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我来给大家科普来啦今天是湿式除尘器除烟技术

信息来源:   时间:2018-03-28 15:56:42 

一、除尘不除烟的原因

湿式除尘器除尘不能除烟的原因有二:: 一是烟尘具有疏水性,不易被水浸润捕集;二 是烟尘粒径小,多数小宁l/itn不能被水雾润湿和分离。由于这两个原因,湿式除尘器用于 工业炉窑、,雄型锅炉、冶炼炉净化时,经常会出现除尘不除烟的现象,粉坐排放浓度达标, 烟气黑度排放不达标。

图6-88为尘粒因碰撞或扩散而黏合的效率与尘粒直径的关系。由图6-88可见,大于 的尘粒是由于相互碰撞而黏合,效率随尘粒直径增加而加大。尘粒直径小于0,3?

0.001pm者系借扩散而黏合。尘粒直隹在0. ?、?时最难黏合。因此在湿式除尘器净 化含细微烟霾的烟气时要采取相应的技术措施。

二、化学湿润除烟技术

1.化学湿润除尘机理

粉尘与液体(通常为水)相互附着的难易程度的性质称为粉尘的润湿性。当粉尘与液体

碰撞及扩散黏合:Hite时,如果接触面能扩大而相互附着,则粉尘能被润湿;如果接触面趋于缩小而不能附著.刟粉尘不能被润湿。根据粉尘能够被水润湿的程度,一般可将粉坐發为容易被水润湿的 彥r性粉尘炫卩锅炉飞灰、石英粉尘等)和难以被水润湿的疏水性粉尘(如石墨、炭黑、烟 f等::粉尘珣润湿性除与粉尘的生成条件、湿度、压力、含水率、表面粗糙度及荷电性等 有规' 还与液体的表面张力、对粉尘的黏附力及相对于粉尘的运动速度等因素有关。例,于??的粉尘一般就很难被水润湿,这是因为微粒表面皆存在一层气膜,只有液滴 B帽对较高的速度冲击粉尘时,才能冲破气膜,将粉^^润湿。此外,粉尘的润湿性还随温度 黴升高而减小,随压力升高而增大,随液体表面张力的减少而增强。亲水性粉尘可采用湿法 _尘.对疏水性粉尘在湿法除尘中,如果在永中加入某些湿润剂(如皂角素、平平加竺), 轉降低水的表面张力,提高粉尘的润湿性。

; 化学湿润剂用于提高水对粉尘的湿润能力和抑尘效果,特别适合于疏水性的呼吸性粉 :化学湿润剂湿润粉尘的微观机理常用的说明是:水由极性分子组成,当水中添加某种适 [含的表面活性剂时,水的强极性现象部分消失,水的表面张力也随之减小;另外,疏水性粉 I 4表面吸取了表面活性剂,其疏水性转化为亲水性,因此,粉尘颗粒容易被水湿润。另一种 I馨怿是表面活性剂能提高粉尘颗粒在溶液中的电位,进而增加水对粉患的湿润能力。当湿润 i翻甩于湿润疏水性粉尘时,化学湿润剂的除虫可以提高湿式除尘器的除效果。

(2)表面活性剂

记学湿润剂、发泡剂均由表面活性剂配制而成。所谓表面活性剂是指具有表面活,性能 藝著降低溶剂(通常为水)表面张为和液-液界面张力且具有一定结构、亲水亲油特性和特 雜畈时性能的物质。

表面活性剂具有亲水亲油的特性,易于吸附、定询于物质表面(界面〉,能表现出降低 表E〔界面)张力、渗透、润湿、乳化、发泡、消泡、润滑、拒水、抗静电等一系列性能。

化学抑尘剂的组分主要是利用其降低表面张力、渗透、润湿、乳化、发泡等性能。

表面活性剂有五类。

L)阴离子表面活性剂制皂业所生产的肥皂即为阴离子表面活性剂,肥皂属高级脂肪 酸此外,有代表性助阴离子表面活性剂还有磺酸盐、硫酸酯盐、脂肪酰-肽缩合物、磷 

酸酯等。阴离子表面活性剂一般具有良好的渗透、润湿、乳化、分散、增溶、起泡、抗静电 和润滑等性能,可用作为化学抑尘剂的重要组分。

'm :阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂溶于水发生离解所形成的阳离子具有表面活 性,其亲水基可以含氮、磷或硫,在含氮的阳离子表面活性中,按氮原子在分子结构中的位 置又可分为铵盐、季铵盐、氮苯和咪唑啉四类,其中以季铵盐类用途最广,其次是铵盐类。

