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我來給大家科普來啦今天是濕式除塵器除煙技術

信息來源: http://www.muypatagonia.com  時間:2018-03-28 15:56:42 

一、除塵不除煙的原因

濕式除塵器除塵不能除煙的原因有二:: 一是煙塵具有疏水性,不易被水浸潤捕集;二 是煙塵粒徑小,多數小寧l/itn不能被水霧潤濕和分離。由于這兩個原因,濕式除塵器用于 工業爐窯、,雄型鍋爐、冶煉爐凈化時,經常會出現除塵不除煙的現象,粉坐排放濃度達標, 煙氣黑度排放不達標。

圖6-88為塵粒因碰撞或擴散而黏合的效率與塵粒直徑的關系。由圖6-88可見,大于 的塵粒是由于相互碰撞而黏合,效率隨塵粒直徑增加而加大。塵粒直徑小于0,3?

0.001pm者系借擴散而黏合。塵粒直隹在0. ?、?時最難黏合。因此在濕式除塵器凈 化含細微煙霾的煙氣時要采取相應的技術措施。

二、化學濕潤除煙技術

1.化學濕潤除塵機理

粉塵與液體(通常為水)相互附著的難易程度的性質稱為粉塵的潤濕性。當粉塵與液體

碰撞及擴散黏合:Hite時,如果接觸面能擴大而相互附著,則粉塵能被潤濕;如果接觸面趨于縮小而不能附著.刟粉塵不能被潤濕。根據粉塵能夠被水潤濕的程度,一般可將粉坐發為容易被水潤濕的 彥r性粉塵炫卩鍋爐飛灰、石英粉塵等)和難以被水潤濕的疏水性粉塵(如石墨、炭黑、煙 f等::粉塵珣潤濕性除與粉塵的生成條件、濕度、壓力、含水率、表面粗糙度及荷電性等 有規' 還與液體的表面張力、對粉塵的黏附力及相對于粉塵的運動速度等因素有關。例,于¥?的粉塵一般就很難被水潤濕,這是因為微粒表面皆存在一層氣膜,只有液滴 B帽對較高的速度沖擊粉塵時,才能沖破氣膜,將粉^^潤濕。此外,粉塵的潤濕性還隨溫度 黴升高而減小,隨壓力升高而增大,隨液體表面張力的減少而增強。親水性粉塵可采用濕法 _塵.對疏水性粉塵在濕法除塵中,如果在永中加入某些濕潤劑(如皂角素、平平加竺), 轉降低水的表面張力,提高粉塵的潤濕性。

; 化學濕潤劑用于提高水對粉塵的濕潤能力和抑塵效果,特別適合于疏水性的呼吸性粉 :化學濕潤劑濕潤粉塵的微觀機理常用的解釋是:水由極性分子組成,當水中添加某種適 [含的表面活性劑時,水的強極性現象部分消失,水的表面張力也隨之減??;另外,疏水性粉 I 4表面吸收了表面活性劑,其疏水性轉化為親水性,因此,粉塵顆粒容易被水濕潤。另一種 I馨懌是表面活性劑能提高粉塵顆粒在溶液中的電位,進而增加水對粉患的濕潤能力。當濕潤 i翻甩于濕潤疏水性粉塵時,化學濕潤劑的除蟲可以提高濕式除塵器的除效果。

(2)表面活性劑

記學濕潤劑、發泡劑均由表面活性劑配制而成。所謂表面活性劑是指具有表面活,性能 藝著降低溶劑(通常為水)表面張為和液-液界面張力且具有一定結構、親水親油特性和特 雜畈時性能的物質。

表面活性劑具有親水親油的特性,易于吸附、定詢于物質表面(界面〉,能表現出降低 表E〔界面)張力、滲透、潤濕、乳化、發泡、消泡、潤滑、拒水、抗靜電等一系列性能。

化學抑塵劑的組分主要是利用其降低表面張力、滲透、潤濕、乳化、發泡等性能。

表面活性劑有五類。

L)陰離子表面活性劑制皂業所生產的肥皂即為陰離子表面活性劑,肥皂屬高級脂肪 酸此外,有代表性助陰離子表面活性劑還有磺酸鹽、硫酸酯鹽、脂肪酰-肽縮合物、磷 

酸酯等。陰離子表面活性劑一般具有良好的滲透、潤濕、乳化、分散、增溶、起泡、抗靜電 和潤滑等性能,可用作為化學抑塵劑的重要組分。

'm :陽離子表面活性劑陽離子表面活性劑溶于水發生離解所形成的陽離子具有表面活 性,其親水基可以含氮、磷或硫,在含氮的陽離子表面活性中,按氮原子在分子結構中的位 置又可分為銨鹽、季銨鹽、氮苯和咪唑啉四類,其中以季銨鹽類用途最廣,其次是銨鹽類。

