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濕式脫硫除塵器
濕式除塵器的類型及結構
濕式除塵器的結構:不同類型的濕式除塵器其結構雖有較大差別,但總體上一般由塵氣導入裝置,引水裝置,水氣接觸本體,液滴分離器和污水(泥)裝置組成。
1.濕式除塵器的分類
濕式除塵器的類型,從不同角度有不同的分類。
(1)按結構型式可分為
①貯水式:內裝一定量的水,速含塵氣體沖擊形成水滴、水膜和氣泡,對含塵氣體進行洗滌,如沖激式除塵器、水浴式除塵器、臥式旋膜除塵器。
②加壓水噴淋式:向除塵器內供給加壓水,利用噴淋或噴霧產生水滴而對含塵氣體進行洗滌;如文氏管除塵器、泡沫除塵器、填料塔、湍求塔等。
③強制旋轉噴淋式:借助機械力強制旋轉噴淋,或轉動葉片,使供水形成水滴、水膜、氣泡,對含塵氣體進行洗滌。如旋轉噴霧式除塵器。
(2)按能耗大小可分為
①能耗型:阻力在4000Pa以下,除塵效率可達90。這類除塵器包括噴淋式,水浴式,沖激式,泡沫式,旋膜式除塵器。
②能耗型:阻力在4000Pa以上,對微細粉塵效率,該類主要指文氏管除塵器。
(3)按氣液接觸方式可分為
①整體接觸式:含塵氣流沖入液體內部而被洗滌,如自激式,旋膜式,泡沫式等除塵器;
②分散接觸式:向含塵氣流中噴霧,塵粒與水滴,液膜碰撞而被捕集,如文氏管,噴淋塔等。
2.自激式除塵器
自激式除塵器內先要貯存一定量的水,它利用氣流與液面的速接觸,激起大量水滴,使塵粒從氣流中分離,水浴除塵器、沖激式除塵器等都是屬于這一類。
(1)水浴除塵器
圖5-5-1是水浴除塵器的示意圖,含塵空氣以8~12m/s的速度從噴頭速噴出,沖入液體中,激起大量泡沫和水滴。粗大的塵粒直接在水池內沉降,細小的塵粒在上部空間和水滴碰撞后,由于凝聚、增重而捕集。水浴除塵器的效率一般為80~95。
噴頭的埋水深度h020~30mm。除塵器阻力約為400~700Pa。
水浴除塵器可在現場用磚或鋼筋混凝土構筑,適合中小型工廠采用。它的缺點是泥漿清理比較困難。
圖5-5-1水浴除塵器原理圖
(2)沖激式除塵器
圖5-5-2是沖激式除塵器的示意圖,含塵氣體進入除塵器后轉彎向下,沖激在液面上,部分粗大的塵粒直接沉降在泥漿斗內。隨后含塵氣體速通過S型通道,激起大量水滴,使粉塵與水滴充分接觸。在正常情況下,除塵器阻力為1500Pa左右,對5μm的粉塵,效率為93。沖激式除塵器下部裝有刮板運輸機自動刮泥,也可以工定期。
圖5-5-2沖激式除塵器
除塵器處理風量在20范圍內變化時,對除塵效率幾乎沒有影響。沖激式除塵機組把除塵器和風機組合在一起,具有結構緊湊、占地面積小、維護管理簡單等點。
濕式除塵器的洗滌廢水中,除固體微粒外,還有各種可溶性物質,洗滌廢水直接排入江河或下水道,會造成水系污染,這是重視的一個問題。目前外的濕式除塵器大都采用循水,自激式除塵器用的水是在除塵器內部自動循的,稱為水內循的濕式除塵器。和水外循的濕式除塵器相比,節了循水泵的和運行費用,減少了廢水處理量。
沖激式除塵器的缺點是,與其它的濕式除塵器相比,金屬消耗量大,阻力較,較貴。
3.臥式旋膜除塵器
圖5-5-3是臥式旋膜除塵器的示意圖,它由橫臥的外筒和內筒構成,筒之間設有導流葉片。含塵氣體由一端沿切線方向進入,沿導流片作旋轉運動。在氣流帶動下液體在外壁形成一層水膜,同時還產生大量水滴。塵粒在慣性離心力作用下向外壁移動,到達壁面后被水膜捕集。部分塵粒與液滴發生碰撞而被捕集。氣體連續流經幾個螺旋形通道,便得到多次凈化,使大部分塵粒分離下來。
圖5-5-3臥式旋膜除塵器
如果除塵器洪水比較穩定,風量在一定范圍內變化時,臥式旋膜除塵器有一定的自動調節作用,水位能自動保持平衡。
用ρc=2610kg/m3、中位徑d50=μm的耐火粘土粉進行,除塵效率在98左右。除塵器阻力約為800~1200Pa,耗水量約為0.06~0.15L/m3。為了在處進行氣液分離,小型除塵器采用重力脫水,除塵器用擋板或旋風脫水。
