各種除塵器的優(yōu)缺點及比較

除塵器可分為兩大類：①干式除塵器：包括重力沉降室、慣性除塵器、電除塵器、布袋除塵器、旋風(fēng)除塵器。②濕式除塵器：包括噴淋塔、沖擊式除塵器、文丘里洗滌劑、泡沫除塵器和水膜除塵器等。目前常見的運(yùn)用最多的是旋風(fēng)分離器、靜電除塵器與布袋除塵器。

下面對各種除塵器做簡要介紹：

1. 干式除塵器

   干式除塵器不需要用水作為除塵介質(zhì)，占所有除塵系統(tǒng)的90%以上。干式除塵器特點：使用范圍廣，大多數(shù)除塵對象都可以使用干式除塵器，特別是對于大型集中除塵系統(tǒng)而言；粉塵排出的狀態(tài)為干粉狀，有利于集中處理和綜合利用。其缺點是：不能去除氣體中的有毒、有害成分；處理不當(dāng)時容易造成二次揚(yáng)塵。需要注意的是：處理相對濕度高的含塵氣體或高溫氣體時，需采取防結(jié)露撒旦施，否則易產(chǎn)生粉塵黏結(jié)、堵塞管道的現(xiàn)象。濕式除塵器，用水作為凈化介質(zhì)。

   1、重力除塵

   原理：利用粉塵與氣體的比重不同的原理，使揚(yáng)塵靠本身的重力從氣體中自然沉降下來的凈化設(shè)備，通常稱為沉降室。它是一種結(jié)構(gòu)簡單、體積大、阻力小、易維護(hù)、效率低的比較原始的凈化設(shè)備，只能用于粗凈化。重力降塵室的工作流程：含塵氣體從一側(cè)以水平方向的均勻速度V進(jìn)入沉降室，塵粒以沉降速度V₀獨(dú)立沉降，運(yùn)行t時間后，使塵粒沉降于室底。凈化后的氣體，從另一側(cè)出口排出。

   2、慣性除塵

   慣性除塵器也叫惰性除塵器。它的原理是利用粉塵與氣體在運(yùn)動中慣性力的不同，將粉塵從氣體中分離出來。一般都是在含塵氣流的前方設(shè)置某種形式的障礙物，使氣流的方向急劇改變。此時粉塵由于慣性力比氣體大得多，塵粒便脫離氣流而被分離出來，得到凈化的氣體在急劇改變方向后排出。這種除塵器結(jié)構(gòu)簡單，阻力較小，凈化效率較低(40-80％)，多用于多段凈化時的第一段，捕集10-20以上的粗塵粒。壓力損失依類型而定，一般為100-1000Pa。

   3、旋風(fēng)分離器

   工作原理：含塵氣體從入口導(dǎo)入除塵器的外殼和排氣管之間，形成旋轉(zhuǎn)向下的外旋流。懸浮于外旋流的粉塵在離心力的作用下移向器壁，并隨外旋流轉(zhuǎn)到除塵器下部，由排塵孔排出。凈化后的氣體形成上升的內(nèi)旋流并經(jīng)過排氣管排出。應(yīng)用范圍：旋風(fēng)除塵器適用于凈化大于5-10微米的非粘性、非纖維的干燥粉塵。它是一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、耐高溫、設(shè)備費(fèi)用和阻力較低的凈化設(shè)備，旋風(fēng)除塵器在凈化設(shè)備中應(yīng)用得最為廣泛。旋風(fēng)除塵器它具有結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，不需特殊的附屬設(shè)備，造價較低．阻力中等，器內(nèi)無運(yùn)動部件，操作維修方便等優(yōu)點。旋風(fēng)除塵器一般用于捕集5-15微米以上的顆粒．除塵效率可達(dá)80％以上，近年來經(jīng)改進(jìn)后的特制旋風(fēng)除塵器．其除塵效率可達(dá)85％以上。旋風(fēng)除塵器的缺點是捕集微粒小于5微米的效率不高。

