《礦物加工學(xué)》第6章除塵與除塵設(shè)備

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1、Xian university of science and technology 第 6章 除 塵 與 除 塵 設(shè) 備 6.1 除 塵 6.2 除 塵 器 Xian university of science and technology 6.1 除 塵6.1.1 粉 塵 的 分 類 按 粉 塵 的 生 成 特 征 進 行 分 類 ， 可 以 分 成 兩 種 。 1.粉 塵 ： 在 篩 分 和 運 輸 等 工 藝 過 程 中 產(chǎn) 生 ， 并 在 形成 過 程 中 未 發(fā) 生 任 何 物 理 或 化 學(xué) 變 化 的 稱 為 粉 塵 。 2.煙 塵 ： 系 指 在 生 成 過 程 中 伴 隨 著

2、 物 理 或 化 學(xué) 的 變化 (如 氧 化 、 升 華 蒸 發(fā) 和 冷 凝 等 過 程 ） 所 產(chǎn) 生 的 粉 塵 。 Xian university of science and technology 6.1.2 粉 塵 的 擴 散 1.一 次 揚 塵 過 程 在 處 理 散 狀 物 料 時 ， 由 于 誘 導(dǎo) 空 氣 的 流 動 ， 將 粉塵 從 處 理 物 料 中 帶 出 ， 污 染 局 部 地 帶 。 2.二 次 揚 塵 過 程 由 于 室 內(nèi) 的 空 氣 流 動 及 設(shè) 備 的 運 行 和 振 動 所 造 成的 氣 流 流 動 ， 把 沉 落 在 設(shè) 備 、 地 面 及 建 筑 物

3、 上 的 粉 塵再 次 吹 起 ， 稱 作 二 次 揚 塵 。6.1 除 塵 Xian university of science and technology 6.1 除 塵6.1.3 除 塵 措 施 1.散 塵 設(shè) 備 的 密 封 設(shè) 備 密 封 的 目 的 是 將 設(shè) 備 所 散 發(fā) 的 粉 塵 局 限 在 一 定 的 范圍 內(nèi) ， 為 抽 風(fēng) 除 塵 創(chuàng) 造 條 件 ， 防 止 粉 塵 擴 散 。 目 前 采 用 的 密 封 形 式 有 局 部 密 封 、 整 體 密 封 和 大 密 封 三種 。 2.濕 法 除 塵 利 用 水 、 蒸 氣 或 其 他 潤 濕 劑 來 實 現(xiàn) 防 塵

4、、 除 塵 的 方 法 。包 括 水 力 除 塵 、 蒸 氣 除 塵 、 噴 霧 防 塵 及 濕 法 清 掃 。 3.機 械 除 塵 系 統(tǒng) 機 械 除 塵 系 統(tǒng) 指 將 設(shè) 備 密 閉 ， 使 塵 源 隔 離 ， 在 引 風(fēng) 機 抽 力 作 用 下 ， 使 含 塵 氣 體 在 凈 化 設(shè) 備 中 進 行 固 氣 分 離 的系 統(tǒng) 。 Xian university of science and technology 6.2 除 塵 器 6.2.1 除 塵 器 的 分 類 及 除 塵 過 程 1.除 塵 器 的 分 類 按 作 用 機 理 分 ， 可 分 為 機 械 除 塵 器 、 電 力

5、除 塵 器 、過 濾 式 除 塵 器 和 洗 滌 除 塵 器 等 四 大 類 。 機 械 除 塵 器 又 包括 重 力 除 塵 器 、 慣 性 力 除 塵 器 和 離 心 力 除 塵 器 三 類 。 根 據(jù) 安 裝 形 式 不 同 ， 可 分 為 立 式 和 臥 式 除 塵 器 。 根 據(jù) 除 塵 過 程 中 有 無 液 體 參 與 ， 可 分 成 無 液 體 參 與的 干 式 除 塵 器 和 有 液 體 參 與 的 濕 式 除 塵 器 兩 類 。 Xian university of science and technology 2.除 塵 器 的 主 要 組 成 部 件 引 入 含 塵 氣

