《工业气体除尘技术进展》
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[摘 要]介绍了工业除尘技术的特点及研究现状,简述了常见除尘设备的分类、工作原理及各自的特点.
[关键词]工业除尘 除尘设备 现状 发展趋势
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0130-01
在化工、石油、冶金、电力及其他行业中,常产生大量含尘气体,不仅污染环境,而且严重影响岗位操作人员的身体健康,同时还浪费宝贵的资源和原料.因此做好气体除尘,不仅是劳动卫生和环境卫生的问题,还是直接影响生产的经济问题.
1.工业除尘的主要应用领域
在工业生产中把气体与粉尘颗粒的多相混合物分离的操作称为工业除尘[1].在现代工业生产过程中,需净化除尘和应用的领域十分广泛,如煤气净化、石油催化裂解装置中气体过滤及催化剂的回收、汽车尾气净化、焚烧炉的废气净化、金属工业、玻璃陶瓷工业等烟气净化等等[2].
2.除尘技术及设备的研究现状及发展趋势
为了消除或减轻固态或液态颗粒物对大气的污染,必须对排气中的颗粒物加以去除或捕集,以满足排放标准.从排气中去除或捕集颗粒物的设备称为除尘设备或除尘器[3].
除尘技术主要包括机械除尘、静电除尘、袋式除尘、湿式除尘和空气过滤等.
2.1机械式除尘器
机械除尘技术是指依靠机械力（重力、惯性力和离心力）进行除尘的技术.
2.1.1重力除尘器
重力分离器是使物料和空气的混合物进入空间较大的室内,物料在重力作用下而在空气中沉降的一种装置.单纯的利用重力沉降,会使沉降室的容积过大,因而,通常利用与惯性和钢丝网等机械分离的原理相组合的形式[4].
2.1.2惯性除尘器
惯性除尘器是依靠气流方向的突然改变,粉尘粒子由于惯性继续按照原来的方向前进,碰撞到某些挡板上而被捕集下来.这种设备结构简单,阻力较小,但除尘效率不高,适用于大颗粒的非纤维性干粉尘,一般常用于一级除尘；或用于管网的转弯处,或配合其他除尘器组成双级净化设备[4].
2.1.3旋风除尘器
旋风除尘器是利用旋转的含尘气体所产生的离心力,将粉尘从气流中分离出来的一种干式气-固分离装置.该类分离设备结构简单、制造容易、造价和运行费用较低,可用于高温含尘烟气的净化,可以承受内、外压力,并且可以净化含高腐蚀性粉尘的烟气[5],该类除尘器对于捕集5～10μm以上的较粗颗粒粉尘,净化效率很高[6].
2.2袋式除尘器
袋式除尘器是一种利用有机纤维或无机纤维过滤布将含尘气体中的固体粉尘因过滤（捕集）而分离出来的一种高效除尘设备.袋式除尘器最突出的优点是除尘效率高、运行稳定、适应性强,并且还能有效的捕集对人体危害最大5微米以下的超细的微小颗粒.袋式除尘器在高效率的除尘设备中属于结构比较简单,运行费用相对较低的设备[5].
2.2.1简易袋式除尘器
简易袋式除尘器主要特征是依靠粉尘在滤袋上积聚到一定程度后,利用粉尘的自重或风机开停车时,由于滤袋变形,自动或以人工拍打抖动滤袋使粉尘脱离.它的优点是滤袋受力较小,使用寿命长,除尘效率高,运行可靠,管理操作简单,投资费用少,滤布寿命长.缺点是滤袋的比负荷低,滤布用量多,占地面积大[7].
2.2.2机械振打式袋式除尘器
机械振打式袋式除尘器是一种借助机械传动装置周期性的轮流振打各排滤袋,以清除滤袋上积灰的单机或组合式除尘机组.
机械振打式袋式除尘器集风机、单室除尘器和清灰机于一体,结构紧凑,体积小,除尘效率高,适应性强,能就近除尘；只需提供电力电源就可使用,安装方便；也可对众多分散的局部扬尘点除尘.也可将几个单机组合起来成为组合式除尘器,适用于连续排放的排放点.