   4、布袋除塵

   工作原理：含塵氣流從下部孔板進(jìn)入圓筒形濾袋內(nèi)，在通過濾料的孔隙時，粉塵被捕集于濾料上，透過濾料的清潔氣體由排出口排出。沉積在濾料上的粉塵，可在機(jī)械振動的作用下從濾料表面脫落，落入灰斗中。袋式除塵器很久以前就已廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)部門中，用以捕集非粘結(jié)非纖維性的工業(yè)粉塵和揮發(fā)物，捕獲粉塵微?？蛇_(dá)0.1微米。但是，當(dāng)用它處理含有水蒸汽的氣體時，應(yīng)避免出現(xiàn)結(jié)露問題。袋式除塵器具有很高的凈化效率，就是捕集細(xì)微的粉塵效率也可達(dá)99％以上，而且其效率比高。它比電除塵器結(jié)構(gòu)簡單、投資省、運(yùn)行穩(wěn)定，可以回收高電阻率粉塵；與文丘里洗滌器相比，動力消耗小，回收的干顆粒物便于綜合利用。對于微細(xì)的干燥顆粒物，采用袋式除塵器捕集是適宜的。帶式除塵器的缺點是過濾速度較低、一般體積龐大、耗鋼量大、濾袋材質(zhì)差、壽命短、壓力損失大、運(yùn)行費(fèi)用高等。

   5、靜電除塵

   靜電除塵器的工作原理：含有粉塵顆粒的氣體，在接有高壓直流電源的陰極線(又稱電暈極)和接地的陽極板之間所形成的高壓電場通過時，由于陰極發(fā)生電暈放電、氣體被電離，此時，帶負(fù)電的氣體離子，在電場力的作用下，向陽板運(yùn)動，在運(yùn)動中與粉塵顆粒相碰，則使塵粒荷以負(fù)電，荷電后的塵粒在電場力的作用下，亦向陽極運(yùn)動，到達(dá)陽極后，放出所帶的電子，塵粒則沉積于陽極板上，而得到凈化的氣體排出除塵器。電除塵器的優(yōu)點：⑴凈化效率高，能夠鋪集0.01微米以上的細(xì)粒粉塵。⑵阻力損失小，一般為200-500Pa，和旋風(fēng)除塵器比較，即使考慮供電機(jī)組和振打機(jī)構(gòu)耗電，其總耗電量仍比較小。⑶允許操作溫度高也可以處理強(qiáng)腐蝕性氣體，如SHWB型電路塵器最好允許操作溫度250℃，其他類型還有達(dá)到350-400℃或者更高的。⑷處理氣體范圍量大。⑸可以完全實現(xiàn)操作自動控制。電除塵器的缺點：⑴設(shè)備比較復(fù)雜，要求設(shè)備調(diào)運(yùn)和安裝以及維護(hù)管理水平高。⑵對粉塵比電阻有一定要求，所以對粉塵有一定的選擇性，不能使所有粉塵都的獲得很高的凈化效率。⑶受氣體溫、溫度等的操作條件影響較大，同是一種粉塵如在不同溫度、濕度下操作，所得的效果不同，有的粉塵在某一個溫度、濕度下使用效果很好，而在另一個溫度、濕度下由于粉塵電阻的變化幾乎不能使用電除塵器了。⑷一次投資較大，臥式的電除塵器占地面積較大。

