1 除臭(有机废气处理)

1.1 UV光解

1)原理

1)紫外光源分类

    根据生物效应的不同,将紫外线按照波长划分为四个波段:

UVA波段,波长320400nm,又称为长波效应紫外线。它有很强的,可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料。日光中含有的长波紫外线有超过98%能穿透层和到达地球表面,UVA可以直达肌肤的,破坏纤维,将我们的皮肤晒黑。360nm波长的UVA紫外线符合昆虫类的,可制作300-420nm波长的UVA紫外线可透过完全截止可见光的特殊,仅辐射出以365nm为中心的近,可用于鉴定、舞台装饰、验钞等场所。

UVB波段,波长275320nm,又称为中波红斑效应紫外线。中等穿透力,它的波长较短的部分会被透明玻璃吸收,日光中含有的中波紫外线大部分被臭氧层所吸收,只有不足2%能到达地球表面,在夏天和午后会特别强烈。UVB紫外线对人体具有红斑作用,能促进体内矿物质代谢和维生素D的形成,但长期或过量照射会令皮肤晒黑,并引起红肿脱皮。紫外线保健灯、发出的就是使用特殊透紫玻璃(不透过254nm以下的光)和峰值在300nm附近的制成。

UVC波段,波长200275nm,又称为短波紫外线。它的穿透能力最弱,无法穿透大部分的透明玻璃及塑料。日光中含有的短波紫外线几乎被臭氧层完全吸收。短波紫外线对人体的伤害很大,短时间照射即可灼伤皮肤,长期或高强度照射还会造成皮肤癌。发出的就是UVC短波紫外线。

UVD波段,波长100200nm,又称为真空紫外线。它的穿透能力极弱。它能使空气中的氧气转化成臭氧,称为臭氧发生线。

我公司使用UV光波长为170nm~184.9nm704kJ/mol~647kJ/mol)。
    2UV紫外线光源及其光子能量
    由表1可知,绝大多数化学键比170nm704kJ/mol)紫外线的能量低。所以,我公司采用的UV高能紫外射线,能够裂解绝大多数化合物化学键,非常适合对绝大多数废气污染物分子键进行裂解、氧化净化处理。

1化学分子的结合能

化学键

结合(kJ/mol)

结 合

结合(kJ/mol)H

H-H

436.2

C-H

413.6

H-C

347。9

C-F

441.2

C=C

607.0

C-N

291。2

C≡C

828。8

C≡N

791.2

N-N

160.7

C-0

351。6

0-0

139。0

C=0

724。2

0=0

490.6

0-H

463。0

    3UV紫外线方式臭氧、活性氧的产生

    空气中,氧气极易被高能紫外射线裂解、生成臭氧:

UVD(170nm) + O2  ----  O* + O* (活性氧)
O* + O2  ----  O3(臭氧)
UV(254nm) + O3  ----  O*+O2 (氧气)

    以上过程,如同大气层中臭氧的产生与分解的循环。

    4UV紫外线/臭氧并用的相乘效果
      波长200nm以下的短波长紫外线在真空中才能有效传播,所以也称真空紫外线,能分解O2分子,生成的O*O2结合产生臭氧O3。臭氧O3具有强的氧化作用。在光裂解、光氧化、等处理中,UV/O3并用由于产生两者的相乘作用,所以要比UVO3的单独使用的处理效果好得多。高纯度石英放电管发出253.7nm170nm(能产生臭氧)波长的紫外线,正好满足了UV/O3并用的需要。

2)特点

1)裂解反应时间极短(<0。01s),氧化反应的时间需2~3s

2)可以破坏恶臭物质部分化学键,从而改变其性质,达到除臭的目的,不需耗费大量能量将有机物全部转化为无机物,节约能源;

3UV光解净化长期稳定、高效。灯管使用寿命12000~15000小时,箱体通常为不锈钢材质,美观大方,使用寿命可达15年以上;

4)条件满足的情况下,UV光解的净化效率最高可达到99.9%以上;

5)占地面积小,操作灵活,可实现自动无人操作。

3)适用条件

1)反应温度低于70℃,粉尘量低于100mg/m3,相对湿度低于99%

2)适用于中、低浓度有机气体废气处理,尤其在消除臭味方面得到广泛的好评。

1.2物理吸附

1)原理

活性炭是最常用的吸附剂之一,它具有孔隙率高的特点,其孔径分布为:大孔半径>20000nm,过渡孔半径150~20000nm,微孔半径<150nm。孔径相对越小且孔数越多的活性炭,其比表面积就越大。巨大的比表面积就有强大的表面吸附能。表面吸附能把小分子(分子直径数量级通常在10-10m)污染物捕捉并固定在微孔中,通过的气体即为干净气体。

此外,活性炭颗粒散装放置可形成堆叠效应,使比表面积扩大,表面活性能增强。

有时候,气体中往往掺杂一些粒径相对较大的液相或固相物质,即雾或烟。这些物质直径比活性炭微孔孔径大,因此气体在通过活性炭层时它们会被活性炭阻截,这边是活性炭的过滤作用。

2)特点

1)适用性强,几乎所有恶臭物质都能用吸附法去除;

2)设备简单,吸附过程不使用其它能源,建设费用低廉;

3)活性炭再生后可重复使用。

3)适用条件

1)空气干燥。活性炭具有很强的吸湿性,若空气潮湿,活性炭很快会失去作用。

2)颗粒物浓度低。活性炭对颗粒物或油状物具有阻截作用,当阻截物增加到一定量后,整个系统的风压会特别大,对动力设备的使用寿命有很大影响。

3)污染物浓度较低。污染物浓度高的话,活性炭很快吸附饱和,降低或失去吸附作用。经常更换活性炭会产生较大的运行费用,活性炭再生又会消耗大量的能源,也是运行费用的组成部分。