2.2.3气体反吹袋式除尘器
气体反吹袋式除尘器是利用气体反吹滤袋清除附着在滤袋上的粉尘的高效除尘设备.
脉冲袋式除尘器是一种周期性的向滤袋内或滤袋外喷吹压缩空气来清除黏附在滤袋上的粉尘的高效干式空气净化设备.滤袋的清灰实现了全自动,净化效率在99%以上,单位过滤面积的负荷较高.具有处理能力大,除尘效率高,滤袋使用周期长等特点.
2.3颗粒层过滤器
颗粒层过滤器利用颗粒过滤层达到粉尘和气体分离的目的,具有结构简单、颗粒料来源广、耐高温、抗冲击、抗磨损、耐腐蚀、除尘效率较高、性能稳定及过滤介质费用低等特点 [8].但极细粉尘的除尘效率不如袋式除尘器,而且由于颗粒层容尘量有限,不适用于进口气体含尘浓度太大的场合[8].
2.4电除尘器
电除尘是利用静电力進行除尘,它是利用高压放电使气体电离,粉尘荷电后向收尘极板移动而从气流中分离出来,从而达到净化烟气的目的[9].
该类除尘技术的优点有：①除尘效率高；②对延期的含尘浓度适应性好；③消耗电能少；④容易自动化控制维护管理方便等优点.但仍存在很多缺点,一次性投资高,安装运行要求严格,占地面积大,并且不适于直接净化高含尘浓度的气体,运行过程中负极在电晕放电时会产生臭氧.
2.5湿式除尘器
湿式除尘器又称洗涤式除尘器,是利用水或其他液体与含尘气体接触,分离捕集粉尘粒子的设备.湿式除尘器结构简单,投资少,净化效率高.湿式除尘器既能捕集固体颗粒,也能脱除气态污染物,同时还能降低气体温度,尤其适合于净化高温、易燃、易爆及有害气体.缺点是：要消耗一定量的水；排出的污水和污泥易造成二次污染；粉尘的回收困难；管道设备受酸碱性气体腐蚀,往往要防腐；在寒冷地区要防冻,不适用于憎水性和水硬性粉尘[1].
3.除尘技术开发研究的前景
随着全球对环境质量的要求日益严格,近几年来除尘技术又得到了很大的发展,出现了许多新型的高效除尘装置.目前,所采用的除尘新技术大致分为以下三种：①改进传统除尘器的结构,从而充分发挥其净化功能,如新型旋风除尘器,长芒刺静电除尘器等；②多机理复合除尘器,如惯性冲击静电除尘器,静电强化过滤器等；③新机理除尘,如磁力除尘,凝聚除尘等.
4.总结
从目前除尘技术的发展来看,由于对除尘效果的要求越来越高,电除尘和新型袋式除尘器被越来越广泛地应用于各行业,而旋风除尘器、湿式除尘器、惯性除尘器等由于其自身的一些优点,在不同的工作环境下与电除尘、袋式除尘器配合使用,也取得良好的效果.可以说,在相当长的一个时期内,这些除尘技术还不会被淘汰,并将在各自的领域发挥巨大作用.而一些新的除尘技术也将会逐渐被应用于工业生产.尽管有一些除尘新技术还不很成熟,甚至还在探索和改进中,但这些新技术在除尘领域中一定会有非常广阔的发展前景.
参考文献
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[3]陈儒庆,张宝亮,黄崇元等.三废治理与利用.北京：冶金工业出版社,2001,225—231.
[4]唐敬麟,张禄虎.除尘装置系统及设备设计选用手册.北京：化学工业出版社,2004,217—540.
[5]何争光主编,闾裕林副主编.大气污染控制工程及应用实例.北京：化学工业出版社,2004,47—134.
[6]刘杰,欧汝浩,陈焕新.布袋除尘其发展现状及趋势[A].华中科技大学,2006,118—120.
[7]夏兴祥.高温除尘技术综述[J].化工机械,2000,27（1）：47—52.
[8]田明奎,崔卫民.除尘技术在煤化工中的应用[B].煤化工,2007,（3）：64—67.
[9]李济吾.电除尘技术的研究进展[J].环境科学动态,2000,（3）：17—20.
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除尘引用文献:
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