2,兩性表面活{生劑兩性表面活性劑是指在同一分子中兼有陰離子性和陽離子性# IS 及在非離子性親水基中有任意一種離子性質的物質。主要是指兼有陰離子性和陽離子性親水 基的表面活性劑。兩性表面活性劑的陽離子部分可以是銨鹽、季銨鹽或咪唑啉類> 陰離子部 分則為羧酸鹽硫酸鹽、磺酸鹽或磷酸鹽。

3,非離子表面活性劑它在水溶液中由于事是以離子狀態存在,故其穩定性高,不易 受強電解質存在的影響,也不易受酸、堿的影響,與其他表面活性相容性好,在各種溶劑中 溶解性均好。非離子表面活性劑按親水基分類有聚石二醇塵、脂肪醇酰胺型和多元醇型 三類。

非離子表面活性劑在水中的潤濕度隨溫度升高而降低。非離子表面活性劑具有良好的洗 滌、分散、乳化、增溶、潤濕、發泡、抗靜電、殺菌和保護膠體等多種性能。

4,高分子表面活性劑高分子表面活性劑根據來源可分為天然的、半合成的和合成的

三類,如表641所列。

表6-41高分子表面活性劑分類


(3)活性劑用量與效果

ft性劑的使用量因表面活性劑的種類、性能相差很大。通常表面活性劑溶水后其濃度

3..005M?職鉍。供5juin以下煙塵捕集率達到50%?70% (單獨用清水時為用合成 洗滌劑為

(4)濕式化學除塵器

濕式化學除塵器是利用含化學抑塵劑的液體(通常是用添加濕潤劑的水溶液)來除塵

設備。捕集粉塵有四種情況:?依靠在除塵器中產生的液滴捕捉塵粒.然后塵粒和液滴一起 從氣體中分離出來;②氣體通過液體形成氣泡而把塵粒捕捉;③依靠液體射流捕捉塵粒;(D 依靠固體表面覆蓋的一層液膜捕捉塵粒。在這些情況中,捕集粒子的機制主要是慣性、截留 和擴散效應。不論是哪一種情況,往洗滌液中添加適合的化學濕潤劑應該有益的。濕式化 學除塵器比普通濕式除塵器有剎于捕集粒子,能提高除塵效率,相應減小設備體積和結構尺 寸。缺點是化學濕潤劑可能增加除塵器運行費用和設備構造的復雜性。

三、靜電濕式洗滌除塵技術

1.捕集難分離的粉塵粒子

早在1944年有人就曾提出用電液滴捕集荷電灰坐的方法,其后叉有人設計了許多不 同的把電力和洗滌除塵結合起來的裝置;重要百的是捕集難以分離的粒子。其主要優點是性 能比普通洗滌器好,體積比普通電除塵器小。僅依靠碰撞和擴散作用來除塵的普通洗滌器.

_ 因為碰撞機制主要對較粗的粒子起作用,擴散機制主要對很細的微粒起作用,故其除坐效率 I 曲線兩頭逐漸升高,中間有一個最低值,一般對0.1?lpm范圍的粒子除塵窣果較差?但靜

2.電式洗滌器則對這個范圍的粒子有良好的除塵效率。

I 靜電濕式洗滌除塵器荷電方法可以有四種情況。

I U)液滴荷電,粒子不荷電,有環境電場在普通洗滌器中,常常用不■于氣體的速度

I 噴射液滴,g造成液滴和含塵氣體之間的相對運動8但如果使液滴荷電,并受環境電場的作 I 用,也能產生液滴和氣體的相對速度,而除掉氣體中的未荷電粒子。這樣做優點是相對速度 I 不會從噴射點開:始衰減到零,而是達到由流體阻力、粒子電荷和環境電場所決定的穩定值。 I <2)液滴荷電,粒子荷電,無環境電場在這種情況下,粒子由于相反電荷的吸引而被

3.捕集在荷:電_液滴表:面上。因此,液滴表面很像普通電除塵器的收塵電極。.顯:然:,:如巣微粒的 ! 電荷密度等于液滴的電荷密度并且極性相反,起作用的就是這種捕集機制。在這里沒有凈余