2. 濕式除塵器

   除塵器的種類繁多,結(jié)構(gòu)形式不同,除塵效果不一。濕式除塵器俗稱“水除塵器”，它是使含塵氣體與液體（一般為水）密切接觸，利用水滴和顆粒的慣性碰撞及其他作用捕集顆?；蚴诡w粒增大的裝置。其主要除塵工作原理是：在除塵器中氣體與液體的接觸方式有兩種，與預(yù)先分散（霧化或水膜）的液體（一般為水）接觸，或是氣體沖擊（液體）層時鼓泡，以形成細(xì)小水滴或水磨。對于1μm以上塵粒而言，塵粒與水滴碰撞效率取決于粒子的慣性。當(dāng)氣體與水滴有相對運(yùn)動時，由于水滴的環(huán)繞氣膜作用，當(dāng)氣體接近水滴時，氣體流線將繞過水滴而改變流向，運(yùn)動軌跡由直線變?yōu)榍€，而粒徑大和密度大的塵粒則力圖保持原來的流線而與水滴相撞，塵粒與水滴相碰狀接觸后凝聚為大顆粒，并被水流帶走，顯然，與含塵氣體的接觸面積越多（水滴直徑越小，水滴越多），碰撞凝集效率越高；當(dāng)塵粒的密度、粒徑以及相對速度越大，碰撞凝集效率越高；氣體的黏性、水滴直徑以及水的表面張力越大，碰撞凝集效果越底；當(dāng)氣體中含有冷凝性物質(zhì)（主要是水分）時，由于含塵氣體經(jīng)過洗滌后可能達(dá)到露點以下，使冷凝物質(zhì)以塵粒為核心凝結(jié)，并覆蓋于其表面上。當(dāng)處理高溫氣體（尤其是含疏水性粉塵）時，可預(yù)先加濕含塵氣體或噴入蒸汽，提高凈化效率。濕式除塵器的優(yōu)點有：（1）由于氣體和液體接觸過程中同時發(fā)生傳質(zhì)和傳熱的過程，因此這類除塵器既具有除塵作用，又具有煙氣降溫和吸收有害氣體的作用。（2）適用于處理高溫、易燃易爆和有害氣體。（3）運(yùn)行正常，凈化效率高。（4）可用于霧塵集聚之粉塵、氣體。（5）排氣量衡定。（6）結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小，投資低。（7）運(yùn)行安全、操作及維修方便。濕式除塵器的缺點有：（1）從濕式除塵器中排出的泥漿要進(jìn)行處理，否則會造成二次污染。（2)當(dāng)凈化有侵蝕性氣體時，化學(xué)侵蝕性轉(zhuǎn)移到水中，因此污水系統(tǒng)要用防腐材料保護(hù)。（3）不合用于疏水性煙塵；對于粘性煙塵輕易使管道、葉片等發(fā)生堵塞。（4）與干式除塵器比擬需要消耗水，并且處理難，在嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)采用防凍措施。

   1、噴淋塔洗滌器

   在逆流式噴霧塔中，含塵氣體向上運(yùn)動，液滴由噴嘴噴出向下運(yùn)動。因液滴和顆粒之間的慣性碰撞、攔截和凝聚等作用，使較大的的粒子被液滴捕集。噴霧塔具有結(jié)構(gòu)簡單、壓力損失小、操作穩(wěn)定等特點，經(jīng)常與高效洗滌器聯(lián)用捕集粒徑較大的顆粒。

3. 文丘里洗滌器

   主要由文丘里管（有收縮管、喉管和擴(kuò)大管三部分）和旋風(fēng)分離器組成。工作原理：含灰塵的氣體進(jìn)入收縮管，流速沿管逐漸增大。水或其他液體由喉管處噴入，被高速氣流所撞擊而霧化。氣體中的塵粒與液滴接觸而被潤滑。進(jìn)入擴(kuò)大管后，流速逐漸減小，塵?；ハ嗾澈?，使顆粒增大而易除去。最后進(jìn)入旋風(fēng)分離器，由于離心力的作用，水與潤滑的塵粒被拋至分離器的內(nèi)壁上并向下流出器外，凈制后的氣體則由分離器的中央管排出。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，除塵效率高。缺點是阻力大，不能用于凈制不容許與液體接觸的氣體。除除塵外，還有降溫作用。