1.3喷淋洗涤

1)原理

将气体通入含喷淋系统的洗涤塔中,气体经过填料床的均匀分布,与洗涤液充分接触,利用气体中污染物的溶解性或化学性质,将气体中的污染物吸收或通过化学反应去除,从而达到气体净化的目的。

除此之外,洗涤塔还有降温、除尘、除油的作用。

通常采用的方式为逆流式洗涤。

常用的洗涤剂包括清水、植物液、硫酸溶液、氢氧化钠溶液、次氯酸钠溶液等。其中清水洗涤和植物液洗涤是利用污染物的溶解性,植物液的一些基团也参与化学反应;硫酸溶液洗涤、氢氧化钠溶液洗涤和次氯酸钠洗涤则是利用了污染物的化学性质。

2)特点

1)反应快速,洗涤剂与气体接触的时间一般不超过12秒;

2)适用性强,常和其它处理工艺结合,是有效的预处理设施;

3)常用立式结构,节约占地;

4)操作简单,除了定期更换洗涤剂外基本为无人操作(洗涤剂更换也可通过增加配套PLC自动控制系统实现无人操作);

5)工艺灵活,若气体性质发生变化,则通过更换洗涤剂即可继续使用;

6)建设成本低。

3)适用条件

    适用性较强,可起到除尘、除油、降温、除臭的作用,常作为其它工艺的预处理设施。对于污染物浓度高的气体,会造成洗涤剂更换周期缩短,运行成本增加。

1.4生物滴滤

1)原理

    生物过滤工艺采用了液体吸收和生物处理的组合作用。臭气首先被液体(吸收剂)有选择地吸收形成混合污水,再通过微生物的作用将其中的污染物降解。

具体过程是:先将人工筛选的特种微生物菌群固定于填料上,当污染气体经过填料表面初期,可从污染气体中获得营养源的那些微生物菌群,在适宜的温度、湿度、pH值等条件下,将会得到快速生长、繁殖,并在填料表面形成生物膜,当臭气通过其间,有机物被生物膜表面的水层吸收后被微生物吸附和降解,得到净化再生的水被重复使用。

    污染物去除的实质是以臭气作为营养物质被微生物吸收、代谢及利用。这一过程是微生物的相互协调的过程,比较复杂,它由物理、化学、物理化学以及生物化学反应所组成。

    生物除臭可以表达为:污染物 + O2细胞代谢物 + CO2 + H2O

    微生物除臭过程分为三步:

    1)臭气同水接触并溶解到水中;

    2)水溶液中的恶臭成分被微生物吸附、吸收,恶臭成分从水中转移至微生物体内;

    3)进入微生物细胞的恶臭成分作为营养物质为微生物所分解、利用,从而使污染物得以去除。

    微生物除臭是利用微生物细胞对恶臭物质的吸附、吸收和降解功能,对臭气进行处理的一种工艺。主要过程如下:通过收集管道,抽风机将臭气收集到生物滤池除臭装置,臭气经过加湿器进行加湿后,进入生物滤池池体,后经过填料微生物的吸附、吸收和降解,将臭气成分去除。

2)特点

    1不产生二次污染物,最后的产物是良性的

    2全自动控制,全天候工作,只需巡视,运行稳定可靠,适应不同条件的运行状况

    3处理效率高、去除效果明显

    4)运行费用低,前期微生物驯化期间需要添加些营养物质,微生物挂膜后无需添加任何物质。

4)适用条件

    适用于溶解性好,污染物浓度较低,可生化性较好的气体。在污水处理厂、垃圾填埋场、污泥处理场等场合应用较为广泛,且效果受到认可。

1.5燃烧法

1.5.1净化回收

1原理

吸附过程:废气经空气过滤器除去微小悬浮颗粒后进入罐内,通过填装在罐内的颗粒状活性炭(或活性炭纤维)吸附过滤后再由后置风机排空(如气体的浓度较高时可采用多节吸附装置,保证气体达标排放)。

脱附过程:活性炭使用一段时间后活性炭处于饱和状态,此时需对活性炭进行再生处理,脱附再生选用加温解析法,将0.5MPa高温蒸汽自塔底喷入罐内将有机物从活性炭中剥离,剥离后的气体通过配套的冷凝器降温后进入分离桶,分离回收有机溶剂,残液进入曝气桶经曝气后排出(如需回收高精度溶剂,可在分离桶后置一套精馏设备)。

2)特点

1)有机溶剂回收,不需要对脱附气体进行处理,降低了建设成本和运行成本;

2)有机溶剂回收,杜绝资源浪费,回收产品价值抵消部分运行费用;

3)在线脱附,使活性炭可以重复使用,降低了活性炭更换费用。

3)适用条件

1)适用于大风量、中高浓度、低温度有机气体

2)适用需要回收挥发分有机溶剂的行业

 

1.5.2低温催化净化

       1原理

    通过引风机将废气送入净化装置换热器换热,再送入到加热室,通过加热装置,使气体达到催化反应温度,再通过催化床内催化剂作用,使有机气体分解成二氧化碳和热能。

2)特点

    1)高浓度时耗能仅为风机功率,浓度较低时自动间歇补偿加热。

    2)催化起燃温度为300~500℃。

3)适用条件

    1)中、高浓度的有机废气,最佳浓度2500~3000mg/m³;

    2)主要针对烃类、苯类、酮类、醚类、酯类、醇类、酚类。

1.5.3活性炭吸附—蒸汽脱附—催化燃烧(VOC-XC

1原理

    根据吸附(效率高)和催化燃烧(节能)两个基本原理设计的,即吸附浓缩—催化燃烧法。

2)特点

    1)采用吸附浓缩+催化燃烧组合工艺,整个系统实现了净化、脱附过程闭循环,与回收类有机废气净化装置相比,无需备压缩空气和蒸汽等附加能源,运行过程不产生二次污染,设备运行费用较低,但是一次性投资较高。