的空閥電荷,因而沒有環境電場。

?3)液滴不荷電,粒子荷電,有環境電場進人氣流中的中性液滴受到環境電場的作用 W被極化。沿電力線向液滴驅進的荷電粒子被液滴捕獲。如果粒子只荷上一種符號的電荷, 則它們最初是被捕集在液滴的半個表面上;如果粒子荷電為兩種極性,則在整個液滴表面'上 都捕集粒乎

to液滴和粒子荷電并有環境電場如果既有環境電場,液滴與粒子:上又有相反符號的 電荷,則液滴捕集粒子可能是由于包括在上述三項中的機制的聯合作用,在這種情況下,可 以使液滴荷上不同符號的電荷,也可以使粒子荷不同符號的電荷。環境電場則用外電極施 加,或由空間電荷切起。

靜電式洗滌器中產生液滴和使液滴荷電可以分兩步進行,也可以?步同時完成B葡者一 般可先用機械霧化或氣力霧化法產生液滴,然后經過像普通電除塵器那樣的過程使液滴荷 電,后者可采用依靠電力產生帶電液滴的方法^

2.靜電洗滌除塵器

CD 1WS型洗滌除塵器這種洗滌器的污染的氣體迸人洗滌器后, 先經過高壓電離器(由陰極性放電極和接地極板組成,極板加濕),使粒子荷電.然后進人 填料段。填料段由“特利里特”填充而成,在頂部噴水。約大于3?5ftm的粒子一般在開頭 10?20cm的距離內與填料表面碰撞而被捕集,再由噴的水沖洗掉,流人洗滌器底部的氷槽 中:(洗滌水還能防止靜電荷在填料上積聚,使填料保持電氣中性狀態小于3?5pm的粒 則沿著曲折的路線通過填料段。如果在這段曲折路線中細粒子不與填料碰撞,也很可能因 靜電力吸引而被捕集(與電氣中性的液滴或填料表面接近的荷電粒子,在表面上感應極性相 反的電荷,然后被它吸?。?。

處理風量為425翻的這種洗滌器,尺寸約 為:1 xn長.、7 m寬、S、lm高(每橫與管道連接 的過渡段),使用再循環洗滌水約ImVmin.需要補 充水一般約O' 2ra3/min,其外殼用玻璃纖維加強塑 料制作,特別適用于處理腐蝕性氣體。氣體溫度最 好不要超過大約_?壓力降約|窗>?ifiti.

這種洗滌器已用于捕集焚燒氯化了的溶剤時排 出的硅烷,處理涂料,殺蟲荊、農藥和其他n:業廢 液焚化爐的排出物,凈化石油焦炭鍛燒爐排出的氣體。其捕集效率約?隨不同

的應用而變化。把它幾級串聯可以達到很高的效率。此外,負荷波動對它的效率沒有影響。

d.Electro-Dynactor洗滌除塵器這種洗滌器如圖6-90所示。含塵或霧的氣體先經電 離器使粒子荷電(電離器電壓為15?24kV時,可以使所有粒子都因電場荷電或擴散荷電機 制而荷電),然后進人洗滌段,由速度為50m/s的水滴把粒子除去。

這種洗滌器不用風機,只需1臺離心泵。水泵把洗滌液從噴嘴噴出,吸引含塵氣體。液 下噴射時在塔內造成紊流,使氣、液密切接觸。耗水量為0. 67?liaV(inin ? 1000m3 空氣),水壓為1.05L75MPa,視應用情況而定。電離器每小時用噴射的高壓水自動清洗 一次,以免設備因積累沉積物而出故障。清洗畢送入熱氣干燥后運行。液體儲槽中設置擋 板,是為了減少排氣帶水。洗滌器可用不鎊鋼、纖維加強塑料或鈦等材料制造,以防酸堿和 有機物的腐蝕。

這種洗滌器一般是串聯三級使用。對0. 1?0.8fmi的粒子,捕集效率可達96%?98%。 其運行耗電量約l06kW ? h/( 1000m3 . min)。

(3)雙重荷電洗滌除塵器這是一種如圖6-91所示的靜電式洗滌器。它在帶有接地銅 片的矩形人口管道中央水平放置一根圓鋼,構成電暈放電段。含塵氣體經過這里,使粒子荷 電C一般荷負電)。在洗滌器內裝有噴嘴噴水,水滴荷正電。荷負電的粒子因電氣吸引而被 液滴捕集。

在實驗室試驗,這種洗滌器在不荷電時捕集直徑0.3(^111粒子的效率為35:氣,荷電時提 髙至87% (試驗裝置為238m3/h.的雙室洗滌器。電暈荷電段電壓為27000V,噴嘴的電壓為 5kV0第一室1.5m高,0. 6m寬,矩形;第二室1. lm高,直徑0.5m,圓形。第一室中設 噴嘴20個,噴水量4.5L/min;第二室中設噴嘴13個,噴水量3.8L/min)。它的性能受水 氣比影響頗大。對一臺燃煤鍋爐用這種洗滌器做的試驗表明,當水氣比從0.32L/m3提高到