2,两性表面活{生剂两性表面活性剂是指在同一分子中兼有阴离子性和阳离子性# IS 及在非离子性亲水基中有任意一种离子性质的物质。主要是指兼有阴离子性和阳离子性亲水 基的表面活性剂。两性表面活性剂的阳离子部分可以是铵盐、季铵盐或咪唑啉类> 阴离子部 分则为羧酸盐硫酸盐、磺酸盐或磷酸盐。

3,非离子表面活性剂它在水溶液中由于事是以离子状态存在,故其稳定性高,不易 受强电解质存在的影响,也不易受酸、碱的影响,与其他表面活性相容性好,在各种溶剂中 溶解性均好。非离子表面活性剂按亲水基分类有聚石二醇塵、脂肪醇酰胺型和多元醇型 三类。

非离子表面活性剂在水中的润湿度随温度升高而降低。非离子表面活性剂具有良好的洗 涤、分散、乳化、增溶、润湿、发泡、抗静电、杀菌和保护胶体等多种性能。

4,高分子表面活性剂高分子表面活性剂根据来源可分为天然的、半合成的和合成的

三类,如表641所列。

表6-41高分子表面活性剂分类


(3)活性剂用量与效果

ft性剂的使用量因表面活性剂的种类、性能相差很大。通常表面活性剂溶水后其浓度

3..005M?职鉍。供5juin以下烟尘捕集率达到50%?70% (单独用清水时为用合成 洗涤剂为

(4)湿式化学除尘器

湿式化学除尘器是利用含化学抑尘剂的液体(通常是用添加湿润剂的水溶液)来除尘

设备。捕集粉尘有四种情况:?依靠在除尘器中产生的液滴捕捉尘粒.然后尘粒和液滴一起 从气体中分离出来;②气体通过液体形成气泡而把尘粒捕捉;③依靠液体射流捕捉尘粒;(D 依靠固体表面覆盖的一层液膜捕捉尘粒。在这些情况中,捕集粒子的机制主要是惯性、截留 和扩散效应。不论是哪一种情况,往洗涤液中添加适合的化学湿润剂应该有益的。湿式化 学除尘器比普通湿式除尘器有刹于捕集粒子,能提高除尘效率,相应减小设备体积和结构尺 寸。缺点是化学湿润剂可能增加除尘器运行费用和设备构造的复杂性。

三、静电湿式洗涤除尘技术

1.捕集难分离的粉尘粒子

早在1944年有人就曾提出用电液滴捕集荷电灰坐的方法,其后叉有人设计了许多不 同的把电力和洗涤除尘结合起来的装置;重要百的是捕集难以分离的粒子。其主要优点是性 能比普通洗涤器好,体积比普通电除尘器小。仅依靠碰撞和扩散作用来除尘的普通洗涤器.

_ 因为碰撞机制主要对较粗的粒子起作用,扩散机制主要对很细的微粒起作用,故其除坐效率 I 曲线两头逐渐升高,中间有一个最低值,一般对0.1?lpm范围的粒子除尘窣果较差?但静

2.电式洗涤器则对这个范围的粒子有良好的除尘效率。

I 静电湿式洗涤除尘器荷电方法可以有四种情况。

I U)液滴荷电,粒子不荷电,有环境电场在普通洗涤器中,常常用不■于气体的速度

I 喷射液滴,g造成液滴和含尘气体之间的相对运动8但如果使液滴荷电,并受环境电场的作 I 用,也能产生液滴和气体的相对速度,而除掉气体中的未荷电粒子。这样做优点是相对速度 I 不会从喷射点开:始衰减到零,而是达到由流体阻力、粒子电荷和环境电场所决定的稳定值。 I <2)液滴荷电,粒子荷电,无环境电场在这种情况下,粒子由于相反电荷的吸引而被

3.捕集在荷:电_液滴表:面上。因此,液滴表面很像普通电除尘器的收尘电极。.显:然:,:如巣微粒的 ! 电荷密度等于液滴的电荷密度并且极性相反,起作用的就是这种捕集机制。在这里没有净余