    2)设计时在活性炭达到94%饱和之前即开始脱附。可自动/手动切换阀门。活性炭更换周期3-5年。

    3)炉内正常温度400℃,500℃将报警,并通过补冷风进行降温,温度达600℃时停机,同时设计泄压阀保证安全。

3)适用条件

    适用于常温、大风量、中低浓度,易挥发的有机废气,主要包括一些有机溶剂如苯类、酮类、醛类、醚类、烷烃及其混合类等。浓度小于1000mg/m3

1.5.4蓄热式催化净化

1原理

    将低温催化氧化与蓄热技术相结合的一种有机废气净化技术。

2)适用条件

    适用与涂装线及烘房有机废气处理,化学工业、化学合成工艺(ABS合成),石油炼化工艺等各种产生有机废气的场所。

1.5.5蓄热式热力氧化

1原理

将高温氧化与蓄热技术相结合的一种有机废气处理技术。

炉体在进行废气处理之前,先将燃烧室、蓄热床进行预热;预热完毕后,将废气源接入设备。有机废气在配套风机作用下,首先经预热的蓄热陶瓷体1进行热交换,废气经过一次提温后进入加热区,在加热区废气得到第二次提温,此时废气温度达到800℃左右废气直接燃烧,生成二氧化碳与水排出并释放热能;处理后的洁净气体再经过蓄热陶瓷体2进行蓄热由风机排出。经排风机进口测温棒进行温度检测后达到设定温度时,进行阀门切换由蓄热陶瓷体2进入废气、由蓄热陶瓷体1排出,如此循环往复。

2)特点

    1)采用预热和蓄热交替切换技术,使之具有较高的换热效率,效率高达90%以上,节能性能显著;

    2)采用燃烧机供热,可实现大、小功率运行比例调节功能,并具有预清扫、歇火保护、超温报警及自动切断燃料供应功能;运行安全、可靠、高效、耐用;

    3)采用微机自动控制、多点温控,实现多种保护动作、运行信息检索、监控信息反馈,使系统安全、稳定、可靠地运行;

    4)阀门采用气动传动机构,与电动传动机构相比较阀门切换更灵敏、更迅速;

3)适用条件

    1)适用于中高浓度的有机废气

    2)适用于涂装线、印刷、化学合成工艺(ABS合成)、石油炼化工艺各种产生有机废气的场所。

1.5.6直接燃烧

1)原理

    利用辅助燃料燃烧所发生热量,把可燃的有害气体的温度提高到反应温度,从而发生氧化分解。

2)特点

    利用热力法燃烧方式氧化分解恶臭气体,在适当的温度下,提供充足的燃烧氧气和一定驻留时间,高效除臭,高净化率。同时该设备主机工作稳定,不存在堵塞现象。

3)适用条件

中高浓度有机废气。例如溶剂废气:苯类、酮类等。

2 脱硫脱硝

2.1钠碱法脱硫

钠碱法脱硫工艺相对于其它工艺较简单、投资少。主要适用于小型燃煤锅炉(或烟气量较小)的项目,由于钠基脱硫效率高,所以小型脱硫项目比较容易接受。

钠碱法是以NaCO3NaOH溶液为吸收剂吸收烟气中的SO2NOx,处理吸收反应的吸收液将被再生还原后送回吸收塔循环使用。带有杂志、废渣的溶液在循环池达到一定的浓度后,应更换沉降池内溶液并进行清池或排渣。

吸收反应:SO2(气)SO2(液

SO2溶解SO2(液+H2O=HSO3-+H+

               HSO3-=H++SO32-

               2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O

          Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2

                Na2CO3+SO2+H2O=2NaHSO3

该过程中由于采用钠碱作为吸收液,因此吸收系统中不会产生结垢和沉淀物。

2.2双碱法脱硫

双碱法[NaOH/Ca(OH)2]是利用钠盐易溶于水,在吸收塔内部采用钠碱吸收SO2,吸收后的脱硫剂在再生池内利用廉价的石灰进行再生,从而使得钠离子循环利用。该工艺综合石灰法和钠碱法的特点,解决了石灰法塔内易结垢的问题,而又具备钠碱法吸收效率高的优点。

脱硫副产物为亚硫酸钙(氧化后),亚硫酸钙配以合成树脂可以生产一种钙塑的新型复合材料或氧化后制成石膏或者直接与粉煤灰混合增强粉煤灰的塑性用于铺设道路。与氧化镁法相比,钙盐不具备污染性,因此不产生二次污染。

双碱法脱硫工艺中,脱硫液采用外循环吸收方式,吸收了SO2的脱硫液流入再生池,与新鲜的石灰水进行再生反应,反应后的浆液流入沉淀池,大概一个沉淀池沉淀物截留到一定程度时,利用液下的污泥泵提出进入压滤机进行有效压滤,废渣晾干后外运处理。循环水池内经再生、沉淀后的上清液由循环水泵打入脱硫塔循环使用。

另外,由于渣水会使脱硫液损失一部分钠离子,故需在清液池内补充少量纯碱。

基本化学原理可分为脱硫过程和再生过程两部分。

在塔内吸收SO2

2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O1

Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO22

Na2CO3+SO2+H2O=2NaHSO33

以上三个化学反应视吸收液酸碱度不同另论,碱性较高时(pH9)以(2)式为主要反应;碱性稍降低时以(1)式为主要反应;碱性到中性甚至偏酸性时(5pH9)则按式(3)式反应。

用消石灰再生:

Ca(OH)2+NaSO3=2NaOH+CaSO3

Ca(OH)2+2NaH SO3=2Na2SO3+CaSO3+2H2O

在石灰浆液(石灰达到饱和状态)中,NaHSO3很快与Ca(OH)2反应从而释放出Na+SO32-CO2+反应,生成的CaSO3以半水化合物形式沉淀下来从而使Na+得到再生。Na2CO3只是一种启动碱,启动后实际消耗的是石灰石,理论上不消耗纯碱,再生的NaOHNa2CO3等脱硫剂循环使用。