6、 體 的 除 塵 器 進 口 ； 進 行 固 氣 分 離 的除 塵 空 間 ， 或 稱 除 塵 室 ； 排 除 分 離 后 粉 塵 的 排 塵 口和 除 塵 后 相 對 清 潔 的 氣 體 出 口 。6.2 除 塵 器 Xian university of science and technology 6.2 除 塵 器 3.除 塵 過 程 (1)捕 集 分 離 過 程 捕 集 推 移 階 段 :實 質(zhì) 是 粉 塵 的 濃 縮 階 段 。 均 勻 混 合或 懸 浮 在 運 載 介 質(zhì) 中 的 粉 塵 ， 進 入 除 塵 器 的 除 塵 空 間 。 由于 受 外 力 的 作 用 ， 將 粉 塵

7、推 移 到 分 離 界 面 ， 隨 粉 塵 向 分 離界 面 推 移 ， 濃 度 越 來 越 大 ， 為 固 氣 分 離 進 一 步 作 好 準 備 。 分 離 階 段 :當(dāng) 高 濃 度 的 塵 流 流 向 分 離 界 面 以 后 ， 存在 兩 種 作 用 機 理 ： 其 一 ， 運 載 介 質(zhì) 運 載 粉 塵 的 能 力 逐 漸 達到 極 限 狀 態(tài) ， 在 粉 塵 懸 浮 和 沉 降 趨 勢 上 ， 以 沉 降 為 主 ， 并通 過 粉 塵 沉 降 ， 使 之 從 運 載 介 質(zhì) 中 分 離 出 來 ； 其 二 ， 在 高濃 度 塵 流 中 ， 粉 塵 顆 粒 的 擴 散 與 凝 聚 趨

8、勢 ， 以 凝 聚 為 主 ，顆 粒 之 間 可 以 彼 此 凝 聚 ， 也 可 在 介 質(zhì) 界 面 上 凝 聚 并 吸 附 。 Xian university of science and technology （ 2） 排 塵 過 程 經(jīng) 過 分 離 界 面 以 后 ， 已 分 離 的 粉 塵 通 過 排 塵 口 排 出的 過 程 。 （ 3） 排 氣 過 程 已 除 塵 后 相 對 凈 化 的 氣 流 從 排 氣 口 排 出 的 過 程 。6.2 除 塵 器 Xian university of science and technology 6.2.2 選 煤 廠 常 用 除 塵 設(shè) 備

9、 1.單 筒 旋 風(fēng) 除 塵 器 （ 1） 單 筒 旋 風(fēng) 除 塵 器 利 用 旋 風(fēng) 氣 流 對 塵 粒 和 空 氣所 產(chǎn) 生 慣 性 離 心 力 大 小 的 不 同 ， 使 塵 粒 和 氣 流 進 行 分離 。 簡 單 的 單 筒 旋 風(fēng) 除 塵 器 結(jié) 構(gòu) 如 圖 6-1所 示 。6.2 除 塵 器 Xian university of science and technology 6.2 除 塵 器單 筒 旋 風(fēng) 除 塵 器 圖 6-1 旋 風(fēng) 除 塵 器 示 意 圖1圓 筒 體 ； 2圓 錐 體 ； 3進 氣 管 ；4頂 蓋 ； 5排 氣 口 ； 6排 塵 口 Xian univer

10、sity of science and technology 6.2 除 塵 器 (2)工 作 原 理 ： 含 塵 氣 流 由 進 氣 管 以 12 25m/s的 速度 沿 切 線 方 向 進 入 圓 筒 體 ， 在 外 圓 筒 和 中 央 排 氣 管 之 間向 下 作 螺 旋 運 動 。 在 旋 轉(zhuǎn) 過 程 中 產(chǎn) 生 慣 性 離 心 力 。 塵 粒一 方 面 受 氣 流 運 動 的 影 響 ， 在 其 中 旋 轉(zhuǎn) 下 降 ； 另 一 方 面則 受 離 心 力 的 作 用 ， 逐 漸 向 外 擴 散 接 近 筒 壁 。 最 終 與 外圓 筒 的 內(nèi) 壁 相 碰 ， 沿 內(nèi) 壁 旋 轉(zhuǎn) 滑 下