4. 沖擊式除塵器

   沖擊式水浴除塵器用于工業(yè)廢氣中那些濕度大、排放量大，含塵量大的氣體有良好的凈化除塵。特別適用于于凈化非纖維性、無腐蝕性的、溫度不高于300℃的含塵氣體。在用于具有粘性的生石灰運(yùn)輸系統(tǒng)中的除塵能獲得很好的效果。從鍋爐里出來的煙氣從收塵器進(jìn)口進(jìn)入，并以相當(dāng)高的速度沖擊水面，其中大部分塵粒由于重量加大或與水黏附后邊留在水中，此階段為沖擊階段，在此階段產(chǎn)生后，水面因氣體的運(yùn)動而形成一拋物線形的水滴、水霧和泡沫區(qū)域，含塵氣體在此區(qū)域內(nèi)又進(jìn)一步水滴水霧凈化。此為淋水浴階段。又因為進(jìn)入設(shè)備時，煙氣的溫度很高，筒體內(nèi)在煙氣的沖擊下形成水霧，塵粒在改變方向，向上運(yùn)動時，又被水霧進(jìn)一步凈化，此階段為霧化除塵。通過以上三種方式凈化后，干凈的氣體從沖擊式?jīng)_擊水浴脫硫除塵器的出口處進(jìn)入煙囪。沖擊式水浴除塵器特點：沖擊式?jīng)_擊水浴脫硫除塵器安裝在引風(fēng)機(jī)后，可以延長風(fēng)機(jī)壽命；價格低、安裝方便。水可循環(huán)利用，在水池中加入堿性水，可起到脫硫效果；沖擊水浴脫硫除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)使用泰山花崗巖，可耐沖刷、耐腐蝕、耐高溫，使用壽命長；除塵效率高，不產(chǎn)生二次污染；投資小、運(yùn)行費(fèi)用低；適應(yīng)范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)。

5. 水膜除塵器

   水膜除塵器工作原理是：含塵氣體由筒體下部順切向引入，旋轉(zhuǎn)上升，塵粒受離心力作用而被分離，拋向筒體內(nèi)壁，被筒體內(nèi)壁流動的水膜層所吸附，隨水流到底部錐體，經(jīng)排塵口卸出。水膜層的形成是由布置在筒體的上部幾個噴嘴、將水順切向噴至器壁。這樣，在筒體內(nèi)壁始終覆蓋一層旋轉(zhuǎn)向下流動的很薄水膜，達(dá)到提高除塵效果的目的。這種濕式除塵器結(jié)構(gòu)簡單，金屬耗量小，耗水量小。其缺點是高度較大，布置困難，并且在實際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)有帶水現(xiàn)象。

   5、泡沫除塵器

   工作原理：含塵氣體由進(jìn)氣口進(jìn)入下部筒體，急劇翻轉(zhuǎn)向上，較大的塵粒由于慣性作用，從氣流中分離出來落入下部錐體。向上運(yùn)動的氣流與從進(jìn)水口進(jìn)入的水，經(jīng)篩板相碰撞，部分塵粒被水帶走。氣流通過篩板上的小孔時，氣水充分接觸，在篩板上形成沸騰狀的泡沫層，塵粒絕大部分被洗滌。凈化后的氣體經(jīng)擋水板除去水霧，經(jīng)排氣口排出。泡沫抑塵與其它濕式抑塵方式相比，用水量可減少50%～80%，抑塵效率比噴霧灑水提高3～5倍。泡沫抑塵具有特點泡沫能夠無空隙地覆蓋塵源，從根本上阻止粉塵向外擴(kuò)散；液體形成泡沫后，總體積和總表面積大幅度增大，增加了與粉塵的碰撞效率，凈化井下采掘面的工作環(huán)境；泡沫的液膜中含有特制的添加劑，能迅速改變粉塵的濕潤性能，增加粉塵被濕潤的速度；泡沫具有很好的粘性，粉塵和泡沫接觸后會迅速被泡沫黏附。抑制掘進(jìn)機(jī)截齒和煤巖作用產(chǎn)生的火花，杜絕由此產(chǎn)生的瓦斯和煤塵爆炸事故。耗水量小，避免了水霧除塵耗水量大而引起的綜掘機(jī)沉陷，提高了工作效率。除塵效率高，大力改善了掘進(jìn)機(jī)司機(jī)的視線，消除由此帶來的安全隱患，并提高了斷面質(zhì)量和生產(chǎn)效率。