴被气流带走

3、这一问题的限制。第2页，本讲稿共22页在逆流喷淋塔中，如果气流上升速度大于液滴的末端沉降速度，液滴就会被气流带走。一般取喷淋塔中气流上升速度约为液滴的末端沉降速度的50。500m的液滴，计算其末端沉降速度为1.8 m/s，对此可取气流速度为0.9m/s。通常在设计喷淋塔时，多在0.51.5 m/s的气体上升速度范围内决定塔的直径。塔的高度通常为其直径的23倍。至于顺流喷淋塔，则不大可能发生带走过多液滴的情况，故其气流速度可以高得多，因而可以缩小塔的直径，节省投资和占地面积。但另一方面，因为气体和液滴运动的大方向相同，它们的相对速度小，粒子被捕集的机会较少，因而除尘效率比较低。在喷淋塔中产生的液

4、滴大小取决于液体压力降和所用喷嘴型式。水压力一般为0.140.73MPa，耗水量一般在每立方米气体0.73L的范围，喷水太多，液滴可能凝聚，喷水太少则捕尘作用不够。喷淋塔的阻力低，如果没有脱水装置和气体分配装置，一般不到250Pa。其除尘效率对5m以上的粒子较好，对于小于5m的则迅速下降。除了阻力低以外，喷淋塔还有个好处，就是塔中没有很小的缝隙和孔口，因而可以处理浓度比较高的粉尘而不致堵塞。又因为它不喷淋很细的液滴，所以不需要产生细小射流的喷嘴，这样就更可靠，而且可以使用循环水，直至悬浮物的浓度达到相当高的程度为止，从而简化了废水处理的问题。缺点是处理细粉尘的能力比较差，设备和用水量比较大。第

5、3页，本讲稿共22页二、泡沫除尘器 泡沫除尘器即筛板塔。它由一个内部设有水平多孔板的垂直空塔构成。筛板可以是一块，也可以是几块串联，但增加筛板对提高除尘效率的作用不大，而阻力却要增加不少，所以一般只用一层筛板。在泡沫除尘器中，气流由下往上通过筛板上的水层。当气流流速控制在一定范围内时（与水层高度有关）可以在筛板上形成泡沫层。在泡沫层中的气泡不断地断裂、合并，又重新生成。气流在通过这层泡沫后，粉尘被捕集，气体得到净化。水通过筛板漏至除尘器下部的水槽中，在筛板上不断地补充水，当补充的水量与泄漏的水量相等时，泡沫层保持稳定的高度，此时称为无溢流泡沫除尘器（图5-3a）。当采用溢流以保持泡沫层的高度时

6、，称为有溢流泡沫除尘器（图5-3b）。图5-3 泡沫除尘器（a）无溢流泡沫除尘器；（b）有溢流泡沫除尘器外壳；2筛板；3接水槽；4水堰；5溢流槽；6喷嘴(b)第4页，本讲稿共22页1.无溢流泡沫除尘器无溢流泡沫除尘器在无溢流泡沫除尘器中，筛板可以做成圆孔形或条缝形，条缝形筛板有时也可用钢条甚至钢管焊成。从减少阻力角度考虑，筛板的最优厚度为46mm。筛板的圆孔直径d0一般为48mm，而条缝的宽度为45mm，自由断面积为0.20.25m2/m2。考虑到气流分布的均匀性，除尘器最大直径应大于2.5m。筛板上泡沫的形成与气流速度有关。图5-4所示为当供水量一定时，无溢流泡沫除尘器的总阻力与断面流速的关

7、系曲线。气流速度低时（图5-4中的01区）筛板上只能保留很薄的水层，不能形成泡沫。当气流速度增加时（图5-4中的12区）筛板上的水层中形成单个气泡，大部分仍为水层，扰动性很小，称为鼓泡区。气流速度进一步增加（图5-4中的23区）在筛板上形成扰动的泡沫层。其中存在着大量由水膜相连的气泡。由于气泡的不断破裂和更新，扰动性很大。但由图中可看出，在这一区中，虽然流速增加，但阻力增加不大，因而是除尘器的重要工作区。继续提高流速（图5-4中的34区），泡沫层破裂，产生大量溅沫，阻力迅速升高。因此在泡沫除尘器中通常都将气流速度控制在13m/s范围内，相应与图5-4中的23区（扰动泡沫区）。当一层泡沫层尚达不

