除尘器是一种用于从气体中分离和去除颗粒物的设备,广泛应用于工业生产、环境保护等领域,其工作原理因类型不同而有所差异,以下是几种常见除尘器的工作原理:
机械式除尘器
重力沉降室
原理:利用重力作用使尘粒从气流中自然沉降分离。含尘气体进入沉降室后,由于流速降低,在重力作用下,较重的尘粒逐渐沉降到室底,而净化后的气体则从出口排出。
特点:结构简单、造价低、阻力小,但除尘效率相对较低,一般只能去除粒径较大的颗粒(通常大于50μm),常作为多级除尘系统的预除尘设备。
惯性除尘器
原理:利用尘粒与气流在运动中惯性力的不同来实现分离。当含尘气流遇到障碍物(如挡板、弯头等)时,气流方向发生急剧改变,而尘粒由于惯性较大,不能随气流迅速改变方向,继续按原方向运动,从而与气流分离并撞击到障碍物上,落入灰斗。
特点:结构简单,阻力较小,适用于去除粒径较大(一般大于20μm)的颗粒,但对微细颗粒的除尘效率不高。
旋风除尘器
原理:含尘气体从进气口以较高的速度沿切线方向进入旋风除尘器后,在器内作旋转运动。由于尘粒所受离心力远大于气体所受离心力,尘粒被甩向器壁并沿壁面下落,随旋转气流一起到达锥体底部,然后从排灰口排出;净化后的气体则在除尘器中心部分由上而下作旋转运动,再由下而上从排气口排出。
特点:结构简单、占地面积小、投资少、操作维修方便、压力损失中等、动力消耗不大,可用于高温、高压及有腐蚀性气体的净化,能分离粒径大于5μm的尘粒,除尘效率一般为70% - 90%。
过滤式除尘器
袋式除尘器
原理:含尘气体由进气口进入灰斗(或通过敞开法兰口进入滤袋室),含尘气体透过滤袋过滤为净气进入净气室,再经净气室排气口,由风机排走。粉尘积附在滤袋的外表面,且不断增加,使袋式除尘器的阻力不断上升,为使设备阻力不超过1200Pa,袋除尘器能继续工作,需定期清理滤袋上的粉尘。清灰是由程序控制器定时顺序启动脉冲阀,使气包内压缩空气(0.5 - 0.7MPa)由喷吹管孔眼喷出(称一次风)通过文氏管诱导数倍于一次风的周围空气(称二次风)进入滤袋在瞬间急剧膨胀,并伴随着气流的反方向作用抖落粉尘,达到清灰的目的。
特点:除尘效率高,一般可达99%以上,能捕集粒径大于0.3μm的细小粉尘颗粒,适应性强,可处理不同类型的含尘气体,但滤袋易磨损、堵塞,需定期更换,运行费用相对较高。
颗粒层除尘器
原理:以硅砂、砾石等颗粒状材料作为过滤层来捕集尘粒。含尘气体通过颗粒层时,尘粒被颗粒层拦截、吸附和惯性碰撞等作用而从气流中分离出来。随着过滤的进行,颗粒层阻力逐渐增加,当达到一定值时,需要进行反吹清灰,使颗粒层恢复过滤性能。
特点:耐高温、耐腐蚀、过滤风速高、除尘效率较高,且颗粒层材料来源广泛、成本低,但设备体积较大,清灰较困难。
湿式除尘器
喷淋塔
原理:含尘气体由塔底进入,自下而上流动;喷淋液由塔顶通过喷嘴喷成雾状,自上而下与含尘气体逆向接触。尘粒与液滴发生碰撞、拦截和凝聚等作用,被液滴捕集并随液体流入塔底的水池中,净化后的气体从塔顶排出。
特点:结构简单、造价低、占地面积小、操作管理方便,能有效去除气体中的尘粒和部分有害气体,但会产生污水,需要处理,且对憎水性和水硬性粉尘的除尘效果较差。
文丘里洗涤器
原理:由文丘里管(收缩管、喉管和扩散管)和脱水器组成。含尘气体以较高的速度进入收缩管,气流速度逐渐增大,在喉管处达到最大值。与此同时,洗涤液通过喉管周边均匀分布的喷嘴喷入,在高速气流冲击下被雾化成细小的液滴。尘粒与液滴在喉管中发生强烈的碰撞、拦截和凝聚等作用,使尘粒被液滴捕集。随后,含尘液滴进入扩散管,速度降低,压力回升,以较大的液滴形式进入脱水器,在脱水器中气液得到分离,净化后的气体从脱水器顶部排出,污水则从底部排出。
特点:除尘效率高,对细小粉尘(粒径小于5μm)的捕集效率可达90%以上,还能同时去除气体中的部分有害气体,但设备阻力较大,动力消耗多,且会产生污水。
电除尘器
原理:在电除尘器的高压直流电场中,气体被电离,产生大量的电子和离子。当含尘气体通过电场时,尘粒与这些电子和离子碰撞而荷电,荷电尘粒在电场力的作用下向电极运动,并沉积在电极上。通过振打装置使电极上的尘粒落入灰斗,从而达到除尘的目的。
特点:除尘效率高,一般可达99%以上,能处理高温、高湿的含尘气体,阻力损失小,处理风量大,但设备造价高,占地面积大,对粉尘的比电阻有一定要求,运行管理要求较高。