2.3石灰石石膏法脱硫

锅炉烟气经布袋或静电除尘后进入吸收塔,在吸收塔内烟气向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗涤。循环浆液则通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中,以便去除烟气中的SO2SO3HClHF,与此同时在氧化风机及氧化喷枪的处理下反应的副产物被导入的空气氧化为石膏[CaSO4·2H2O],并消耗作为吸收剂的石灰石。循环浆液通过浆液循环泵向上输送到喷淋层中,通过喷嘴进行雾化,可使气体和液体得以充分接触。每个泵通常与其各自的喷淋层相连接,即通常采用单元制。

在吸收塔中,石灰石与二氧化硫反应生成石膏,这部分石膏浆液通过石膏浆液泵排出,进入石膏脱水系统。脱水系统主要包括石膏水力旋流器(作为一级脱水设备)和真空皮带脱水机。

经过净化处理的烟气流经两级除雾器除雾,在此处将清洁烟气中所携带的浆液雾滴去除。同时按特定程序不时地用工艺水对除雾器进行冲洗。除雾器冲洗有两个目的:一是防止除雾器堵塞;二是冲洗水同时作为补充水,稳定吸收塔液位。

在吸收塔出风口,烟气一般被冷却到46~55℃,且为水蒸气所饱和。通过GGH(可选)将烟气温度加热到80℃以上,以提高烟气的抬升高度和扩散能力。

最后洁净的烟气通过烟道进入烟囱排出。

2.4半干法脱硫

循环流化床烟气脱硫工艺是八十年代末德国鲁奇(LURGI)公司开发的一种新的半干法脱硫工艺,这种工艺以循环流化床原理为基础以干态消石灰粉[Ca(OH)2]作为吸收剂,通过吸收剂的多次再循环,在脱硫塔内延长吸收剂与烟气的接触时间,以达到高效脱硫的目的,同时大大提高了吸收剂的利用率。通过化学反应,可有效除去烟气中的SO2SO3HFHCl等酸性气体,脱硫终产物脱硫渣是一种自由流动的干粉混合物,无二次污染,同时还可以进一步综合利用。该工艺主要应用于电站锅炉烟气脱硫,单塔处理烟气量可适合于蒸发量75t/h~1025t/h之间的锅炉,SO2脱除率可达到90%~98%,是目前干法、半干法等类脱硫技术中单塔处理能力最大、脱硫综合效益最优越的一种方法。

1)工艺原理:

Ca(OH)2+SO2=CaSO3+H2O

Ca(OH)2+2HF=CaF2+2H2O

Ca(OH)2+SO3=CaSO4+H2O

Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O

CaSO3+1/2O2=CaSO4

2)系统组成:

脱硫剂制备系统

脱硫塔系统

除尘器系统

工艺水系统

烟气系统

脱硫灰再循环系统

脱硫灰外排系统

电控系统

3)技术特点

脱硫塔内烟气和脱硫剂的反应充分,停留时间长,脱硫剂循环利用率高;

脱硫塔内无转动部件和易损件,整个装置免维护;

脱硫剂和脱硫渣均为干态,系统设备不会产生粘结、堵塞和腐蚀等现象;

燃烧煤种变化时,无需增加任何设备,仅增加脱硫剂就可满足脱硫效率;

在保证SO2脱除效率高的同时,脱硫后烟气露点低,设备和烟道无需做任何防腐措施;

脱硫系统适应锅炉负荷变化范围广,可达锅炉负荷的30%~110%

脱硫系统简单,装置占地面积小;

脱硫系统能耗低,无废水排放;

投资、运行及维护成本低。

3 除尘

3.1袋式除尘

3.1.1袋式除尘简介

    袋式除尘是一种干式滤尘装置。滤料使用一段时间后,由于筛滤、碰撞、滞留、扩散、静电等效应,表面积聚了一层粉尘,这层粉尘称为初层,在此以后的运动过程中,初层成了滤料的主要过滤层,依靠初层的作用,网孔较大的滤料也能获得较高的过滤效率。随着粉尘在滤料表面的积聚,除尘器的效率和阻力都相应的增加,当滤料两侧的压力差很大时,会把有些已附着在滤料上的细小尘粒挤压过去,使除尘器效率下降。另外,除尘器的阻力过高会使除尘系统的风量显著下降。因此,的阻力达到一定数值后,要及时清灰。清灰时不能破坏初层,以免效率下降。

3.1.2袋式除尘工作原理

    过滤式除尘器是指含尘烟气孔通过过滤层时,气流中的尘粒被滤层阻截捕集下来,从而实现气固分离的设备。

    过滤式除尘装置包括袋式除尘器和颗粒层除尘器,前者通常利用有机纤维或无机纤维织物做成的滤袋作过滤层,而后者的过滤层多采用不同粒径的颗粒,如石英砂、河砂、陶粒、矿渣等组成。伴着粉末重复的附着于滤袋外表面,粉末层不断的增厚,布袋除尘器阻力值也随之增大脉冲阀膜片发出指令,左右淹没时脉冲阀开启,高压气包内的压缩空气通了,如果没有灰尘了或是小到一定的程度了,机械清灰工作会停止工作。

3.1.3袋式除尘性能

1)对细粉尘除尘效率高,一般达99%以上,可以用在净化要求很高的场合

2)适应性强,可捕集各类性质的粉尘,且不因粉尘的比电阻等性质而影响除尘率,适应的烟尘浓度范围广,而且当入口浓度或烟气量变化时,也不会影响净化效率和运行阻力

3)规格多样、使用灵活。处理风量可由每小时几百到几百万立方米

4)便于回收物料,没有污染、废水等二次污染

3.1.4袋式除尘注意事项

1)受滤料的耐温,耐腐蚀等性能的限制,使用温度不能过高,有些腐蚀性气体也不能选用

2)在捕集粘性强及吸湿性强的粉尘或处理露点很高的烟气时,容易堵塞滤袋,影响正常工作 

3)袋式除尘器不同程度的存在占地面积大、滤袋易损坏、维修费用高等问题

4)承受温度的能力有一定极限。棉织和毛织滤料耐温在80-95度,合成纤维滤料耐温200-260度,玻璃纤维滤料耐温280度。在净化温度更高的烟气时,必须采取措施降低烟气的温度;