8、到必须的净化效率时，可设置多层筛板，板间距大于400mm，以免下层板上的液体带到上层板上。泡沫除尘器一般用于粉尘浓度不高的场合，特别适用于同时净化有害气体。粉尘浓度高时，筛板易于堵塞。采用光滑的塑料筛板，可以减轻筛板的堵塞。水与气的接触区（泡沫区）的阻力（采用最优厚度的无溢流泡沫除尘器）可按下式确定：（5-4）第5页，本讲稿共22页图5-4 无溢流泡沫除尘器总阻力与断面流速的关系I条缝形筛板；II圆孔形筛板01：起始区；12：鼓泡区；23扰动泡沫区（工作区）；34：溅沫区对于开孔率为0.150.25，处于扰动泡沫区的AT值可按下式计算：（5-5）第6页，本讲稿共22页对于条缝形筛板的值为：（5

9、-6）对于圆孔形筛板：（5-7）如上所述，泡沫除尘器中最佳的工作区为扰动泡沫区。当开孔率S00.150.25m2/m2时,相应于由扰动泡沫状态过渡到溅沫状态的气流极限流速vkg 可按下式计算：（5-8）式中 da筛孔的当量直径，m。圆孔筛板dad0，条缝筛板da2b；气流极限流速，一般为2.02.3m/s。2 2有溢流泡沫除尘器有溢流泡沫除尘器 在有溢流泡沫除尘器中，一般采用圆孔筛板，孔径38mm，开孔率0.150.25m2/m2,气流速度13 m/s，设备的最大断面积58m2，耗水量0.20.3 L/m3。在上述条件下，泡沫层的高度一般为80100mm。厚度为46mm的筛板连同泡沫层的阻力为

10、：（5-9）在工业泡沫除尘器中，一般为3001000Pa。第7页，本讲稿共22页泡沫层高度H（有溢流和无溢流）可按下式确定：（m）（5-10）3带有稳流器的泡沫除尘器带有稳流器的泡沫除尘器如图5-5所示，稳流器为一蜂巢状网格，它将除尘器的断面及泡沫分割成许多小方格。由于设有稳流器，开始产生溅沫状态的极限速度可增加到4m/s，从而可以大大扩大扰动泡沫状态的流速范围。由于稳流器的小方格，与无溢流泡沫除尘器比较，可使在筛板上积累的水量增加，从而使泡沫层的高度增加，以大大减少耗水量。图5-5 带有稳流器的泡沫除尘器1外壳；2圆孔形筛板；3稳流器；4喷嘴；5挡水板第8页，本讲稿共22页稳流器的尺寸为：板

11、高60mm，方格大小35354040 mm。设备的最优工作条件为：泡沫层高度H=100120 mm，气流速度vg=2.53.5 m/s，耗水量L=0.050.1 L/m3。当开孔率S0=0.180.20 m2/m2时，孔径d0=56 mm。根据喷水量的大小，可按下列经验公式计算泡沫层高度：(5-11)加稳流器后，改变了泡沫层中泡沫扰动状态，阻力也不同于通常的泡沫除尘器中的阻力。这种情况下，汽水接触区阻力（包括筛板、稳流器、泡沫层）为：（5-12）式中 气流所占筛板断面积的百分数，；干筛板的阻流系数，当筛板厚度为46mm时，1.61.7。（5-13）式中 水通过筛孔时的流量系数（0.62）。泡沫

12、除尘器的除尘效率取决于泡沫层的高度，根据用不同筛板所进行的试验得出的经验公式为：（5-14）式中 B主要取决于粉尘颗粒大小以及筛板几何因素的系数。第9页，本讲稿共22页4冲击式泡沫洗涤器冲击式泡沫洗涤器冲击式泡沫洗涤器是一个五层泡沫塔（图5-6），在每一层筛孔上设有小挡板。含尘气流由塔下部进入，依次通过各层筛板。气流通过筛板后，（通过筛孔的流速为4.56.0m/s）形成气水混合物，直接冲击到挡板上，激起泡沫和水花。经过连续五层筛板，气体得到净化。水流由上部注入，溢流的水连续通过每层筛板。为使气流在进入塔前达到饱和状态，在入口处可增设水喷嘴或蒸汽喷嘴。图5-6 冲击式泡沫洗涤器第10页，本讲稿共

