旋风除尘器的应用与发展前景
发布时间：2022/9/20
旋风除尘器的应用与发展前景
1.除尘设备在化工行业中的应用
化学工程中，气体与粉尘微粒的多相混合物的分离操作称为除尘。微粒可以是固体或液.体微粒。
从环境保护看，粉尘是人体健康的大敌。尤其是粒径在0.5---5/um之间的飘尘，对人的危害最大。大于5um的尘粒，由于惯性作用可被鼻毛与呼吸道黏液排除；小于0.5/um的尘粒，也可因气体扩散作用被黏附在上呼吸道表面而随痰排出。0.5～5um的飘尘则可通过呼吸道直接到达肺部而沉积，危害人体健康。据分析，有些飘尘微粒表面还附有致癌性很强的芳香族碳氢化合物，尤其是煤的粉尘是大气中各种毒物的元凶，所以世界各国都十分重视大气中粉尘的防护。
粉尘对人体的危害，不仅取决于粉尘的性质，还取决于粉尘在空气中的含量(即浓度)。空气中含粉尘的浓度是评价环境污染状况的主要指标之一。单位体积空气中所含灰尘量称为含尘浓度。
除尘对象的尘粒直径(简称粒径)，一般在100～0.01um之间。除尘操作在化工生产中的应用主要有以下几种。
①净化分散介质如催化反应的原料气中如有固体微粒，会严重影响催化剂的效能，必须在原料气进入反应器之前把它除掉。
②回收分散物质如流化床反应器送出的气体中一般夹带着许多催化剂微粒，为降低成本，也为保护环境，这些催化剂必须加以回收。又如从干燥等工艺过程的气流中回收固体产品等。
③净化排放气 在生产中排放废气之前，要尽量分离出其中的固体微粒，以便开展综合利用和保护环境。
④消除爆炸危险 某些含碳物质及金属细粉与空气混合物形成爆炸混合物，因此在混合之前将能爆炸的物质除掉。
除尘设备在化工生产中应用极为广泛，而在某些基本化学工业如硫酸、合成氨等，除尘器都被作为关键设备。随排放废气之前，要尽量分离出其中的固体微粒，以便开展综合利用和保护环境。随着化学工业的迅速发展，特别是装置日益大型化，在能量回收、气体净化、催化时回收及防大气污染等工程中，高效除尘器则成为关键设备之一。
在目前工业上常用的除尘方法中，重力沉降法只能分离100um以上粗颗粒。常规的旋风除尘器可分离10um左右的细颗粒，高效的多管旋风除尘器还可将5um以上的细粉尘捕集下来；湿洗分离法是通过液层、液滴和液膜来捕集粉尘的，可分离1~5um的粉尘，效率高而可靠，但气体内易夹带液雾，而且只能在较低温度下使用，还具有设备较大易产生二次污染的问题；过滤分离可将0.1--1um的粉尘有效捕集下来，但设备庞大，造价和运行费用高，且不能处理有结露或粉尘吸潮性强的物系；静电除尘器对0.01---1um的粉尘有较好的分离效率，但设备造价过高，操作和管理的要求也比较高。
2.除尘机械设备的分类及特点
根据在除尘器中是否采用液体进行除尘或清灰，常用除尘器可分干式除尘器和湿式除尘器两大类。干式除尘器是指不用水或其他液体捕集和分离空气或气体中粉尘粒子的除尘器；湿式除尘器是指借含尘气体与液滴或液膜的接触、撞击等作用，使尘粒从气流中分离出来的设备。
《环境保护设备分类与命名》(HJ/T 11—1996)中按除尘器分离、捕集的作用原理，将
其分为以下七类。
①重力与惯性除尘装置包括重力沉降室、挡板式除尘器。
②旋风除尘装置包括单筒旋风除尘器、多筒旋风除尘器。
③湿式除尘装置包括喷淋式除尘器、冲激式除尘器、水膜除尘器、泡沫除尘器、斜栅式除尘器、文氏管除尘器。
④过滤层除尘器 包括颗粒层除尘器、多孔材料除尘器、纸质过滤器、纤维填充过滤器。
⑤袋式除尘装置包括机械振动式除尘器、电振动式除尘器、分室反吹式除尘器、喷嘴反吹式除尘器、振动式除尘器、脉冲喷吹式除尘器。