0.76L/m3后,總通過率從3. 9%下降到1.9%。這種洗滌器的壓力降約為250Pa。

C4)荷電液滴洗滌器這種洗滌器構造和工作狀況如圖6-92所示&它在捕集粒子的部 分有若干平行排列的平板式極板,間隔125?200mm。每兩塊極板之間設置幾排(通常為3 排,也就是3級串聯,每一級約高3m)水平的噴水管(稱為電極)。噴水管上有許多用外徑 1.27mm,內徑0. 84mm的圓管構成的噴嘴,間距約2. 5~4. Scm。其上加以50?60kV直流 電壓,利用電力產生表面荷電的液滴。因為是依靠電力使液體微?;?,故不需高的水壓,在 電極入口有數十毫米水柱就行了。污染的氣體自下而上垂直通過噴霧管和收塵極板之間的電 場,荷電液滴以髙的恒速(約30m/S)相對于氣體運動,捕集粒子,并把粒子帶到極板上, 然后連續排人沉降槽。液體澄清后可再循環使用(水的電導率應小于1000mf2/Cm,硬度不

醅超過200X10-6,pH值應在6?8范圍內)。這種洗滌器的壓力降約為15§?30OPa。處理 的氣體溫度一般獄150T:為限,如超過此溫度,應在洗滌器前先直接用水冷卻,降低溫度。 和普通電除塵器一樣,在洗滌器下部氣體流人處要設整流板。其供電設備與普通電除塵器 同.也設有根據火花率自動控制電壓的裝置。

這種洗滌器每一級對亞微米粒子的效率為3051 ?70%s影響效率最重要的因素是極板 間距(更恰當地說,是每單位氣體流量的極板面積)。其他條件不變,把間距從200mm增 加到260imn,效率即降低:50滅《其他如減少供水量,增加氣流速度,縮小噴嘴圓管直徑, 都對除塵效率有不利影響。

四、濕式靜電旋風集塵技術

高效率的濕式靜電旋風集塵可避免傳統干式靜電集塵器因粉塵累積而導致收集效率降 低以及無法長期操作需定期做粉塵敲打的問題。

高效率濕式靜電旋風集塵器內部的放電電極是由數個裝在中空電極棒的圓盤所組成,各 圓盤電極的最外緣呈尖銳狀,可產生電暈放電作用使微粒充電及靜電移除。并利用四道循環 的切線水流來清洗旋風器內的粉塵,以達長期操作的目的。

旋風器圓柱部分的內徑為2&ni,放電電極是由數個裝在中空電極棒的圓盤所組成,各 圓盤電極的最外緣呈尖銳狀,且與旋風器壁面均保持同一距離。在旋風器內部裝置高壓噴嘴 可產生微米粒徑的細水霧。實驗系統如圖6-93所沄。

實驗結果顯示,操作電壓為flkv,氣體流量1000 (停留時間=1.2,知、人口速度=

2.&6in/g)^4&&?L/min (停留時間=0.,2.S_s、:入口速度= 11. 59m/s)_,效率隨著流量增加而 降低。濕式靜電旋風器對于油酸微粒的去除效率為78?i?92鉍(4500L/min)和97%~99M 4l?aL/min);對于炭煙(soot)微粒的去除效率為92%?99% CiSWL/tnin)和

對于氧化鋁微粒的去除效率為:75K'?_99M_ (45O0L/njJfi)和87涔.? m 9% tlOOOL/min)。最低去除效率發生在粒徑100?200nm之間,效率曲線呈現U形。

a 6-?g實驗系統流程

a—高壓靜電產生器(20kV々放電尖端;3—SMPS* APM; 4廣水槽f 5—壓力計(0?300mmH2O);

6—浮子式流量計(0?200L./min)f P—系統水泵;8—聯通管;9一流量計;10—系統風機 [風量:Q?5m3 (標〉/min;壓差:250mmH2(f>, II——^體噴嘴;12—過濾器*

13--流孔板;一二流體噴嘴

另外,濕式靜電旋風集塵器的壓損在有洗壁水的操作下比未有時降低了約20:M。最后,本 研究在負荷實驗結果中發現,本系統的四道循環的切線水流可_解決干式靜電器因高濃度粉 塵累積在收集壁面上而導致效率降低之問題。

選用某科技廠作為濕式靜電旋風集塵器的實場測試,以解決科技廠的白煙(中間氣動直 徑為22Qmn)問題。連續操作兩星期下的測試結果顯示,操作電壓為18kV,氣體流量 4500L/mteT?去除效率可達到至少的%以上,并在本系統出口沒有發現白煙

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