環(huán)境保護(hù)已成為世人關(guān)注的熱點,經(jīng)濟(jì)化的大潮和解決環(huán)境問題的呼聲使環(huán)境與貿(mào)易的關(guān)系日益密切, 組織制定了一系列旨在保護(hù)環(huán)境的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如何防治大氣污染、潔凈空氣環(huán)境也是人們不斷研究的課題。特別是我國的主要能源是煤炭,燃煤過程中會產(chǎn)生大量的煤粉塵,嚴(yán)重污染了大氣環(huán)境。這些空氣中細(xì)微煤粉塵,尤其是直徑為2.5~6μm的飄塵對人體健康有危害。它不僅會在肺部沉積,還可以直接進(jìn)入血液到達(dá)人體各部位。粉塵粒子表面還會附著各種有毒物質(zhì),它一旦進(jìn)入人體,就會引發(fā)各種呼吸系統(tǒng) ,危害將 大。因此,控制粉塵尤其是直徑為2.5~6μm的細(xì)微粉塵的排放,是我國治理大氣污染、潔凈空氣環(huán)境的重要舉措。此外,電子、儀器加工等行業(yè)對空氣中含塵量的要求 高,一般都要求對亞微米級粉塵的除塵效率達(dá)99.以上,這對 除塵及超 除塵技術(shù)的發(fā)展提出了 高的要求。
空氣除塵設(shè)備的研究現(xiàn)狀
按捕集粉塵的作用力及原理,除塵設(shè)備可分為4類:機(jī)械式除塵、電除塵、過濾式除塵和濕式洗滌除塵設(shè)備。按除塵效率可分為: 除塵設(shè)備,包括電除塵、袋式除塵、 文丘里除塵等;中效除塵設(shè)備,包括旋風(fēng)除塵及其他濕式除塵等;低效除塵設(shè)備,包括重力沉降、慣性除塵等。
1、沉降室
沉降室也叫重力除塵器,是一種借助重力作用使含塵氣體中粉塵自然沉降以達(dá)到凈化氣體目的的裝置。當(dāng)含塵氣體水平通過沉降室時,塵粒受沉降力的作用向下運(yùn)動,經(jīng)過 時間后塵粒沉降到沉降室的底部而分離,凈化后的氣體通過出口排出。沉降室的沉降速度太小,一般只用于分離50μm以上的塵粒。因此沉降室通常用于粗塵粒的預(yù)除塵。
2、慣性除塵器
慣性除塵器是利用粉塵在運(yùn)動中慣性力大于氣體慣性力的作用,將粉塵從含塵氣體中分離出來的設(shè)備。其利用一系列的擋板,慣性大的顆粒被阻擋下落,小的顆粒繞板而過。粉塵粒徑越大、氣流速度越大、擋板數(shù)越多和距離越小,則除塵效率越高,但壓力損失也越大。這種除塵器結(jié)構(gòu)簡單,分離臨界粒徑為20~30μm,壓力損失為100一1000Pa。
3、旋風(fēng)分離器
旋風(fēng)分離器是利用旋轉(zhuǎn)的含塵氣體所產(chǎn)生的離心力,將粉塵從氣流中分離出來的一種干式氣固分離裝置。當(dāng)含塵氣體進(jìn)入旋風(fēng)分離器時,氣流將由直線運(yùn)動變?yōu)閳A周運(yùn)動。含塵氣體在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生離心力,將密度大于氣體的塵粒甩向器壁,進(jìn)入排灰管。旋風(fēng)分離器用于工業(yè)生產(chǎn)已有100余年歷史。對于捕集、分離5一10μm粉塵的效率較高,一般能達(dá)8500,但對于5μm以下的顆粒效率只有5000。同時,旋風(fēng)分離器的理論與實驗研究困難,其應(yīng)用也因此受到限制。旋風(fēng)分離器有如下特點:結(jié)構(gòu)簡單,不需的附屬設(shè)備;操作、維護(hù)簡單,壓力損失中等,動力消耗不大;操作彈性大,性能穩(wěn)定,不受含塵氣體的濃度和溫度等影響。旋風(fēng)分離器對粉塵的物理性質(zhì)無要求,作為一種重要的二級除塵設(shè)備被廣泛應(yīng)用于化工、石油、冶金、建筑、礦山、機(jī)械、輕紡等工業(yè)部門。