5)有的烟气含水分较多,或者所携粉尘有较强的吸湿性,往往导致滤袋黏结、堵塞滤料。为保证袋式除尘器正常工作,必须采取必要的保温措施以保证气体中的水分不会凝结;

6)某些类型的袋式除尘器工人工作条件差,检查和更换滤袋时,需要进入箱体。

3.1.5袋式除尘分类

1按除尘器的结构形式分类
  a、按滤袋开头分类 圆,扁
  b、按过滤方向分类 内滤式,外滤式袋式除尘器
  c、按进气口位置分类 上进风袋式除尘器,下进风袋式除尘器。
2按除尘器内的压力分类
     正压式除尘器,负压式除尘器
3按清灰方式分类
      类,分室反吹类,喷嘴反吹类,振动反吹并用类,脉冲喷吹类。

3.1.6袋式除尘适用条件

    袋式除尘器目前主要用于食品、制药、饲料、建材、机械、化工、电力等行业中对含尘气体的净化与粉尘物料的回收。其工作环境主要跟除尘器使用温度、入口浓度、过滤风速、和滤布的选择有着重要的关系。
脉冲袋式除尘器适用环境条件
    1使用温度:根据工况温度选择相应的滤袋材质,如玻纤滤袋的使用温度为260度以下,对高于此温度的烟气,如各种水泥干法窑尾废气350-500度、算式冷却剂废气200-300度等,是不允许直接进入布袋除尘器的,必须采取适当的降温措施
    2入口浓度:当入口废气含尘浓度小于80g/m3,时,不需要预除尘设施。如大于80g/m3,为保证除尘效果,应增大规格或增设预除尘器
    3过滤风速:过滤风速的选择是根据粉尘的性质、选用滤料的种类、直径及清灰方式等因素来决定。过滤风速不仅决定了除尘器的大小,而且对除尘效率、流体阻力、清灰效果等均有影响。如玻纤布袋除尘器一般适用于过滤风速选取小于0.5m/min为宜
    4滤袋的选择:布袋除尘器种滤袋的选择可根据使用温度不同来区别。普通针刺毡布袋适用于温度在120度以内的工况条件,且能保证1-2年的使用寿命。工况温度达到150-260度时,则需要选用高温玻纤。

3.2湿式除尘

3.2.1湿式除尘简介

    生产的湿式除尘器是把水浴和喷淋两种形式合二为一。先是利用高压离心风机的吸力,把含尘气体压到装有一定高度水的水槽中,水浴会把一部分灰尘吸附在水中。经均布分流后,气体从下往上流动,而高压喷头则由上向下喷洒水雾,捕集剩余部分的尘粒。其过滤效率可达85%以上。

    湿式除尘器可以有效地将直径为0.1—20微米的液态或固态粒子从气流中除去,同时,也能脱除部分气态污染物。它具有结构简单、占地面积小、操作及维修方便和净化效率高等优点,能够处理高温、高湿的气流,将着火、爆炸的可能减至最低。但采用湿式除尘器时要特别注意设备和管道腐蚀及污水和污泥的处理等问题。湿式除尘过程也不利于副产品的回收。如果设备安装在室内,还必须考虑设备在冬天可能冻结的问题。再则,要是去除微细颗粒的效率也较高,则需使液相更好的分散,但能耗增大。

    该除尘器对粒径小于5μm粉尘的除尘效率高,使用寿命长达58年。除尘器结构紧凑,占用空间小,耗水量小,每秒处理57立方米含尘气流的占地面积约为4平方米,耗水约1/时。

3.2.2湿式除尘原理

    湿式除尘器俗称,它是使含尘气体与液体(一般为水)密切接触,利用水滴和颗粒的惯性碰撞或者利用水和粉尘的充分混合作用及其他作用捕集颗粒或使颗粒增大或留于固定容器内达到水和粉尘分离效果的装置。

3.2.3湿式除尘特点

    1由于气体和液体接触过程中同时发生传质和传热的过程,因此这类除尘器既具有除尘作用,又具有烟气降温和吸收有害气体的作用。

    2适用于入理高温。高温、易燃易爆和有害气体;

    3运行正常进,净化效率高;

    4可用于雾尘集聚之粉尘、气体;

    5排气量衡定;

    6结构简单、占地面积小。投资低;

    7运行安全、操作及维修方便。

3.2.4湿式除尘注意事项

    1从湿式除尘器中排出的泥浆要进行处理,否则会造成二次污染;

    2当净化有侵蚀性气体时,化学侵蚀性转移到水中,因此污水系统要用防腐材料保护;

    3不合用于疏水性烟尘;对于粘性烟尘轻易使管道、叶片等发生堵塞;|

    4与干式除尘器比拟需要消耗水,并且处理难题,在严寒地区应采用防冻措施。

3.2.5湿式除尘分类

    按其结构来分有以下几种

    1)重力喷雾湿式除尘器,如喷洗条塔

    2)旋风式湿式除尘器,如旋风水膜式除尘器、水膜式除尘器

    3)自激式湿式除尘器,如冲激式除尘器、水浴式除尘器

    4)填料式湿式除尘器,如填料塔、湍球塔

    5)泡沫式湿式除尘器,如泡沫除尘器、旋流式除尘器漏板塔

    6)文丘里湿式除尘器,如文丘里除尘器

    7)机械诱导除尘器,如拨水轮除尘器。

3.2.6湿式除尘适用范围

    各类工业粉尘,有机异味、酸碱废气吸收净化等有害气体的洗涤净化,锅炉烟气脱硫、压铸机、中央熔炉、焚烧炉等烟气、化工制药、食品加工、冶金、铸造、碳素材料、机械加工、建材、压片机、制粒机、混合机、配料、拌料、振筛等行业。