11、 ， 被 收 集 在 中 間 底 部的 排 灰 口 ， 并 由 此 排 出 。 氣 體 則 因 質(zhì) 量 小 ， 受 離 心 力 作用 甚 微 ， 隨 圓 錐 形 的 收 縮 轉(zhuǎn) 向 除 塵 器 的 中 心 ， 并 受 底 部阻 力 作 用 ， 轉(zhuǎn) 而 上 升 ， 形 成 一 股 上 升 旋 流 ， 從 排 氣 管 上端 排 出 ， 實 現(xiàn) 除 塵 作 用 。 (3)特 點 ： 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 維 護 方 便 。 可 用 于 處 理 含 塵濃 度 在 0.01 500mg/m 3 范 圍 內(nèi) 的 各 種 氣 體 。 Xian university of science and technol

12、ogy 6.2 除 塵 器 2.多 管 旋 風(fēng) 除 塵 器 多 管 旋 風(fēng) 除 塵 器 由 若干 個 小 直 徑 的 旋 風(fēng) 除 塵 器并 聯(lián) 組 成 。 構(gòu) 造 和 工 作 原理 與 普 通 旋 風(fēng) 除 塵 器 基 本相 同 。 圖 6-2 立 式 多 管 旋 風(fēng) 除 塵 器 1外 殼 ； 2支 撐 部 分 ； 3灰 斗 ； 4進 氣 管 ；5排 氣 管 ； 6頂 蓋 ； 7、 8支 撐 花 板 ； 9旋 風(fēng)子 ； 10填 料 ； 11導(dǎo) 向 葉 片 ； 12排 氣 導(dǎo) 管 ；13排 塵 口 Xian university of science and technology 6.2 除 塵

13、器3.水 膜 除 塵 器 水 膜 除 塵 器 是 利 用 噴 霧 或 其 他 方 式 ， 在 除 塵 器 的 內(nèi) 壁形 成 一 薄 層 水 膜 ， 有 效 地 防 止 粉 塵 在 器 壁 上 反 彈 、 沖 刷 等作 用 引 起 的 二 次 揚 塵 ， 因 而 大 大 提 高 了 除 塵 器 的 效 率 。 水 膜 除 塵 器 有 立 式 和 臥 室 兩 種 。 Xian university of science and technology 6.2 除 塵 器（ 1） 立 式 旋 風(fēng) 水 膜 除 塵 器 立 式 旋 風(fēng) 水 膜 除 塵 器 的 進 氣 方 式 ， 可 從 切 線 進氣 ，

14、也 可 從 中 心 進 氣 ， 通 過 導(dǎo) 流 葉 片 獲 得 旋 轉(zhuǎn) 運 動 。噴 水 可 采 用 四 周 噴 霧 、 中 心 噴 霧 、 上 部 周 邊 噴 水 等方 式 。 含 塵 氣 體 由 筒 體 下 部 沿 切 向 進 入 除 塵 器 ， 旋 轉(zhuǎn)上 升 。 在 離 心 力 作 用 下 分 離 出 來 的 粉 塵 ， 甩 向 器 壁 ，被 水 膜 層 吸 收 ， 隨 被 污 染 的 水 排 出 ， 凈 化 后 的 氣 體由 上 部 排 出 。 GLS型 旋 風(fēng) 水 膜 除 塵 器1進 氣 口 ； 2圓 筒 段 ；3排 氣 口 ； 4圓 錐 段 ；5排 塵 口 ； 6環(huán) 形 噴 水 管

15、 Xian university of science and technology Xian university of science and technology 6.2 除 塵 器（ 2） 臥 式 旋 風(fēng) 水 膜 除 塵 器 該 類 除 塵 器 又 稱 水 鼓 除 塵 器 ， 或 稱 旋 筒 式 水 膜 除塵 器 ， 其 結(jié) 構(gòu) 見 圖 6-2。 臥 式 旋 風(fēng) 水 膜 除 塵 器1螺 旋 導(dǎo) 流 葉 片 ； 2外 殼 ；3內(nèi) 筒 ； 4水 槽 ； 5通 道 高 度 Xian university of science and technology 結(jié) 構(gòu) ： 臥 式 旋 風(fēng) 水 膜