的空阀电荷,因而没有环境电场。

?3)液滴不荷电,粒子荷电,有环境电场进人气流中的中性液滴受到环境电场的作用 W被极化。沿电力线向液滴驱进的荷电粒子被液滴捕获。如果粒子只荷上一种符号的电荷, 则它们最初是被捕集在液滴的半个表面上;如果粒子荷电为两种极性,则在整个液滴表面'上 都捕集粒乎

to液滴和粒子荷电并有环境电场如果既有环境电场,液滴与粒子:上又有相反符号的 电荷,则液滴捕集粒子可能是由于包括在上述三项中的机制的联合作用,在这种情况下,可 以使液滴荷上不同符号的电荷,也可以使粒子荷不同符号的电荷。环境电场则用外电极施 加,或由空间电荷切起。

静电式洗涤器中产生液滴和使液滴荷电可以分两步进行,也可以?步同时完成B葡者一 般可先用机械雾化或气力雾化法产生液滴,然后经过像普通电除尘器那样的过程使液滴荷 电,后者可采用依靠电力产生带电液滴的方法^

2.静电洗涤除尘器

CD 1WS型洗涤除尘器这种洗涤器的污染的气体迸人洗涤器后, 先经过高压电离器(由阴极性放电极和接地极板组成,极板加湿),使粒子荷电.然后进人 填料段。填料段由“特利里特”填充而成,在顶部喷水。约大于3?5ftm的粒子一般在开头 10?20cm的距离内与填料表面碰撞而被捕集,再由喷的水冲洗掉,流人洗涤器底部的氷槽 中:(洗涤水还能防止静电荷在填料上积聚,使填料保持电气中性状态小于3?5pm的粒 则沿着曲折的路线通过填料段。如果在这段曲折路线中细粒子不与填料碰撞,也很可能因 静电力吸引而被捕集(与电气中性的液滴或填料表面接近的荷电粒子,在表面上感应极性相 反的电荷,然后被它吸住)。

处理风量为425翻的这种洗涤器,尺寸约 为:1 xn长.、7 m宽、S、lm高(每橫与管道连接 的过渡段),使用再循环洗涤水约ImVmin.需要补 充水一般约O' 2ra3/min,其外壳用玻璃纤维加强塑 料制作,特别适用于处理腐蚀性气体。气体温度最 好不要超过大约_?压力降约|窗>?ifiti.

这种洗涤器已用于捕集焚烧氯化了的溶剤时排 出的硅烷,处理涂料,杀虫荆、农药和其他n:业废 液焚化炉的排出物,净化石油焦炭锻烧炉排出的气体。其捕集效率约?随不同

的应用而变化。把它几级串联可以达到很高的效率。此外,负荷波动对它的效率没有影响。

d.Electro-Dynactor洗涤除尘器这种洗涤器如图6-90所示。含尘或雾的气体先经电 离器使粒子荷电(电离器电压为15?24kV时,可以使所有粒子都因电场荷电或扩散荷电机 制而荷电),然后进人洗涤段,由速度为50m/s的水滴把粒子除去。

这种洗涤器不用风机,只需1台离心泵。水泵把洗涤液从喷嘴喷出,吸引含尘气体。液 下喷射时在塔内造成紊流,使气、液密切接触。耗水量为0. 67?liaV(inin ? 1000m3 空气),水压为1.05L75MPa,视应用情况而定。电离器每小时用喷射的高压水自动清洗 一次,以免设备因积累沉积物而出故障。清洗毕送入热气干燥后运行。液体储槽中设置挡 板,是为了减少排气带水。洗涤器可用不镑钢、纤维加强塑料或钛等材料制造,以防酸碱和 有机物的腐蚀。

这种洗涤器一般是串联三级使用。对0. 1?0.8fmi的粒子,捕集效率可达96%?98%。 其运行耗电量约l06kW ? h/( 1000m3 . min)。

(3)双重荷电洗涤除尘器这是一种如图6-91所示的静电式洗涤器。它在带有接地铜 片的矩形人口管道中央水平放置一根圆钢,构成电晕放电段。含尘气体经过这里,使粒子荷 电C一般荷负电)。在洗涤器内装有喷嘴喷水,水滴荷正电。荷负电的粒子因电气吸引而被 液滴捕集。

在实验室试验,这种洗涤器在不荷电时捕集直径0.3(^111粒子的效率为35:氣,荷电时提 髙至87% (试验装置为238m3/h.的双室洗涤器。电晕荷电段电压为27000V,喷嘴的电压为 5kV0第一室1.5m高,0. 6m宽,矩形;第二室1. lm高,直径0.5m,圆形。第一室中设 喷嘴20个,喷水量4.5L/min;第二室中设喷嘴13个,喷水量3.8L/min)。它的性能受水 气比影响颇大。对一台燃煤锅炉用这种洗涤器做的试验表明,当水气比从0.32L/m3提高到