3.2.7湿式除尘设备图片

3.3静电除尘

3.3.1静电除尘简介

   利用高压直流电场使空气中的气体分子电离,产生大量电子和离子,在电场力的作用下向两极移动,在移动过程中碰到气流中的粉尘颗粒和细菌使其荷电,荷电颗粒在电场力作用下与气流分向相反的极板做运动,在电场作用下,空气中的自由离子要向两极移动,电压愈高、愈高,离子的运动速度愈快。由于离子的运动,极间形成了电流。开始时,空气中的自由离子少,电流较少。电压升高到一定数值后,放电极附近的离子获得了较高的能量和速度,它们撞击空气中的中性,中性原子会分解成正、负离子,这种现象称为空气电离。空气电离后,由于联锁反应,在极间运动的离子数大大增加,表现为极间的电流(称之为电流)急剧增加,空气成了导体,高强电压捕获附带细菌颗粒,瞬间导电击穿由蛋白质组成的细胞壁,达到杀灭细菌吸附除尘。近年来通过技术创新,也有采用集尘的方式。以往常用于以煤为燃料的工厂、电站,收集烟气中的煤灰和粉尘。

3.3.2静电除尘工作原理

    是利用两极之间的高压电晕放电进行工作的,在一定型式的阴阳两电极上通以高压直流电维持一个足以使气体电离的静电场。气体电离产生的电子和阴阳离子吸附在通过电场的粉尘粒子使尘粒荷电荷电粉尘在电场力的作用下向电极性相反的电极运动而沉积在电极上以到达粉尘和气体分离的目的。的除尘过程可分为四个阶段
    1气体的电离
    2粉尘获得离子而荷电
    3荷电粉尘向电极移动
    4将电极上的粉尘清除到灰斗中去
第一阶段是形成高压电场,将空气电离。第二和第三阶段是粉尘颗粒荷电并在电场力作用下,向相反的电极移动并聚集在电极上是电两个最基本的作用过程。第四阶段是从电极上回收粉尘干式电除尘器多用振打方式。这些过程十分复杂且互相关联是不能截然分开的。

3.3.3静电除尘特点

    普通净化机采用滤纸来过滤空气中的灰尘,极易堵塞滤孔,灰尘越积越多不仅没有灭菌效果,而且容易造成二次污染而静电除尘技术有以下几个优点:

1)除尘效率高;

2)可以净化较大气量;

3)能够除去的粒子粒径范围较宽;

4)可净化温度较高含尘烟气;

5)结构简单,气流速度低,压力损失小;

6)能量消耗比其他类型低;

7可以实现微机控制,远距离操作。

3.3.5静电除尘适用行业

    以往常用于以煤为燃料的工厂、电站,收集烟气中的煤灰和粉尘。冶金中用于收集锡、锌、铅、铝等的氧化物,现在也有可以用于家居的除尘灭菌产品。

3.4旋风除尘

3.4.1旋风除尘简介

    除尘器于1885年开始使用,已发展成为多种形式。按其流进入方式,可分为切向进入式和进入式两类。在相同损失下,后者能处理的气体约为前者的3倍,且气流分布均匀。

3.4.2旋风除尘工作原理

旋风除尘器是使含尘气流作高速旋转运动,借助离心力的作用将颗粒物从气流中分离并收集下来的除尘装置。进入旋风除尘器的含尘气流沿简体内壁边旋转边下降,同时有少量气体沿径向运动到中心区域中,当旋转气流的大部分到达锥体底部附近时,则开始转为向上运动,中心区域边旋转边上升,最后由出口管排出,同时也存在着离心的径向运动。通常将旋转向下的外圈气流称为外旋涡,而把锥体底部的区域称为回流区或者混流区。

旋风除尘器烟气中所含颗粒物在旋转运动过程中,在离心力的作用下逐步沉降茁涂尘器的内壁上,并在外旋涡的推动和重力作用下,大部分颗粒物逐渐沿锥体内壁降落到灰斗中。此外,进口气流中的少部分气流沿简体内壁旋转向上,到达上顶端盖后又继续沿出口管外壁旋转下降,最后到达出口管下端附近被上升的气流带走。通常把这部分气流称为上旋涡。随着上旋涡,将有少量细颗粒物被内旋涡向上带走。同样,在混流区内也有少部分细颗粒物被内旋涡向上带起,并被部分带走。旋风除尘器就是通过上述方式完成颗粒物的捕集的。捕集到的颗粒物位于除尘器底部的灰斗中,从除尘器排出是气体中仍会含有部分细小颗粒物。

旋风除尘器的形式多。按气流进入的方式不同,可大致分为切向进入和轴向进入两大类。轴向进入式是靠导流叶片促使气流旋转的,因此也叫导流叶片旋转式。轴向进入式又可分为逆流式和直流式。切向进入式又分为直人式和蜗壳式等形式:直人式的入口管外壁与筒体相切;而蜗壳式的入口管内壁与筒体相切。我公司采用的是切向直入式旋风除尘器。

旋风除尘器适用于净化大于1-3微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘。它是一种结构简单、操作方便、耐高温、设备费用和阻力较高(80160毫米水柱)的净化设备,旋风除尘器在净化设备中应用得最为广泛。

3.4.3旋风除尘特点

    1旋风除尘器是利用旋转气流所产生的将尘粒从合尘气流中分离出来的除尘装置。它具有结构简单,体积较小,不需特殊的附属设备,造价较低.阻力中等,器内无运动部件,操作维修方便等优点。