16、除 塵 器 由 橫 置 的 倒 卵 形 外 殼 、內(nèi) 筒 、 螺 旋 導(dǎo) 流 片 、 水 槽 等 部 件 組 成 。 螺 旋 葉 片 繞 在 內(nèi)筒 上 ， 并 固 定 在 外 殼 內(nèi) 壁 上 ， 使 外 殼 和 內(nèi) 筒 之 間 的 間 隙被 分 隔 成 一 個 螺 旋 狀 的 通 道 ， 溝 通 進 風(fēng) 口 和 排 風(fēng) 口 。 除 塵 過 程 ： 含 塵 氣 流 由 除 塵 器 一 端 切 向 給 入 ， 沖 擊水 面 后 ， 在 螺 旋 通 道 內(nèi) 流 動 。 氣 流 沖 擊 殼 體 下 部 的 水 ，產(chǎn) 生 水 花 、 水 霧 并 隨 氣 流 運 動 ， 在 外 殼 內(nèi) 壁 形 成 3 5

17、的 水 膜 。 水 花 、 水 膜 與 粉 塵 相 遇 時 ， 將 塵 粒 捕 集 。 在 離心 力 作 用 下 ， 塵 粒 和 水 霧 均 被 甩 到 外 殼 內(nèi) 壁 的 水 膜 上 ，隨 之 流 入 下 部 水 槽 。6.2 除 塵 器 Xian university of science and technology 4.袋 式 除 塵 器 袋 式 除 塵 器 是 基 于 過 濾 原 理 的 過 濾 式 除 塵 設(shè) 備 ， 利用 有 機 纖 維 或 無 機 纖 維 過 濾 布 將 氣 體 中 的 粉 塵 過 濾 出 來 。 脈 沖 噴 吹 清 灰 袋 式 除 塵 器 的 結(jié) 構(gòu) 由 上

18、箱 體 、 中 箱 體 、下 箱 體 和 控 制 閥 組 成 。 袋 式 除 塵 器 將 含 塵 氣 體 由 進 氣 口 進 入 中 部 箱 體 ， 從袋 外 進 入 布 袋 內(nèi) ， 粉 塵 被 阻 擋 在 濾 袋 外 的 表 面 上 ， 凈 化的 空 氣 進 入 袋 內(nèi) ， 再 由 布 袋 上 部 進 入 上 箱 體 ， 最 后 由 排氣 管 排 出 。 6.2 除 塵 器 脈 沖 噴 吹 清 灰 袋 式 除 塵 器 Xian university of science and technology 為 防 止 過 濾 時 ， 濾 袋 可能 被 吸 癟 ， 濾 袋 內(nèi) 設(shè) 有 支 撐框 架

19、， 由 脈 沖 閥 控 制 脈 沖 性的 向 濾 袋 內(nèi) 噴 出 高 速 、 高 壓氣 流 ， 使 濾 袋 急 劇 膨 脹 、 收縮 ， 引 起 沖 擊 振 動 。 袋 外 附著 的 粉 塵 ， 一 部 分 靠 重 力 落入 下 部 灰 袋 內(nèi) ， 一 部 分 由 于瞬 時 產(chǎn) 生 的 、 由 內(nèi) 向 外 的 氣流 將 其 吹 落 ， 進 入 灰 斗 。 最后 經(jīng) 泄 塵 閥 排 出 。 該 類 型 除塵 器 ， 可 以 在 不 停 風(fēng) 的 狀 態(tài)下 進 行 清 灰 。 Xian university of science and technology 6.2 除 塵 器 5.電 除 塵 器