13、22页冲击式泡沫洗涤器的层数可以根据要求的除尘效率选定。图5-7所示为1层、2层、3层筛板的分级效率曲线，每层的阻力为400Pa。图5-7 冲击式泡沫洗涤器的分级效率 联邦德国ATK湍流湿式除尘器（图5-8）也是泡沫除尘器的一种型式。含尘气流由中部进入除尘器内，粗颗粒粉尘在筛板下面由于重力作用得到沉降，气流则折转向上通过筛板，冲击筛板上的水层，形成湍流泡沫层。泡沫层高度由可调的溢流管控制，在150300mm之间，除尘器为负压运行，当气流通过筛板及其上的泡沫层的压力降大于水表面到孔板的高差时，下部水箱中的洗涤水便通过上升管被抽上来，均布于筛板上，成为泡沫层的自动循环补水装置，取消了通常泡沫除尘器

14、中的循环泵和喷淋装置。第11页，本讲稿共22页图5-8 ATK/SK-AB型湍流湿式除尘器上升管；2溢流管；3泥浆输送机；4挡水板筛板采用类似于聚四氟乙烯的塑料板制作，表面光滑，粉尘的粘附性小，因而可以防止粉尘在筛板上粘附和堵塞。这种除尘器的单台风量为14000m3/h除尘效率为9899，（粒径2m的粉尘占20，含尘浓度23g/m3），阻力为1500Pa。除尘器的上部设多段片状玻璃挡水板，防止水滴带出，下部有污泥排除装置，由输送链将泥浆带出器外。为了保证除尘器的正常工作，下部水槽中的水面高度保持位于孔板下5075mm，最低水位为孔板下150175mm，用三探针式水位调节装置自动调节水位。水位下

15、降时，自动开启电磁阀，由供水管向除尘器内补充水。第12页，本讲稿共22页三、冲击水浴除尘器 冲击水浴除尘器是湿式除尘器中结构简单、投资与运转费用低而除尘效率较高的一种类型。其最简单的形式如图5-9所示。图5-9 简易冲击式除尘器1含尘气体入口；2净化气体出口；3挡水板；4进水管；5排水管；6溢流管；7隔板；8喷头 这种除尘器依靠从喷头（散流器）高速喷出的烟气冲击在水中激起大量的泡沫和水滴，形成强烈的水花，随后烟气折转180改变其流动方向。由于惯性的作用，大部分烟尘颗粒沉留在水中，另一部分微细尘粒与形成水花的泡沫和水滴作用得到进一步的净化。净化后的气流经挡水板脱水后排出。第13页，本讲稿共22页

16、 冲击式除尘器的效率与阻力取决于气流的冲击速度和喷头的插入深度。当冲击速度一定时，除尘效率与阻力随喷头插入深度的增加而增加；当插入深度一定时，除尘效率与阻力随冲击速度的增加而增加。但在同一条件下，当冲击速度和插入深度增大到一定值后，如果继续增加，其除尘效率几乎不变化。而阻力却急剧增加。可按表5-1选择插入深度和冲击速度。粉尘性质插入深度h0（mm）冲击速度v（m/s）密度大、颗粒粗 密度小、颗粒细0503003050 50100 1440 1014 810 58表5-1 根据粉尘性质选择喷头插入深度与气流冲击速度 这种除尘器的结构简单，可在现场因地制宜用砖或混凝土砌筑。耗水量少（0.10.3

17、L/m3），但对于细小粉尘的效率不高。泥浆清理较困难。此外当气流通过喷头冲入水中时，引起水面频繁地剧烈波动，使除尘器工作不稳定，不能保证必须的效率。图5-10为另一种冲击式除尘器（加速冲击式除尘器）。含尘气流由进气管喷入水中，在管的出口处设有一圆锥体，以增加冲入水中的速度。管口距水面高23mm。气流连同激起的水花在通过挡板时脱出。由排气口排出，进口管风速10m/s,阻力15004000Pa。这种冲击式除尘器的耗水量约为0.15kg/m3。其使用性能列于表5-2中。第14页，本讲稿共22页图5-10 加速冲击式除尘器工艺过程含尘浓度（g/m3）效率（）入口出口锅炉烟气23.10.34298.4铅

18、烧结粉碎1.910.007199.6铅烧结干燥4.750.10197.9磷钙土干燥17.50.46897.4煤干燥4.40.063598.5表5-2 加速冲击式除尘器的性能第15页，本讲稿共22页 图5-11是冲击式除尘器的另一种形式，称自激式除尘器。含尘气体由入口进入除尘器，气流转弯向下冲击于水面，部分较大的尘粒落入水中。当含尘气体以1835m/s的速度通过上、下叶片的S形通道时，激起大量的水花，使水、气接触，绝大部分微细的尘粒混入水中，使含尘气体得以净化。经由S形通道后，由于离心力的作用，获得尘粒的水又返回漏斗。净化后的气体由分雾室挡水板除掉水滴后经净气出口及通风机排出除尘器。泥浆则由漏斗