    2旋风除尘器一般用于捕集5-15以上的颗粒。除尘效率可达80%以上,近年来经改进后的特制旋风除尘器.其除尘效率可达95%以上。

3.4.4旋风除尘器分类

    旋风除尘器包括:XLT/A型旋风除尘器、E-Ⅱ型旋风除尘器、长锥体旋风除尘器、多管式旋风除尘器、XDP型旋风除尘器、旁路式旋风除尘器、双极除尘器、旋风除尘器、旋风减阻除尘器、高温旋风除尘器、土木旋风除尘器

3.4.5旋风除尘器适用条件

    旋风除尘器对40-50微米的粗大颗粒一般可达95-99%的除尘效率。高效率的除尘器对10-15微米的尘粒也可达到同样效率。但实际应用中,大部分旋风除尘器是在50-90%的效率范围内工作。 

    旋风除尘器最适宜于以下情况:

    1)捕集粗大尘粒;

    2)对除尘效率要求不高的场合;

    3)空气含尘度很高时;

    4)同其他对细小尘粒有高效率的除尘器(如袋式滤尘器)串联使用。 

3.4.6旋风除尘注意事项

    选择旋风时的参考原则:

    1净化气体量应与实际需要处量一致。选择旋风除尘器时,直径时应尽量小些;如果要求通过的风量较大,可采用若干个小直径的旋风除尘器并联;如果处理气量与多管旋风除尘器相符,以选多管旋风除尘器为宜

    2旋风除尘器的入口风速要保持在18-23m/s,低于18m/s时,其除尘效率将会下降;高于23m/s时,除尘效率提高不明显,但阻力损失增加,能耗增大

    3选择旋风除尘器时,要根据实际工况条件,考虑阻力损失和结构形式,尽可能做到节省动力消耗,同时以便于维护管理

    4旋风除尘器能捕集到的最小尘粒应等于或稍小被处理气体的粉尘粒度

    5当含尘气体温度很高时,要注意保温,避免水分在除尘器内凝结。假如粉尘不吸收水分,除尘器的工作温度要比高出30度左右。假如粉尘吸水性较强,除尘器的工作温度要比露点温度高出40-50度,以避免

    6旋风除尘器结构的密封要好,确保不,尤其是负压操作,更应该注意卸料锁风装置的可靠性

    7针对易燃易爆特性粉尘,应设有防爆装置。防爆装置的通常做法是在入口管道上加一个安全防爆阀门

    8当粉尘浓度较小时,最大允许的含尘浓度与旋风除尘器的筒直径有关,即直径越大,允许含尘也越大。

3.5电袋复合式除尘

3.5.1电袋复合式除尘简介

    电袋复合式是通过有机结合的一种新型的高效除尘器,它充分发挥电除尘器和布袋除尘器各自的除尘优势,以及两者相结合产生新的性能优点,弥补了电除尘器和的除尘缺点。该复合型除尘器效率高,稳定,滤袋阻力低,寿命长,占地面积小等优点。

3.5.2-袋复合型除尘器的结构形式

    前级区秉承了电除尘器第一电场的除尘优势,其除尘效率与极板有效面积呈指数曲线变化,能收集烟尘中大部分粉尘,收尘效率达70-80%,并使流经电除尘区未被收集下的微细粉尘电离荷电。一方面大大降低进入布袋除尘器区含尘浓度,另一方面荷电后的粉尘在滤袋沉积的呈低阻特性,从而即达到排放浓度小于50mg/Nm3的环保要求,又提高了除尘器整体性能的功效。

3.5.3电袋复合式除尘器的技术特点

    1除尘机理由于在电袋复合式除尘器中,烟气先通过电除尘区后再缓慢进入后级区,布袋除尘区捕集的粉尘量仅有入口的1/4。这样滤袋的粉尘负荷量大大降低,清灰周期得以大幅度延长;粉尘经过电除尘区电离荷电,粉尘的荷电提高了粉尘在滤袋上的过滤特性,即滤袋的透气性能、清灰性能方面得到大大的改善。合理运用电除尘器和布袋除尘器各自的除尘优点,以及两者相结合产生新的功能,能充分克服电除尘和布袋除尘的除尘缺点。根据我公司试验研究和在电力锅炉烟尘的工业应用,证明该技术是一种科学、可靠、先进的技术综合了二种除尘方式的优点

    2保证长期高效稳定运行电袋复合式除尘器的除尘效率不受煤种、烟气特性、影响,可以长期保持高效、稳定、可靠地运行,保证排放浓度低于50mg/Nm3 

    3)运行阻力低,滤袋清灰周期时间长,具有节能功效 电袋复合式除尘器滤袋的粉尘负荷量小,再加上粉尘作用,因此滤袋形成的粉尘层对气流的阻力小,易于清灰,比常规布袋除尘器低500Pa的运行阻力,清灰周期时间是常规布袋除尘器4-10倍,大大降低设备的运行能耗 

    4)滤袋使用寿命长 由于滤袋清灰周期大大延长,所以清灰次数减少,且滤袋粉尘透气性强、阻力低,滤袋的强度负荷小,从而延长滤袋使用寿命

    5)运行、维护费用低电袋复合式除尘器通过适量减少滤袋数量、延长滤袋的使用寿命、降低运行阻力、延长清灰周期等途径大大降低除尘器的运行、维护费用。

3.5.4电袋复合式除尘器的优势

    电袋复合式除尘器改造有以下优势:

    1)可以保证近、中、长期的环保排放要求,除尘器不受烟气粉尘值及其它工况条件的影响,可以长期高产、稳定在50mg/Nm3以下 

2)满足现有工况条件下,采用本技术方案改造的工程范围、工程量、改造周期以及改造资金等各方面具有最小最快的优势 

3)电袋除尘器尤其适合电厂锅炉较高浓度的除尘,其达到的阻力低和延长滤袋使用寿命等性能优势是常规所无法比拟的 

                            各种除尘工艺对比

类型

名称

工作原理

压损

适用范围

除尘效率

图例

机械除尘器

重力除尘器

含尘气体通过管道的扩大部分(重力沉降室),流速大大降低,较大尘粒在重力作用下沉降下来。

50~150Pa

粒径大于40μm

40%~50%

 