20、（ 1） 優(yōu) 點 ： 分 離 效 率 高 ， 可 以 有 效 地 清 除 微 粒 子 ； 處 理 氣 體 量 大 且 阻 力 低 ； 適 用 于 高 溫 和 腐 蝕 性 氣 體 ； 運 行 費 用 低 。 （ 2） 缺 點 ： 投 資 費 用 高 ， 設(shè) 備 龐 大 ， 占 地 面 積 大 ； 設(shè) 備 制 造 、 安 裝 、 維 護 要 求 高 ； 對 粉 塵 的 特 性 較 為 敏 感 。 Xian university of science and technology 6.2 除 塵 器 （ 3） 電 除 塵 器 的 分 離 機 理 氣 體 電 離 過 程 若 在 兩 特 定 電 極 間

21、 通 以 高 壓 直 流 電 ， 建 立 電 場 使 電 極 系統(tǒng) 的 電 壓 超 過 臨 界 電 壓 ， 使 氣 體 電 離 ， 產(chǎn) 生 電 暈 放 電 。 在 放電 極 周 圍 很 小 范 圍 內(nèi) 電 場 強 度 很 強 ， 足 以 使 氣 體 電 離 。 出 現(xiàn)電 暈 后 ， 在 電 場 內(nèi) 形 成 兩 個 區(qū) 域 ： 一 是 放 電 極 附 近 的 電 暈 區(qū) ，該 區(qū) 在 離 放 電 極 表 面 2 3mm的 范 圍 內(nèi) 。 在 這 一 區(qū) 域 內(nèi) ， 由于 放 電 極 表 面 有 足 夠 高 的 電 場 強 度 ， 使 氣 體 電 離 ， 產(chǎn) 生 大 量的 正 離 子 和 電 子

22、。 這 時 若 放 電 極 上 施 加 的 是 負 電 壓 ， 則 產(chǎn) 生負 電 暈 放 電 ， 電 子 移 向 正 極 而 正 離 子 移 向 放 電 極 本 身 。 另 一區(qū) 為 電 暈 外 區(qū) ， 該 區(qū) 占 有 電 極 之 間 的 大 部 分 空 間 ， 區(qū) 內(nèi) 并 不 產(chǎn) 生 氣 體 電 離 。 Xian university of science and technology 6.2 除 塵 器 塵 粒 荷 電 過 程 由 于 電 暈 區(qū) 內(nèi) 產(chǎn) 生 的 離 子 或 電 子 進 入 電 暈 外 區(qū) ， 與 中性 分 子 發(fā) 生 碰 撞 ， 使 塵 粒 荷 電 。 荷 電 量 的 大

23、 小 與 塵 粒 粒 徑 、電 場 強 度 、 離 子 的 熱 能 及 停 留 時 間 等 因 素 有 關(guān) 。 通 常 認 為 塵 粒 荷 電 有 兩 種 機 理 ： 即 電 場 荷 電 和 擴 散 荷電 。 前 者 是 由 于 在 電 場 作 用 下 ， 離 子 與 塵 粒 碰 撞 ， 粘 附 于塵 粒 上 荷 電 。 后 者 是 由 于 離 子 的 不 規(guī) 則 熱 運 動 、 氣 體 擴 散與 塵 粒 碰 撞 、 粘 附 ， 使 塵 粒 荷 電 。 Xian university of science and technology 6.2 除 塵 器 收 塵 過 程 塵 粒 荷 電 后 ，

24、 在 電 場 作 用 下 按 照 自 載 電 荷 的 極 性 ，向 極 性 相 反 的 電 極 運 動 ， 并 沉 積 在 該 電 極 表 面 上 。 通 常將 塵 粒 垂 直 于 極 板 的 運 動 速 度 稱 為 驅(qū) 進 速 度 。 驅(qū) 進 速 度的 大 小 與 塵 粒 的 荷 電 量 、 電 場 速 度 、 氣 體 性 質(zhì) 等 因 素 有關(guān) 。 帶 負 電 荷 的 塵 粒 與 收 塵 極 接 觸 后 ， 隨 即 失 去 電 荷 ，成 為 中 性 粒 子 粘 附 于 電 極 表 面 。 然 后 借 助 振 動 裝 置 使 電極 抖 動 ， 塵 粒 從 電 極 表 面 脫 落 ， 掉 入 電

