濕式除塵器工作原理

所有濕式除塵器的基本原理都是讓液滴和相對較小的塵粒相接觸/結(jié)合產(chǎn)生容易捕集的較大顆粒。在這個過程中，塵粒通過幾種方法長成大的顆粒。這些方法包括較大的液滴把塵粒結(jié)合起來，塵粒吸收水分從而質(zhì)量（或密度）增加，或者除塵器中較低溫度下可凝結(jié)性粒子的形成和增大。

在所有上述微粒成長方法中，第一種方法是目前為止最具意義的一種捕集方法，實(shí)際應(yīng)用于大多數(shù)濕式除塵器中。

1 慣性撞擊（）

如果微粒分散于流動氣體中，當(dāng)流動氣體遇到障礙物，慣性將使微粒突破繞障礙流動的氣體流，其中一部分微粒將撞擊到障礙物上。這種事件發(fā)生的可能性依賴于幾個變數(shù)，尤其是微粒具有的慣性大小和障礙物的尺寸大小(在濕式除塵器中，障礙物就是液滴）。在除塵器中，慣性撞擊發(fā)生在粉塵顆粒和相對較大的液滴之間。 最常用的產(chǎn)生慣性撞擊的機(jī)械設(shè)備如圖1所示。圖1中塵粒和水滴存在于移動的氣體流中?；旌衔镞M(jìn)入收縮段，橫斷面積減小從而氣體的流動速度增加。相對較大的液滴需要一些時間加速，而小的顆粒不需要（根據(jù)物質(zhì)的相對慣性）。因此在這一階段，粉塵顆粒將由于慣性沖撞與移動較慢的水滴發(fā)生撞擊?；旌衔锝又?jīng)過喉道進(jìn)入擴(kuò)散段。和在收縮段的過程相反，隨著橫斷面積的增加，氣體流速減慢小顆粒運(yùn)動速度也隨之減慢。液滴則由于較大的質(zhì)量和慣性會保持較高的速度并且趕上并撞擊粉塵顆粒。這種收縮喉管和發(fā)散段的設(shè)計(jì)通常稱為除塵器的文丘里管段或者接觸器段。

雖然使用文丘里管是最通常的慣性撞擊濕法除塵，也可以使用其它的方法。其中的一種方法是使用各種不同設(shè)計(jì)（如并流（同向流），逆流（逆向流），錯流等）的噴霧塔。這些除塵器有效應(yīng)用于各種能在較低能耗下獲得所需的捕集效率的場合，通常是粉塵顆粒較大或者除塵效率要求較低的情況下。1

2 攔截

如果小顆粒在流體中圍繞障礙物移動，它將可能由于顆粒的相對大的物理尺寸與障礙物接觸。這也會發(fā)生在粉塵顆粒和液滴的相對運(yùn)動中。

3 擴(kuò)散

空氣動力學(xué)粒徑小于0.3μm（比重為1）的小顆粒主要通過擴(kuò)散捕集，因?yàn)樗鼈冑|(zhì)量小不大可能發(fā)生慣性撞擊，且物理尺寸小不容易被攔截。微小顆粒從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域移動的過程稱為擴(kuò)散。擴(kuò)散主要是布朗運(yùn)動的結(jié)果，布朗運(yùn)動即微小顆粒在周圍氣體分子和其他微粒碰撞下的無規(guī)則自由運(yùn)動。當(dāng)這些微粒被捕集到一個液滴里面，液滴鄰近區(qū)域的微粒濃度降低，其他微粒又一次從高濃度區(qū)域向液滴鄰近區(qū)域低濃度區(qū)域移動。

4 冷凝

如果通過控制流動氣體流的熱力學(xué)性質(zhì)來引起氣流冷凝，微粒在冷凝過程中能起到成長核的作用。然后表面覆蓋了液體的微粒更容易通過上述主要捕集機(jī)理被捕集。通常獲得冷凝的方法是把較低壓力下的蒸汽和氣體壓縮到較高的壓力，在飽和氣流中引入蒸汽，或/和直接冷卻氣流。

5 靜電充電

當(dāng)微粒和液滴之間存在不同的靜電荷時，將更能有效使塵粒和液滴相結(jié)合。 靜電洗滌器就是應(yīng)用這個機(jī)理加強(qiáng)了粉塵和水滴的吸引從而提高了粉塵的收集效率。

圖1 傳統(tǒng)蜂腰狀/沙漏型文丘里管濕式除塵器

6 其他方法

另外在某些特定的除塵器中還應(yīng)用到許多能提高微粒捕集能力的但相對不是很重要的機(jī)理。由于這些作用效果相對較小而且難以定量驗(yàn)證，在此就不做深入討論了。其中的一些機(jī)理包括粒子聚沉，熱泳和擴(kuò)散泳。2

7 除霧器

一旦塵粒與液滴接觸并且被吸收入其中，所剩下的事就只是將液滴與氣流分開。大體上來說，通過機(jī)械方法（如噴嘴，空氣霧化）產(chǎn)生的液滴直徑通常為50μm 或者更大。典型除塵器的液滴尺寸分布如圖2中所示。這樣就能通過一些行之有效的方法相對更容易的把液滴從氣流中分離出來。一般最常用的方法有：

1、氣液旋流分離器（或直流式旋風(fēng)分離器）

2、折板式（波紋板）除霧器

3、霧氣過濾器（絲網(wǎng)除霧器等）

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