惯性力除尘器

含尘气体冲击在挡板或滤层上,气流急转,粒径即在惯性力作用下与气流分离。有碰撞型和回转型两种。

200~1000Pa

粒径大于20μm

50%~70%

旋风除尘器

使含尘气流作旋转运动,借助于离心力将尘粒从气流中分离并捕集于器壁,再借助重力作用使尘粒落入灰斗

500~2000Pa

粒径大于5μm

70%~95%

湿式除尘器

重力喷雾洗涤除尘器

含尘气体通过喷淋液的液滴空间时,因尘粒和液滴之间碰撞、拦截和凝聚等作用,较大尘粒因重力沉降下来,与洗涤液一起从塔底排出。为使布气均匀,常用多孔分布板或填料床。

250~500Pa

粒径大于50μm

大于70%

 

填料洗涤除尘器

在除尘器中填充不同型式的填料,并将洗涤水喷洒在填料表面上,以覆盖在填料表面上的液膜捕尘体捕集气体中的粉尘粒子。

160~1600Pa

粒径大于2μm

99%

 

 

 

 

 

可浮动填料层气体净化器

在一定的气流速度作用下,塔内的小球不断地进行湍流运动,粉尘粒子在湍流运动的泡沐层中,被气体射流捕尘体所捕获。

1000~5000Pa

 

粒径大于

1μm

90%

贮水式洗涤除尘器

被净化的含尘气体在一定液面深度以较大的气速冲击洗涤水,使其分散成大量的液滴和气泡。含尘气体中的粉尘粒子被这些分散的液滴和气泡所捕获,并共同沉降于捕尘室的底部。

500~4000Pa

5μm

93%

湿式离心除尘器

将干式旋风除尘器的离心力原理应用于具有喷淋或在气壁上形成液膜的湿式除尘器中,即构成了湿式离心除尘器。

300~1500Pa

40~200μm

85%~100%

文丘里洗涤除尘器

文丘里管包括收缩段、喉管和扩散段。含尘气体进入收缩段后,流速增大,进入喉管时达到最大值。洗涤液从收缩段或喉管加入,气液两相间相对流速很大,液滴在高速气流下雾化,气体湿度达到饱和,尘粒被水湿润。尘粒与液滴或尘粒之间发生激烈碰撞和凝聚。在扩散段,气液速度减小,压力回升,以尘粒为凝结核的凝聚作用加快,凝聚成直径较大的含尘液滴,进而在除雾器内被捕集

1000~9000Pa

0.1~100μm

80%~99%

喷射式洗涤除尘器

洗涤水从带有螺旋叶片的喷雾高速地以旋转状态喷出,吸引周围的含尘气体,含尘气体和洗涤水射流在喉管处加速,并在扩张管中进行液气混合,气体中的粉尘粒子与洗涤水的液滴发生惯性碰撞而被捕集。

 

 

 

 

 

1000~9000Pa

 

 

 

 

 

 

大于0。2μm

 

 

 

 

 

 

80%~99%

 

 

 

旋转式洗涤除尘器

利用回转的叶片使含尘气体和洗涤水掺混并形成大量水滴、水膜和气泡等捕集气体粉尘粒子的除尘装置。

500~1500Pa

大于0.2μm

80%~99%

过滤除尘器

袋式除尘器

滤袋采用纺织的滤布或非纺织的毡制成,利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤,当含尘气体进入袋式除尘器后,颗粒大、比重大的粉尘,由于重力的作用沉降下来,落入灰斗,含有较细小粉尘的气体在通过滤料时,粉尘被阻留,使气体得到净化。

1500~2000Pa

大于0.4μm

99%

 

滤筒式除尘器

含尘气体进入灰斗后,由于气流断面突然扩大及板作用,气流中一部分粗大颗粒在动和作用下沉降在灰斗;粒度细、密度小的尘粒进入滤尘室后,通过布朗扩散和筛滤等组合效应,使粉尘沉积在滤料表面上,净化后的气体进入净气室由排气管经风机排出。

小于1500Pa

大于0.4μm

996%以上

 

塑烧板除尘器

含尘气体由风道进入箱体的滤板过滤区,当含尘气体由烧结板的外表面通过塑烧板时,粉尘被阻留在烧结板表面的PTFE涂层上,洁净气体则通过烧结板,并由滤板口进入箱体净气室后由出风口排出,附着在烧结板外表面的灰尘将随着脉冲反吹或重力作用落入下面的灰斗

 

1300~2200Pa

大于1μm

99.999%

 

颗粒层除尘器

以硅砂、砾石、矿渣和焦炭等颗粒状颗粒物作为滤料,去除含尘气体中粉尘粒子的一种内滤式装置

1700~2000Pa

 

95%以上

 

电除尘器

 

烟气通过电除尘器主体结构前的烟道时,使其烟尘带正电荷,然后烟气进入设置多层阴极板的电除尘器通道

300~500Pa

大于5μm

99%

 

电袋复合式除尘器

 

由于在电袋复合式除尘器中,烟气先通过区后再缓慢进入后级区,布袋除尘区捕集的粉尘量仅有入口的1/4。这样的粉尘负荷量大大降低,清灰周期得以大幅度延长;粉尘经过电除尘区电离荷电,粉尘的荷电提高了粉尘在滤袋上的过滤特性,即滤袋的透气性能、清灰性能方面得到大大的改善。合理运用和布袋除尘器各自的除尘优点,以及两者相结合产生新的功能,能充分克服电除尘和布袋除尘的除尘缺

1000~1500Pa

大于0。4μm

99%以上

 

 

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