一、除塵器工作機理和分類
除塵器的工作原理都是以作用力為理論基礎(chǔ)。根據(jù)力的性質(zhì)不同,設(shè)計出不同的除塵器。除塵工程中常用的除塵器分為四大類,這些除塵器都是依靠各種力從氣體中分離和過濾粉塵粒子的。見下表
型式 | 除塵作用力 | 除塵設(shè)備種類 | 適用范圍 | 不同粒徑效率/% | 投資比較 |
粉塵粒徑/μm | 粉塵濃度/(g·m) | 溫度/℃ | 阻力/Pa | 50/μm | 5/μm | 1/μm |
干式 | 重力 慣性力 離心力 靜電力 | 重力除塵器 慣性除塵器 旋風(fēng)除塵器 靜電除塵器 | >15 >20 >5 >0.05 | >110 >100 >100 30 | <400 <400 <400 <300 | 200-1000 400-1200 400-2000 200-300 | 96 95 94 >99 | 16 20 27 99 | 3 5 8 86 | <1 1 2 6-8.5 |
慣性力、擴散力與篩分 | 袋式除塵器 | 振打清灰、 脈沖清灰、 反吹清灰 | >0.1 | 3-10 | <300 | 800-2000 | >99 100 100 | >99 >99 >99 | 99 99 99 | 6-7.0 6-7.2 6-7.5 |
濕式 | 慣性力、擴散力與凝集力 | 自激式除塵器、 噴霧除塵器、 文氏管除塵器 | 100-0.05 | <100 <10 <100 | <400 <400 <800 | <400 <400 <100 | 100 100 100 | 93 96 >99 | 40 75 93 | 2.7 2.6 4.7 |
靜電力 | 濕式電除塵器 | >0.05 | <100 | <400 | <100 | >98 | 98 | 98 | 6-9 |
1、機械除塵器工作機理
機械除塵器有沉降室,慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器三個類別。沉降室工作利用的是重力,所謂重力_是地球?qū)ξ矬w的吸引力。在重力作用下含塵氣體中的粉塵在沉降室被分離出來。慣性除塵器分離粉塵利用的是慣性力。慣性力是反映物質(zhì)自身運動狀態(tài)的力,受到外力時物質(zhì)改變運動狀態(tài)。在相同的作用力下慣性小的物體比慣性大的物體容易改變運動狀態(tài),即得到的加速度比較大,這對慣性小的粉塵分離是有利的。旋風(fēng)除塵器利用的是離心力。所謂離心力是指做圓周運動的物體對施于它的向心分離力。它是依據(jù)在旋轉(zhuǎn)體的反作用力,利用離心力分離非均相系統(tǒng)的分離過程通稱離心分離。它是依據(jù)在旋轉(zhuǎn)過程中質(zhì)量大的、旋轉(zhuǎn)速度快的物質(zhì)獲得的離心力也大的原理進行工作的。
2、袋式除塵器過濾機理
袋式除塵器的過濾機理是一個綜合效應(yīng)的結(jié)果。粉塵一般由_細微粒到粗粒的各粒徑按_分散度曲線分布的。雖然濾布纖維問的孔隙也許大于100mm以上,但織物過濾卻能捕集微米粒子,過濾機理各種效應(yīng)是重力、篩濾、慣性碰撞、鉤附效應(yīng)和擴散與靜電吸引。當(dāng)含塵氣流流經(jīng)濾布時,比濾布空隙大的微粒,由于重力作用沉降了或因慣性作用被纖維擋住了,比濾布空隙小的微粒和濾布的纖維發(fā)生碰撞后或經(jīng)過時被纖維鉤附在濾袋表面(即鉤附效應(yīng))較小的粒子.因分子間的布朗運動留在濾布的表面和空隙中,_微小的粒子則可能隨氣流一起流經(jīng)濾布跑掉了。
3、電除塵器工作機理
電除塵器分離粉塵靠的是靜電力即庫侖力。除塵過程分為四個階段。
(1)氣體電離在電暈_與集塵集之間施加直流高電壓(40~70kv)使放電_發(fā)生電暈放電,氣體電離,生成大量的自由電子和正離子。
(2)粉塵荷電氣流通過電場空問時,自由電子、負離子與粉塵碰撞并附著其上,便實現(xiàn)了粉塵的荷電。
(3)粉塵沉降荷電持塵在電場中受靜電力的作用被驅(qū)往集塵_,經(jīng)過_時間后達到集塵_表面,放出所帶電荷而沉集其上。
(4)清灰集塵_表面上的粉塵沉集到_厚度后,用權(quán)械振扣等方法將其_掉,使之落入下部灰斗中。放電_也會附著少量粉塵,也需進行定時清灰。為_靜電除塵器在_率下運行,_使上述四個過程進行得_有效。
4、濕式除塵器的工作原理
濕式除塵器的除塵原理屬于短程機制,主要是在除塵器內(nèi)含塵氣體與水接觸有如下過程:溫暖粒與預(yù)先分散的水膜或霧狀液相接觸;含塵氣體沖擊水層產(chǎn)生鼓泡形成細小水滴或水膜;較大的粒子(如大于lmm)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。因為水滴與氣流間有相對運動,并由于水滴周圍有環(huán)境氣膜作用,所以氣體與水滴接近時,氣體改變流向繞過水滴.而塵粒受慣性力和擴散的作用,保持原軌跡運動與水滴相撞。這樣,在范圍內(nèi)塵粒都有可能與水滴相撞,然后由于水的作用凝聚成大顆粒,被水流帶起。這說明,水滴小且多,比表面積加大。接觸塵粒機會_多,產(chǎn)生碰撞、擴散、凝聚效率也高。塵粒的容重、粒徑與水滴的相對速度愈大,碰撞凝聚效率_愈高;而液體的黏度、表面張力愈大,水滴直徑大。分散得不均勻,碰撞凝聚愈低。實驗與生產(chǎn)經(jīng)驗表明,親水性粒子比疏水性粒子容易捕集,這是因為親水性粒子很容易通過水膜的緣故。此外,當(dāng)塵粒直徑和密度小,除塵效率明顯降低。為了解決疏水性粉塵和細微粒子效率低的問題,可以往水中加入某些約劑來提高除塵效率。