⑥静电除尘装置包括板式静电除尘器、管式静电除尘器、湿式静电除尘器。
⑦组合式除尘器例如卧式旋风水膜除尘器、静电袋式除尘器、静电颗粒层除尘器等。
此外，按照除尘器在除尘系统中的工作状态，可分为正压除尘器和负压除尘器两类；按照工作温度的高低可以分为常温除尘器和高温除尘器两类；按照除尘器的大小还可以分为小型除尘器、中型除尘器、大型除尘器和超大型除尘器等。
除尘的方式很多，现在应用最多的是旋风除尘器、袋式除尘器、电除尘器和湿式除
旋风除尘器是利用含尘气流做旋转运动产生的离心力，将尘粒从气体中分离并捕集下来的装置。.袋式除尘设备是利用滤袋进行过滤除尘的。静电除尘设备是烟气通过电除尘设备主体结构前的烟道时，使其烟尘带正电荷，然后烟气进入设置多层阴极板的电除尘设备通道从而除去尘粒。湿式除尘器是指借含尘气体与液滴或液膜的接触、撞击等作用，使尘粒从气流中分离出来的设备。
3.除尘器选择时考虑因素
选择除尘器时必须全面考虑除尘效率、压力损失、一次投资、维修管理等。其中最主要的是除尘效率。
①选用除尘器必须考虑满足排放标准规定的排放浓度。
②粉尘的物理性质对除尘器性能具有较大的影响。
例如，黏性大的粉尘容易黏结在除尘器表面，不宜采取干法除尘；比电阻过大或过小的粉尘，不宜采用电除尘；纤维性或憎水性粉尘不宜采用湿法除尘。
③气体的含尘浓度：含尘浓度较高时，在静电除尘器或袋式除尘器前应设置低阻力的
预净化设备，去除粗大尘粒，以使设备更好地发挥作用。
④气体温度和其他性质也是选择除尘设备时必须考虑的因素。
对于高温、高湿气体不宜采用袋式除尘器。烟气中同时含有S02、NO等气态污染物，可以考虑采用湿式除尘器，但是必须注意腐蚀问题。
4.除尘器的发展方向
①除尘设备趋向高效率。
②发展处理大烟气量的除尘设备。
③着重研究提高现有高效除尘器的性能。
④发展新型除尘设备：宽间距或脉冲高压电除尘器、环形喷吹袋式除尘器、顺气流喷吹袋式除尘器、带电水滴湿式洗涤器、带电袋式除尘器等。
⑤重视除尘机理及理论方面的研究。
5.旋风除尘器特点及应用
旋风除尘器是利用含尘气流作旋转运动产生的离心力，将尘粒从气体中分离并捕集下来的装置。对于收集5～10pm以上的尘粒，其除尘效率可达90%左右。旋风除尘器于1885年开始使用，已发展成为多种类型。按气流进入方式，可分为切向进入式和轴向进人式两类。旋风除尘器的工业应用一般有四大类：控制空气污染、工艺设备、作为预分离器装置以及去除气体中的液体携带物。
旋风除尘器有如下特点。
①结构简单，器身无运动部件，不需特殊的附属设备，占地面积小，制造、安装投资较少。
②操作、维护简便，压力损失中等，动力消耗不大，运转、维护费用较低。
③操作弹性较大，性能稳定，不受含尘气流的浓度、温度的限制。对于粉尘的物理性质无特殊要求，同时可根据化工生产的不同要求，选用不同材料制作或内衬各种不同的耐磨、耐热材料，以提高使用寿命。
④缺点是磨琢性强的物料对壁面产生磨损和黏附性的细粉会产生黏附。
6.旋风除尘器结构组成及工作原理
旋风除尘器由进气口、圆筒体、圆锥体、排气管和排尘装置组成，如图所示。
旋风除尘器工作原理：混合物由切向进入除尘器风口中，沿内壁做旋转下降运动，到达圆锥体部分后，由于旋转半径逐渐减少而旋转速度逐渐增加，致使气流中的物料颗粒受到更大的离心力。这样，物料颗粒在离心力的作用下，被抛到除尘器壁面，然后由于重力及气流的带动落人底部卸料口排出，与此同时，气流(其中尚含有少量粉尘)到达锥体下端附近开始转而向上，在中心部做螺旋上升运动，最后，由排气管排出。