圖5-5-4立式旋膜除塵器
4.立式旋膜除塵器
圖5-5-4是立式旋膜除塵器示意圖。氣流沿切線方向在下部進入除塵器,水在上部由噴嘴沿切線方向噴出。由于氣流的旋轉作用,在除塵器內表面形成一層液膜。粉塵在離心力作用下被甩到筒壁,與液膜接觸而被捕集。它可以有效防止粉塵在器壁上的反彈、沖刷等引起的二次揚塵,從而提除塵效率,通常可達90~95。
除塵器筒體內壁形成穩定、均勻的水膜是除塵器正常工作的必要條件。因此,滿足以下要求:
(1)均勻布置噴嘴,間距不宜過大,約300~400mm;
(2)入口氣流速度不能太,通常為15~22m/s;
(3)保持供水壓力穩定,一般要求為30—50kPa,能設置恒壓水箱;
(4)簡體內表面要求平整光滑,不允許有凸凹不平及的焊縫等。
水膜除塵器用于鍋爐煙氣凈化時,會因煙氣中的SO2而遭腐蝕,降使用壽命。為此,常用厚200~250mm的花崗巖制作(稱為麻石水膜除塵器)。這種除塵器的入口流速為15~22m/s(筒體流速3.5~5m/s),耗水量0.1~0.3L/m3,阻力約為400~700Pa,其除塵效率于通常的立式水膜除塵器。
5.文氏管除塵器
典型的文氏管除塵器如圖5-5-5所示。主要由三部分組成:引水裝置(噴霧器),文氏管體及脫水器,分別在其中實現霧化、凝并和除塵三個過程。
圖5-5-5文丘管除塵器
含塵氣流由風管1進入漸縮管2,氣流速度逐漸增加,靜壓降。在喉管3中,氣流速度達到zui。由于速氣流的沖擊,使噴嘴7噴出的水滴進一步霧化。在喉管中氣液兩相充分混合,塵粒與水滴不斷碰撞凝并,成為大的顆粒。在漸擴管4氣流速度逐漸降,靜壓增。zui后含塵氣流經風管5進入脫水器6。由于細顆粒凝并增大,在一般的脫水器中就可以將粒塵和水滴一起除下。
文氏管除塵器的除塵效率主要取決于以下因素:
(1)喉管中的氣流速度
效文氏管除塵器的喉管流速達60~120m/s,對小于1.0μm的粉塵效率可達99~99.9,但阻力也達5000~10000Pa。當喉管流速為40~60m/s,效率約為90~95,阻力為600~5000Pa。對于煙氣量變化的除塵系統(如煉鋼轉爐)則要求隨煙氣量的變化而改變喉口大?。ǚQ為變徑文氏管),以保持流速。
(2)霧化情況
在文氏管除塵器中,水霧的形成主要依靠喉管中的速氣流將水滴粉碎成細小的水霧。噴霧的方式有中心軸向噴水、周邊徑向內噴等。
(3)噴水量或水氣比
通常用L/m3表示,也是決定除塵器性能的參數。一般來說,水氣比增加,除塵效率增加,阻力也增加,通常為0.3~1.5L/m3。
文氏管除塵器是一種效除塵器,對于小于1μm的粉塵仍有的除塵效率。它適用于溫、濕和有爆炸危險的氣體。它的zui大缺點是阻力。目前主要用于冶金、化工等溫煙氣凈化,如吹氧煉鋼轉爐煙氣。煙氣溫度zui可達1600~1700℃,含塵濃度為25~60g/m3,粒徑大部分在1μm以下。
6.濕式除塵器的脫水裝置
防止氣流把液滴帶出濕式除塵器,對除塵系統運行具有意義。常用的脫水裝置有重力脫水器、慣性脫水器、旋風脫水器、彎頭脫水器、絲網脫水器等。在選擇脫水器時,除了考慮脫水效率外,還應考慮阻力的大小。各種脫水器所能脫除的液滴大小、脫水效率和阻力在表5-5-1列出。
表5-5-1各種脫水器的性能
型式 | 液滴大?。?mu;m) | 脫水效率() | 阻力(Pa) |
慣 性 | 150 | 96 | 9~17 |
脫水器可以設于除塵器內部(在氣流處),也可與除塵器分開成為單獨的設備。目前內定型的濕式除塵器都設有氣液分離裝置。,只要除塵器的實際處理風量在規定的范圍以內,一般不會發生“帶水”現象,發生“帶水”大都是由于選用風機過大引起的。
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