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除尘设备在设计时需要考虑的几个因素
2018.05.23   点击192次

一、粉尘分散度

粉尘分散度对除尘器的性能影响很大,而粉尘的分散度即使发生粉尘的设备相同,由于操作条件不同也会有很大的差异。因此在选择除尘器的型式时,首要的是确切掌握粉尘的分散度。粒径在10um以上时应选离心力除尘器,在粒径为数微米以下尘粒占大部分时,则应选用静电除尘器、过滤式除尘器(布袋除尘器)或洗涤器(湿式除尘器)。而具体选择,可以根据粒度分布和其他要求,参考常用除尘器类型与性能表,进行初步选择。然后再依照以后各章讨论的除尘器种类和型式的性能与设计要求确定。

二、粉尘重度

粉尘重度对除尘器的除尘性能影响很大。这种影响表现最为明显的是重力、惯性力和离心力除尘器(旋风除尘器)。所有除尘器的一个共同点是堆积重度越小,尘粒分离捕集就越困难,粉尘的二次飞扬也越严重,所以在操作上与设备结构上应采取特别措施。

根据经验,对尘粒重度与尘粒堆积重度之比为10以上的粉尘,需要特别注意粉尘的二次飞扬现象。如炭黑烟尘的大于46,所以它的二次飞扬就非常严重,其粉尘的分离捕集也是很困难的。

三、含尘浓度

(1) 在重力、惯性力和离心力除尘器中,一般说来,进口含尘浓度越大,除尘效率越高。可是这样一般又会增加出口含尘浓度,所以不能仅从除尘效率高,就笼统地认为粉尘处理的好。

(2) 在文氏洗涤器、喷射洗涤器等除尘器中,考虑到喉管段的摩擦损耗和喷嘴堵塞等因索,希望初始含尘浓度在10g/Nm3以下。

(3) 在过滤式除尘器中,初始含尘浓度越低,整体的除尘性能越好。在高初始含尘浓度时,希望采用压力损失变化小的连续清灰方式。

(4) 电除尘器,一般在初始含尘浓度为30g/Nm3以下的范围内使用。

四、粉尘粘附性

粉尘和壁面的粘附机理非常复杂,但经验已知它与粉尘的比表面积关系很大。粉尘的比表面积F为单位体积尘粒的表面积,如以d表示球形尘粒的直径,则F将表示如下:

粉尘粒径d越小,比表面积F越大,其粘附性也越大。

在旋风除尘器中,粉尘因离心力粘附于壁面上,有发生堵塞的危险。而对袋式除尘器容易使过滤气体的孔道堵塞。对电除尘器则易使放电极肥大和集尘极堆积。实验表明,粉尘的粘附性对形成过滤式除尘的粉尘初层起着重要作用。

当然,粉尘的粘附不仅与其比表面积有关,还和粉尘的组成和气体的性质以及与粉尘相互粘附的特性等有关。

五、粉尘比电阻

静电除尘器的粉尘比电阻应该在104~1011范围之内。粉尘的比电阻随含尘气体的温度和湿度不同有很大变化。一般在100~200℃之间,电阻值最大。如果加湿于含尘气体,则比电阻降低。因此在选用电除尘器时,需事先掌握粉尘的比电阻,充分考虑含尘气体温度的选择和含尘气体性质的调整。

六、含尘气体温度

干式除尘设备原则上必须在排出含尘气体的露点以上的温度下进行。

如图所示,在含三氧化硫的含尘气体中,即使三氧化硫是微量的,也会太幅度地提高其露点。此外:

(1) 在湿式除尘器中,由于水的蒸发和排放到大气后的冷凝等原因,应尽可能在低温下进行处理。

(2) 在布袋除尘器中,直接或间接地处理含尘气体的温度应降低到除尘滤袋耐热温度以下。玻璃纤维除尘布袋的使用温度一般在300度以下。其他滤布则在80~150度以下。

(3) 在电除尘中,使用温度可达400度。要考虑粉尘的比电阻,来选择处理含尘气体的温度。

七、采用湿式除尘

湿式除尘器绝大部分是用水的。如发尘的设备规模较小,需要同时除去有害气体,或者需要把极其微细的炭黑之类的粉尘完全捕集起来时,往往采用湿式除尘器。

湿式除尘器排出的含尘气体温度降低,所以除考虑到会使大气扩散效果降低,烟流拖长,烟雾降落等之外,还需要采取措施处理洗涤污水的问题。

八、含尘气体性质

为有效地利用除尘器,应根据情况对如下的粉尘和含尘气体的性质,进行处理。

(1) 一氧化碳烟气的氧化处理含一氧化碳的排出烟气时,作为防止爆炸的措施,要在发生炉出口烟道的高温部位导入空气,把一氧化碳氧化成二氧化碳。

(2) 提高粉尘的凝聚性利用热交换器等间接冷却,或水喷雾的直接冷却和增湿,或者利用静电的凝并作用等来提高粉尘的凝聚效果。

(3) 改变粉尘的比电阻在高电阻粉尘的场合,如在燃料煤中,掺入重油与高硫煤进行混烧,或喷入水、蒸汽、三氧化硫等调节剂,以降低粉尘的比电阻。另一方面,燃烧重油时产生的粉尘,当电阻过低时,可喷入氨气,生成电阻较高的硫铵,把全部粉尘静电阻调节在10~10范围之内。

九、设备容量

含尘气体的性质,可随操作条件或燃烧条件不同而有显著变化,且对除尘性能有很大影响。

除尘器进入实际运行后,要想获得符合设计规格的粉尘,实际上是很困难的。另一方面,操作和设备安装处所的环境条件,对设备性能是恶化还是有所改善,也是不易预计的。因此,在决定设备的容量时,须保证有一定的余量或预留一些可能增加设备的空间。


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