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；處理不當時容易造成二次揚塵。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、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進入沉降室，塵粒以沉降速度V₀獨立沉降，運行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80％以上，近年來經(jīng)改進后的特制旋風(fēng)除塵器．其除塵效率可達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，捕獲粉塵微粒可達0.1微米。但是，當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，就是捕集細微的粉塵效率也可達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、運行費用高等。

   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，帶負電的氣體離子，在電場力的作用下，向陽板運動，在運動中與粉塵顆粒相碰，則使塵粒荷以負電，荷電后的塵粒在電場力的作用下，亦向陽極運動，到達陽極后，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，即使考慮供電機組和振打機構(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)運和安裝以及維護管理水平高。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粒或使顆粒增大的裝置。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。當氣體與水滴有相對運動時，由于水滴的環(huán)繞氣膜作用，當氣體接近水滴時，氣體流線將繞過水滴而改變流向，運動軌跡由直線變?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行處理，否則會造成二次污染。（2)當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。（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，含塵氣體向上運動，液滴由噴嘴噴出向下運動。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。進入擴大管后，流速逐漸減小，塵粒互相粘合，使顆粒增大而易除去。最后進入旋風(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口進入，并以相當高的速度沖擊水面，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)又進一步水滴水霧凈化。此為淋水浴階段。又因為進入設(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，向上運動時，又被水霧進一步凈化，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)機后，可以延長風(fēng)機壽命；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、運行費用低；適應(yīng)范圍廣，適應(yīng)性強。

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：含塵氣體由進氣口進入下部筒體，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。向上運動的氣流與從進水口進入的水，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。抑制掘進機截齒和煤巖作用產(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沉陷，提高了工作效率。除塵效率高，大力改善了掘進機司機的視線，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。