理论教育 除尘器效率及影响因素

除尘器效率及影响因素

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:指含尘气流通过除尘器时,在同一时间内被捕集的粉尘量与进入除尘器的粉尘量之比;用百分率表示,也称除尘器全效率。尘粒荷电与否也影响除尘效率。尘粒荷电易于使微细粉尘凝并,易于使被感应产生相反电荷的滤料吸附,从而提高除尘效率。否则,除尘效率将受很大影响,排放质量浓度加大。从提高除尘效率来看,选取低的过滤风速较好。

除尘器效率及影响因素

指含尘气流通过除尘器时,在同一时间内被捕集的粉尘量与进入除尘器的粉尘量之比;用百分率表示,也称除尘器全效率。除尘效率是除尘器重要技术指标。

除尘效率系指在同一时间内除尘器捕集的粉尘质量占进入除尘装置的粉尘质量的百分数。通常以η表示。

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图2-1 除尘器效率计算示意

除尘器效率计算如图2-1所示,若除尘器进口的气体流量Q1、粉尘的质量流量为S1、粉尘浓度为C1,装置出口的相应量为Q2S2C2,装置捕集的粉尘质量流量为S3,除尘器漏风率为ϕ,则有

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根据总除尘效率的定义有

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若除尘器本身的漏风率ϕ为零,即Q1=Q2,则式可简化为

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通过称重利用上面公式可求得总除尘效率,这种方法称为质量法,在实验室以人工方法供给粉尘来研究除尘器性能时,用这种方法测出的结果比较准确。在现场测定除尘器的总除尘效率时,通常先同时测出除尘器前后的空气含尘浓度,再利用上式求得总除尘效率,这种方法称为浓度法。由于含尘气体在管道内的浓度分布既不均匀又不稳定,因此在现场测定含尘浓度要用等速采样的方法。

有时由于除尘器进口含尘浓度高,或其他原因,在袋式除尘器前增设预除尘器时,根据除尘效率的定义,两台除尘器串联时的总除尘效率为

η1-2=η1+η2(11)=1-(1-η1)(1-η2) (2-20)式中η1——第一节除尘器的除尘效率;

η2——第二节除尘器的除尘效率;

n台除尘器串联时其总效率为

η1-n=1−(1−η1)(1−η2)⋅⋅⋅(1−ηn) (2-21)

例如,有一个两级除尘系统,除尘效率分别为50%和99%,用于处理起始含尘浓度为8g/m3的粉尘,试计算该系统的总效率和排放浓度。

解:该系统的总效率为

η1-2=η1+(1+η1)η2=0.5+(1-0.5)×0.99=0.995=995%

根据上式,经两级除尘后,从第二级除尘器排入大气的气体含尘浓度为

C2=C1(1-η1-2)=8000×(1-0.995)mg/m3=40mg/m3

影响袋式除尘器除尘效率与排放质量浓度的主要因素为粉尘特性、滤料特性、清灰方式与过滤风速。

1.粉尘特性的影响(www.daowen.com)

如粉尘粒径大小,直接影响除尘器的除尘效率与排放质量浓度。如图2-2所示,滤料在不同状态下的除尘效率,均随粒径的增大而提高。对于1.0μm以上的尘粒,除尘效率皆可达99.5%以上;而对小于1.0μm的尘粒,以0.2~0.4μm左右的除尘效率最低(同时可参见图2-2)。原因是在此粒径范围内,惯性碰撞、截留、扩散效应、捕尘机理均处于低值。

尘粒荷电与否也影响除尘效率。尘粒荷电易于使微细粉尘凝并,易于使被感应产生相反电荷的滤料吸附,从而提高除尘效率。

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图2-2 滤料不同状态下的分级除尘效率

1—积尘的滤料 2—振动后的滤料 3—洁净滤料

2.滤料特性的影响

滤料表面孔隙直径大小、孔是否直通,对除尘效率、排放质量浓度有显著的影响。从前述滤料过滤过程可知,机织布滤料表面孔径较大,孔直通,在过滤过程中,必须使滤料荷上粉尘,建立粉尘初层,才能提高除尘效率。在建立粉尘初层过程以及由于清灰过强,粉尘初层遭到破坏后,除尘效率很低,粉尘排放质量浓度大。对针刺毡滤料,因其表面孔径较小,且不直通,过滤过程对除尘效率的影响较小,总的除尘效率较高。而对覆膜滤料,表面孔径更小,仅0.2~3.0μm(平均),也不直通,过滤过程几乎对除尘效率没有影响,总的除尘效率最高,排放浓度可趋近于“零”。

滤料品种较多,特性各异,必须充分熟悉各种滤料的特性,在设计中正确选用,按滤料要求精心安装,细心维护使用,掌握好清灰强度,不破坏粉尘初层。否则,除尘效率将受很大影响,排放质量浓度加大。

3.清灰方式的影响

清灰方式有多种,清灰强度也不同。机械振动与分室反吹风清灰强度较弱,喷嘴反吹风清灰中等,脉冲清灰最强。清灰时,要掌握好力度及时间,特别是脉冲清灰时,要调整好清灰的压力及时间,不使粉尘初层受到破坏,以减少清灰后恢复过滤时所逸散的粉尘量。否则,排放质量浓度将加大。

4.过滤风速的影响

在过滤初始(建立粉尘初层前),对机织布,过滤风速小有助于较快地建立粉尘初层;过滤风速大则粉尘初层建立较慢,排放质量浓度大。对针刺毡滤料影响较小,对覆膜滤料影响更小。图2-3表明,在不同过滤风速下,滤料上堆积粉尘负荷与除尘效率变化的关系。从提高除尘效率来看,选取低的过滤风速较好。

5.影响除尘效率的机理

雷思(Leith)和弗斯特(First)的研究认为,粉尘粒穿透滤料,造成除尘效率下降的机理,主要有如下三个方面(见图2-4):

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图2-3 累积捕集效率的实测

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图2-4 粉尘通过滤料的机理

1)直通:小于滤料或粉尘层表面孔隙直径的尘粒穿透滤料而出(孔隙直通),或经过滤料中或粉尘层中弯曲的孔隙穿透而出(孔隙不直通)。

2)压出:在过滤过程中,当滤料上积附的粉尘层逐渐加厚,过滤层的压差也随之加大,在压差作用下,可能是粉尘在滤料孔隙上的架桥被破坏,尘粒通过孔隙被压出。当清灰后恢复过滤时,尘粒通过被局部破坏的粉尘层被压出。

3)气孔:当过滤风速较高时,尘粒可能通过粉尘层孔隙随气流穿透而出。

无论过滤风速是大是小,直通机理皆起主要作用,气孔机理只有在高过滤风速下才突出显现,而压出机理的作用在整个过滤过程中均不明显,且逸出粉尘量相对也小。

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