随着工业的不断发展,排放的颗粒污染物的数量越来越多,大气中粉尘的浓度也越来越大,粉尘对人们的生活环境和人体健康的危害也越来越大。对除尘设备的性能及可靠性提出了更高的要求。当前资源和环境问题对实现全球可持续发展的约束日益凸显,在这样的背景下,各国都积极追求绿色、低碳、可持续发展,“绿色”逐渐成为世界发展的潮流和趋势。日前,工业和信息化部、发展改革委、财政部、科技部联合正式印发了《绿色制造工程实施指南(2016-2020年)》,旨在实现制造业高效清洁低碳循环和可持续发展,促进工业文明与生态文明和谐共融。而“绿色”的最大的威胁就是粉尘。绿色制造要求下除尘技艺的革新就变的刻不容缓。
粉尘是指悬浮在空气中直径很小的固体微粒。工业生产、交通运输和农业活动中均会产生大量的粉尘。其中生产性粉尘的危害尤为严重,如矿山开采、凿岩、爆破,金属冶炼行业原料准备、矿石粉碎、筛分、配料等,会产生铝、铁、稀、铅、锰、铜等金属及其化合物粉尘以及一些非金属矿物粉尘。工业粉尘如此肆无忌偉地排向大气中,不仅会危害人体的健康,粉尘爆炸,污染大气,更会造成大自然系统的失衡,资源的流失……粉尘的危害远比我们想象的要厉害的多。
为了减少工业粉尘向大气中的投放,提高空气质量,各种样式的除尘装置应运而生,它们为空气治理提供了不少保障。根据除尘理念的不同,除尘装置可分为湿式除尘器、旋风除坐器、沉降室、过滤式除尘器等,它们分别是利用水、颗粒自身的重力、各种过滤材料等手段来进行除尘。目前为止,静电除尘与袋式除尘的的应用最为广泛。
一、静电除尘
静电除尘器是由外壳、电极板、灰斗、供电装置等部分组成的,是利用静电力来实现对气体中的各式颗粒进行分离的一种高效除尘装置。含尘气体通过电场后由于放电使粉尘荷电,并在电场的作用下,使荷电粉尘在库仑力的影响下沉积在集尘机上,从而将粉尘从含尘气体中剥离出来。
静电除尘器现如今已广泛应用于煤炭加工、化工厂所、造纸、火电等行业,与其他除尘器的原理相比较,高皮静电除尘器的作用力直接作用于粒子上,而不是整个含尘气体,这就意味着它具有别的除尘器所没有的耗能小、效率高等特点。因为作用在颖粒上的库仑力(静电力)比较大,所以即使是细小到亚微米的颗粒也能有效捕集。当然,它也存有缺点,如钢材消耗量大,制造、安装、运行的要求高,初期投资成本大,体积大,占地大等。
二、袋式除尘
袋式除尘技术工作原理:
⑴ 重力沉降作用——含尘气体进入布袋除尘器时,颗粒大、比重大的粉尘,在重力作用下沉降下来,这和沉降室的作用完全相同。
⑵ 筛滤作用——当粉尘的颗粒直径较滤料的纤维间的空隙或滤料上粉尘间的间隙大时,粉尘在气流通过时即被阻留下来,此即称为筛滤作用。当滤料上积存粉尘增多时,这种作用就比较显著起来。
⑶ 惯性力作用——气流通过滤料时,可绕纤维而过,而较大的粉尘颗粒在惯性力的作用下,仍按原方向运动,遂与滤料相撞而被捕获。
⑷ 热运动作用——质轻体小的粉尘(1微米以下),随气流运动,非常接近于气流流线,能绕过纤维。但它们在受到作热运动(即布朗运动)的气体分子的碰撞之后,便改变原来的运动方向,这就增加了粉尘与纤维的接触机会,使粉尘能够被捕获。当滤料纤维直径越细,空隙率越小、其捕获率就越高,所以越有利于除尘。
袋式除尘器很久以前就已广泛应用于各个工业部门中,用以捕集非粘结非纤维性的工业粉尘和挥发物,捕获粉尘微粒可达0.1微米。性能稳定,使用灵活,结构比较简单,具有很高的净化效率,捕集细微的粉尘效率可达99%以上。 但是,当用它处理含有水蒸汽的气体时,应避免出现结露问题。
目前我国电除尘器的生产规模和使用数量均居世界首位,电除尘技术接近世界先进水平。布袋除尘器的技术核心在于滤料,随着材料科技的不断进步,袋式除尘技术得到广泛应用。而且基于静电除尘和袋式除尘这两种成熟的除尘理论,我国自行研发提出的新型除尘技术——电袋复合除尘技术,近几年已在多家电厂成功应用。
小结
随着工业的不断发展,排放的颗粒污染物的数量越来越多,大气中粉尘的浓度也越来越大,粉尘对人们的生活环境和人体健康的危害也越来越大。对除尘设备的性能及可靠性提出了更高的要求。(本网编辑 黑金/文)