4、濕式除塵器
濕式除塵器是使含塵氣體與水或其他液體接觸,利用水滴和塵粒的慣性碰撞等作用把塵粒從氣流中分離出來的設(shè)備。其除塵機(jī)理是:當(dāng)含有懸浮塵粒的氣體與水相遇接觸且氣體沖擊到濕潤的器壁時,塵粒被器壁所粘附,或者當(dāng)氣體與噴灑的液滴相遇時,液體在塵粒質(zhì)點上凝集,增大了質(zhì)點的質(zhì)量,而使之降落。在濕式除塵器中,氣體與液體的接觸方法有2種,一種是氣體與水膜和已被霧化了的水滴接觸,如文丘里管除塵器、水膜除塵器等;另一種是氣體沖擊水層時鼓泡,以形成細(xì)小的水滴和水膜,如沖擊式除塵器、自激式除塵器等。總的來說,濕式除塵器主要靠慣性碰撞、粘附、擴(kuò)散3種作用將粉塵除去。
濕式除塵器類型較多,而 具代表性的是文丘里管除塵器和水膜除塵器。文丘里管除塵器能除去1~5μm的塵粒,效率較高,而且不會產(chǎn)生二次飛揚(yáng),特別適宜具有粘附和潮解性的粒徑1μm以下的粉塵。其缺點在于: 先壓降大,當(dāng)去除1μm以上的塵粒時壓降約2000Pa,效率約9000,當(dāng)粉塵粒徑小于0.5μm日寸,壓降高達(dá)10000Pa,效率也較低;其次是含塵污水的處理問題,文丘里管除塵器的用水量較大,在設(shè)計與使用時 充分考慮。水膜除塵器效率不如文丘里管除塵器,一般為8500}'9000}但因其用水量較少,阻力相對較低(一般僅為100一150Pa),也較廣泛的應(yīng)用。
5、袋式除塵器
自1881年德國Betch工廠的機(jī)械振動清灰袋式除塵器獲德國并開始袋式除塵器的商業(yè)化生產(chǎn)以來,袋式除塵器的清灰技術(shù)及袋濾技術(shù)得以發(fā)展和提高。目前袋式除塵器對工業(yè)廢氣中微粒粉塵的控制,尤其是對高溫冶煉和燃料燃燒生成的微粒粉塵的控制,技術(shù)上已日趨成熟。其對微粒粉塵的除塵效率在以上,排放氣的質(zhì)量濃度小于50mg/時,甚至可低達(dá)10mg/時,且規(guī)格,適用范圍廣,不受粉塵電阻率的影響,不存在水污染問題。在采取其他技術(shù)措施的條件下,可同時清潔工業(yè)廢氣中的固、液、氣3類污染物。
袋式除塵器的工作原理為:當(dāng)含塵氣體進(jìn)入除塵器時,粗粉塵因受導(dǎo)流板的碰撞作用和氣體速度的降低而落入灰斗中;其余細(xì)小顆粒粉塵隨氣體進(jìn)入濾袋室;受濾料纖維及織物的慣性、擴(kuò)散、阻隔、鉤掛、靜電等作用,粉塵被阻留在濾袋內(nèi),凈化后的氣體逸出袋外,經(jīng)排氣管排出。濾袋上的積灰用氣體逆洗法或噴吹脈沖氣流的方法去除, 下來的粉塵由排灰裝置排走。
袋式除塵器的清灰方式已日趨成熟,目前的研究主要集中在濾料上。濾料性能和質(zhì)量的好壞,直接關(guān)系到袋式除塵器的性能和使用壽命。濾料已從 纖維發(fā)展到現(xiàn)在的人工合成纖維,從而使袋式除塵器的除塵性能及應(yīng)用范圍有了大幅提高。目前濾料的研究主要集中在表面覆膜濾料的上,表面覆膜技術(shù)給濾料的除塵性能帶來了革命性的變化。