19、的排浆阀连续或定期排出。新水则由供水管路补充。图5-11 自激式水浴除尘器第16页，本讲稿共22页四、管式水膜除尘器四、管式水膜除尘器1结构和工作原理结构和工作原理管式水膜除尘器由水箱（或下联箱）、管束、水封式排水沟、沉淀池等组成。管式水膜除尘器按其供水方式不同，分为上水箱式和压力式两种。上水箱式如图5-12所示，它是由除尘器顶部的水箱供水，然后分配到各管子上，经控制调节，沿一根较细的管子流进较粗的管子内并溢流而出，沿较粗管子的外壁表面均匀流下，形成良好的水膜。而压力式（图5-13）供水是通过下联箱分配到各管子中，经管子顶部直径为3毫米小孔节流后溢出，使管子的外壁形成水膜。采用上水箱供水，可以

20、保证各管之间的配水量互不干扰，是一种较好的形式，但当设置上水箱有困难时，也可考虑采用压力式水箱。图5-12 上水箱式管式水膜除尘器简图1进水孔；2上水箱；3出水；4排水口；5钢管；6铅丝导水线图5-13 压力式管式水膜除尘器简图1-水管帽；2铅丝导水线；3钢管；4下联箱；5供水管第17页，本讲稿共22页管式水膜除尘器的除尘原理是当含尘气体横向冲击垂直错列布置并被水膜包裹的管束时，由于烟气流向不断改变，而使烟尘在惯性力作用下碰撞在管子外壁，并被粘附于水膜上，然后随水膜经水封式排水沟排至沉淀池。管式水膜除尘器还可按选用的管束材料不同而分为玻璃管、陶瓷管、搪瓷管、竹管或钢管（加防腐措施）水膜除尘器等

21、。2管式水膜除尘器特点及存在的问题管式水膜除尘器特点及存在的问题（1）特点结构简单、制造方便、耗钢量少。运行稳定、除尘效率较高，一般在8590左右。烟气阻力小，一般仅为98147Pa。在除尘的同时可除去烟气中部分二氧化硫。（2）存在问题经过管式水膜除尘器的烟气温降较大，因此，在采用自然引风的场合，必须校核烟囱的抽力，以免影响锅炉的正常运行。烟气经除尘器后带水较多，当采用机械引风时，在除尘器出口处必须设置挡水板或挡水墙等气水分离装置。耗水量大，净化1m3烟气约耗水0.25kg。若采用循环水，则在污水排放前应进行妥善处理。为防止酸性水对除尘器内部金属附件的腐蚀，要求采取有效的防腐措施。例如对于钢管

22、管束，可以涂环氧树脂防腐层。第18页，本讲稿共22页3管式水膜除尘器设计注意事项管式水膜除尘器设计注意事项（1）管束长度以23m为宜，以减少管子根数和耗水量，但若采用下联箱压力式供水时。为避免运转中管子发生振动，管子长度不宜超过2m。（2）管子排列形式，试验证明以图5-12所示的错列布置为较好。这种排列方式既保证烟气在通过管束时的流速始终不变，而且粉尘和管子的碰撞机会较多，有利于除尘效率的提高。（3）管子的排列宜取：自然通风锅炉：4排 机械通风锅炉一级烟气除尘：58排 机械通风锅炉二级烟气除尘：5排（4）烟气通过管子截面间的流速不宜超过5m/s。（5）对于玻璃管束，为防止除尘器缺水时炸裂，宜选

23、用高温耐热玻璃管。（6）采用钢管做管束时，外壁宜加螺旋导水线，以解决迎风面缺水问题。同时为防止腐蚀，钢管表面应采取防腐蚀措施，例如涂环氧树脂防腐层等。（7）管束前后的水槽要有足够长度和坡度，使溅出的水滴能自流回槽。并便于清理积灰，一般可取L1m，坡度以5左右为宜。为防止漏风，水槽内的水封高度应不小于300mm。（8）上水箱供水时，水箱内的水位应用浮球阀控制，以保证其一定的水位高度。第19页，本讲稿共22页五、湍球塔 湍球塔的构造如图5-14。它用空心轻质球做填充物。这种洗涤器是1960年前后发展起来的，起初多用它分离气体中的固体粒子，后来发展到有许多生产过程用它做气体吸收设备（称为紊流接触吸收

