除塵器的設計與選型
除塵器的設計與選型是除塵工程設計中最重要的環(huán)節之一。除塵器的選型包括除塵器類(lèi)型容量大小選擇及針對工程具體要求的選擇等。選取除塵器類(lèi)型包括機械除塵器,袋式除塵器,電除塵器,濕式除塵器,空氣過(guò)濾器等。
一、除塵器工作機理和分類(lèi)
除塵器的工作原理都是以作用力為理論基礎。根據力的性質(zhì)不同,設計出不同的除塵器。除塵工程中常用的除塵器分為四大類(lèi),這些除塵器都是依靠各種力從氣體中分離和過(guò)濾粉塵粒子的。
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(gè)類(lèi)別。
沉降室工作利用的是重力,所謂重力就是地球對物體的吸引力。在重力作用下含塵氣體中的粉塵在沉降室被分離出來(lái)。慣性除塵器分離粉塵利用的的是慣性力。慣性力是反映物質(zhì)自身運動(dòng)狀態(tài)的力,受到外力時(shí)物質(zhì)改變運動(dòng)狀態(tài)。在相同的作用下慣性小的物體比慣性大的物體容易改變運動(dòng)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駝行的物體對施于它的向心分離力。它是依據在旋轉體的反作用力,利用離心力分離非均相系統的分離過(guò)程通稱(chēng)離心分離。它是依據在旋轉過(guò)程中質(zhì)量大的,旋轉速度快的物質(zhì)獲得的離心力也大的原理進(jìn)行工作的。
2.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(guò)程分為四個(gè)階段。
(1)氣體電離 在電暈極與集塵之間施加直流高電壓使放電極發(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(guò)電場(chǎng)空間時(shí),自由電子,負離子與粉塵碰撞并附著(zhù)其上,便實(shí)現了粉塵的荷電。
(3)粉塵沉降荷電除塵在電場(chǎng)中受靜電力的作用被驅往集塵極,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后達到集塵極表面,旋出所帶電荷而沉集其上。
(4)清灰 集塵極表面上的粉塵沉集到一定厚度后,用機械振打等方法將其清除掉,使之落入下部灰斗中。放電極也會(huì )附著(zhù)少量粉塵,也需進(jìn)行定時(shí)清灰。
為保證靜電除塵器在高效率下運行,必須使上述四個(gè)過(guò)程進(jìn)行得十分有效。
3.袋式除塵器的過(guò)濾機理
袋式除塵器的過(guò)濾機理是一個(gè)綜合效應的結果。粉塵一般由超細微粒到粗粒的各粒徑接一定分散度曲線(xiàn)分布的。雖然濾布纖維間的孔隙也許大于100mm以上,但織物過(guò)濾卻能捕集微米粒子,過(guò)濾機理各種效應是重力,篩濾,慣生碰撞,鉤附效應和擴散與靜電吸引。當含塵氣流流經(jīng)濾布時(shí),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(guò)時(shí)被纖維鉤附在小袋一須較小的粒子,因分子間的布朗運動(dòng)留在濾布的表面和空隙中,最微小的粒子則可能隨氣流一起流經(jīng)濾布跑掉了。
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,主要是在除塵器內含塵氣體與水接觸有如下過(guò)程:溫暖粒與預先分散的水膜或霧狀液相接觸;含塵氣體沖水層產(chǎn)生鼓泡形成細小水滴或水膜;較大的粒子在與水商碰撞時(shí)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(dòng),并由于水滴周?chē)协h(huán)境氣膜作用,所以氣體與水滴接近時(shí),氣體改變流向繞過(guò)水滴,而塵粒受慣性力和擴散的作用,保持原軌跡運動(dòng)與水滴相撞。這樣,在范圍內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,被告水流帶起。這說(shuō)明,水滴小且多,比表面積加大,接觸塵粒機會(huì )就多,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,碰撞凝聚效率就愈高;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(shí)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(guò)水膜的緣故。此外,當塵粒直徑和密度小,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(wèn)題,可以往水中加入某些藥劑來(lái)提高除塵效率。