25、 除 塵 器 下 部 的 集灰 斗 不 斷 地 被 清 除 。 Xian university of science and technology 6.2 除 塵 器 （ 4） 電 除 塵 器 的 基 本 類 型 電 除 塵 器 由 除 塵 器 本 體 和 供 電 裝 置 兩 部 分 組 成 。 除塵 器 本 體 包 括 放 電 電 極 、 收 塵 電 極 、 氣 流 分 布 裝 置 、 清灰 機 構(gòu) 、 絕 緣 裝 置 和 外 殼 等 部 分 。 單 區(qū) （ 級 ） 電 除 塵 器 在 單 區(qū) 除 塵 器 ， 粒 子 的 荷 電 和 集 塵 過 程 在 同 一 區(qū) 域中 進 行 ， 也 就

26、是 電 暈 極 和 收 塵 極 處 于 同 一 區(qū) 域 。 雙 區(qū) （ 級 ） 電 除 塵 器 在 雙 區(qū) 電 除 塵 器 中 ， 粒 子 荷 電 和 沉 降 收 塵 分 別 在 兩個 區(qū) 域 中 進 行 ， 在 第 一 區(qū) 域 中 裝 有 一 組 電 極 是 塵 粒 荷 電 ，在 第 二 區(qū) 域 中 裝 有 另 一 組 電 極 使 塵 粒 沉 降 集 塵 。 多 應(yīng) 用 于 空 氣 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 。 Xian university of science and technology 6.2 除 塵 器 （ 5） 單 區(qū) （ 級 ） 電 除 塵 器 的 分 類 單 區(qū) 電 除 塵 器 可 分

27、 為 以 下 類 型 ： 根 據(jù) 收 塵 極 的 形 式 可 分 為 管 式 和 板 式 電 除 塵 器 。 管 式 電 除 塵 器 是 在 圓 管 的 中 心 安 入 電 極 ， 而 圓 管內(nèi) 壁 成 為 收 塵 極 的 表 面 ， 并 且 常 用 多 排 管 并 列 而 成 。板 式 電 除 塵 器 是 在 一 系 列 平 行 通 道 間 安 裝 放 電 極 。 Xian university of science and technology 6.2 除 塵 器 按 清 灰 方 法 可 分 為 濕 式 電 除 塵 器 和 干 式 電 除 塵 器 。 濕 式 電 除 塵 器 利 用 噴 水

28、 、 噴 霧 和 溢 流 等 方 式 ， 在收 塵 極 上 形 成 水 膜 ， 將 粘 附 在 極 表 面 上 的 塵 粒 帶 走 。干 式 電 除 塵 器 利 用 振 動 等 方 法 ， 使 積 存 在 收 塵 極 表 面上 的 塵 粒 脫 落 ， 落 入 灰 斗 中 被 排 除 。 根 據(jù) 氣 流 方 向 ， 可 以 分 為 立 式 和 臥 式 電 除 塵 器 。 立 式 電 除 塵 器 一 般 制 成 管 狀 ， 氣 流 由 下 而 上 流 動 ，常 在 正 壓 下 操 作 。 臥 式 電 除 塵 器 中 氣 流 水 平 流 動 ， 由于 分 離 效 率 較 高 ， 維 修 方 便 ， 工 業(yè) 上 般 采 用 臥 式 電 除塵 器 。 復(fù) 習(xí) 思 考 題 1.簡 述 粉 塵 的 性 質(zhì) 及 氣 體 中 的 運 動 特 性 。 2.對 引 起 粉 塵 產(chǎn) 生 和 擴 散 的 原 因 進 行 分 析 ， 并 說明 可 采 取 哪 些 措 施 進 行 消 除 。 3.如 何 對 空 氣 （ 或 煙 氣 ） 中 的 含 塵 濃 度 進 行 測 定和 計 算 ？ 4.簡 述 選 煤 廠 各 類 常 用 除 塵 器 ， 并 說 明 其 特 點 、工 作 原 理 及 應(yīng) 用 。 Xian university of science and technology