24、器）。图5-14 湍球塔1支撑筛板；2填料球；3挡球筛板；4喷嘴；5挡水板 轻质球可以用聚乙烯、聚苯乙烯或其它材料制成。直径一般为35mm左右，重4.5克左右。放在塔中两层格栅之间。下面的格栅用以承托球层和分配气体，净空断面可以采用0.350.45m2/m 2。上面的格栅用以阻挡在工作状态突然变化时轻质球被带走，净空断面为0.9m2/m2。洗涤器上部喷淋液体，气体从下部进入。因为上格栅和静止的球层之间有一段自由空间，向上流动的气体和向下流动的液体就使轻质球在格栅之间作自由的紊流运动。设置固定填充的普通填充塔中，如果气体和液体的流量比较高，会有引起液体上升而溢流的危险，正常的设计大约只取溢流速度

25、的60。所以，在普通的填充塔中，空塔气体速度一般不能超过1m/s，但是湍球塔空塔气体速度超过5m/s，液体流量达到3m3/minm2，仍然能够稳定地连续运行，不会溢流。因此，这种设备要比处理同样流量的普通填充塔小。第20页，本讲稿共22页由于浮球的紊流运动和冲击，以致不仅在润湿的球面上，而且在整个活动区域内，都有密切的相间接触，加之气、液流量高，所以气体吸收和热传递率就远远超过普通的填充塔。更重要的是浮球在运动时相互翻滚碰撞，从而不断地得到清洁，这样就能有效地防止固体粘结，消除了堵塞问题。因此，可以用这种洗涤器来处理含尘气体、粘性物料，或用于能产生沉淀物的过程。最初设计用于从气体中清除固体粒子

26、的浮动层洗涤器，两层格栅之间的距离比较小，使用的气体速度为2.5m/s，液体流量为0.36m3/minm2。如果气体速度较高，球层就移往上格栅，并出现溢流。后来在此基础上加以改变，格栅之间有比较大的距离，大约相当于球层静止厚度的35倍。在这种情况下，采用了高的流量，球还可以自由运动，而不是成为一层移往上格栅。如果填充层的静止体积不超过吸收区体积的50，球是作紊流运动，可以在低的压力降下达到较高的速度。但是，当填充层的静止体积超过吸收区域的50时，就发生剧烈变化，即球倾向于按层的特性运动。在填充层的这一临界体积之上工作，则压力急剧增加，气体流量显著下降。用水和空气进行试验，发现如果空塔气体速度超

27、过9m/s，则液滴不能逆着向上流动的气流而下落，因而不可能有逆流的液体流过吸收塔。当气体速度很低，液体流量大时，球的运动缓慢；而在气体速度高，液体流量低时，则球层趋向于作活塞式流动，最终造成洗涤器溢流。通常设计紊流接触吸收器时，一级填充层取气体速度2.56m/s，视填充层的厚度和液体流量而定；二级填充层取的气体速度较低一些。液体流量取0.62.4m3/minm2。液体一般循环使用，补充水量取决于气体温度和湿度以及对泥浆浓度的限制。球层静止厚度一般在3000mm左右，太厚则球的运动不均匀。塔的直径和球的直径之比值应当大于或等于10，球才能良好的运动。因为球是塑料做的，故最高运行温度以不使球变形为

28、限。第21页，本讲稿共22页六、旋流板塔 旋流板塔是一种效率高、压力损失较低的除尘设备，其结构见图5-15。操作时，气体通过塔板螺旋上升，液流从盲板分配到各叶片上形成薄膜层，同时被气流喷洒成液滴。液滴随气流运动的同时被离心力甩至塔壁，形成沿壁旋转的液环，并受重力作用而沿壁下流至环形的集液槽，再通过溢流装置流到下一块塔板的盲板上。当液体在旋流板上被喷洒于气体中时，粘附其中的尘粒，然后被甩至塔壁，带着尘粒下流，气体中未被粘附的尘粒，还有机会被甩到塔壁上被粘附。旋流塔板在原理上与文丘里管有类似之处，只是通过旋流板开孔的气速要比文丘里管中的气速低得多，故压力损失较低，且易于实现多级洗涤。图5-15 旋流板塔结构示意图1盲板；2漩流叶片；3罩筒；4受液槽；5溢流口；6异形接管；7圆形溢流管；8塔壁第22页，本讲稿共22页