0.76L/m3后,总通过率从3. 9%下降到1.9%。这种洗涤器的压力降约为250Pa。

C4)荷电液滴洗涤器这种洗涤器构造和工作状况如图6-92所示&它在捕集粒子的部 分有若干平行排列的平板式极板,间隔125?200mm。每两块极板之间设置几排(通常为3 排,也就是3级串联,每一级约高3m)水平的喷水管(称为电极)。喷水管上有许多用外径 1.27mm,内径0. 84mm的圆管构成的喷嘴,间距约2. 5~4. Scm。其上加以50?60kV直流 电压,利用电力产生表面荷电的液滴。因为是依靠电力使液体微粒化,故不需高的水压,在 电极入口有数十毫米水柱就行了。污染的气体自下而上垂直通过喷雾管和收尘极板之间的电 场,荷电液滴以髙的恒速(约30m/S)相对于气体运动,捕集粒子,并把粒子带到极板上, 然后连续排人沉降槽。液体澄清后可再循环使用(水的电导率应小于1000mf2/Cm,硬度不

醅超过200X10-6,pH值应在6?8范围内)。这种洗涤器的压力降约为15§?30OPa。处理 的气体温度一般獄150T:为限,如超过此温度,应在洗涤器前先直接用水冷却,降低温度。 和普通电除尘器一样,在洗涤器下部气体流人处要设整流板。其供电设备与普通电除尘器 同.也设有根据火花率自动控制电压的装置。

这种洗涤器每一级对亚微米粒子的效率为3051 ?70%s影响效率最重要的因素是极板 间距(更恰当地说,是每单位气体流量的极板面积)。其他条件不变,把间距从200mm增 加到260imn,效率即降低:50滅《其他如减少供水量,增加气流速度,缩小喷嘴圆管直径, 都对除尘效率有不利影响。

四、湿式静电旋风集尘技术

高效率的湿式静电旋风集尘可避免传统干式静电集尘器因粉尘累积而导致收集效率降 低以及无法长期操作需定期做粉尘敲打的问题。

高效率湿式静电旋风集尘器内部的放电电极是由数个装在中空电极棒的圆盘所组成,各 圆盘电极的最外缘呈尖锐状,可产生电晕放电作用使微粒充电及静电移除。并利用四道循环 的切线水流来清洗旋风器内的粉尘,以达长期操作的目的。

旋风器圆柱部分的内径为2&ni,放电电极是由数个装在中空电极棒的圆盘所组成,各 圆盘电极的最外缘呈尖锐状,且与旋风器壁面均保持同一距离。在旋风器内部装置高压喷嘴 可产生微米粒径的细水雾。实验系统如图6-93所沄。

实验结果显示,操作电压为flkv,气体流量1000 (停留时间=1.2,知、人口速度=

2.&6in/g)^4&&?L/min (停留时间=0.,2.S_s、:入口速度= 11. 59m/s)_,效率随着流量增加而 降低。湿式静电旋风器对于油酸微粒的去除效率为78?i?92鉍(4500L/min)和97%~99M 4l?aL/min);对于炭烟(soot)微粒的去除效率为92%?99% CiSWL/tnin)和

对于氧化铝微粒的去除效率为:75K'?_99M_ (45O0L/njJfi)和87涔.? m 9% tlOOOL/min)。最低去除效率发生在粒径100?200nm之间,效率曲线呈现U形。

a 6-?g实验系统流程

a—高压静电产生器(20kV々放电尖端;3—SMPS* APM; 4广水槽f 5—压力计(0?300mmH2O);

6—浮子式流量计(0?200L./min)f P—系统水泵;8—联通管;9一流量计;10—系统风机 [风量:Q?5m3 (标〉/min;压差:250mmH2(f>, II——^体喷嘴;12—过滤器*

13--流孔板;一二流体喷嘴

另外,湿式静电旋风集尘器的压损在有洗壁水的操作下比未有时降低了约20:M。最后,本 研究在负荷实验结果中发现,本系统的四道循环的切线水流可_解决干式静电器因高浓度粉 尘累积在收集壁面上而导致效率降低之问题。

选用某科技厂作为湿式静电旋风集尘器的实场测试,以解决科技厂的白烟(中间气动直 径为22Qmn)问题。连续操作两星期下的测试结果显示,操作电压为18kV,气体流量 4500L/mteT?去除效率可达到至少的%以上,并在本系统出口没有发现白烟

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