(一)煙塵控制技術(shù)
大氣中固體顆粒污染物與燃料燃燒關(guān)系密切。減少固體顆粒物的排放可采取兩種措施:一是改變?nèi)剂系臉?gòu)成,以減少顆粒物的生成,比如用天然氣代替煤,用核能發(fā)電取代燃煤發(fā)電等;二是在煙塵排放到大氣環(huán)境之前,采用控制設(shè)備將塵除掉,以減輕大氣環(huán)境污染程度。這里重點(diǎn)介紹第二類方法。
由燃料及其他物質(zhì)燃燒或以電能加熱等過(guò)程產(chǎn)生的煙塵,以及對(duì)固體物料破碎、篩分和輸送等機(jī)械過(guò)程產(chǎn)生的粉塵,都是以固態(tài)或液態(tài)的粒子存在于氣體中,從氣體中除去或收集這些固態(tài)或液態(tài)粒子的設(shè)備稱為除塵裝置。
根據(jù)主要除塵機(jī)理。常用的除塵裝置可分為:(1)機(jī)械式除塵裝置;(2)袋式除塵裝置;(3)濕式除塵裝置;(4)電除塵裝置。
在選擇除塵裝置時(shí)除要考慮所處理的粉塵特性外,還應(yīng)考慮除塵裝置的氣體處理量,除塵裝置的效率及壓力損失等技術(shù)指標(biāo)和有關(guān)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)。
1.干式機(jī)械除塵裝置:不用水或其他液體作潤(rùn)濕劑,僅利用重力、慣性力及離心力等沉降作用去除氣體中粉塵粒子的裝置稱為干式機(jī)械除塵裝置。主要的類型有:重力沉降室;慣性力除塵器;離心力除塵器。
干式機(jī)械除塵裝置主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造、造價(jià)低、施工快、便于維修及阻力小等優(yōu)點(diǎn),因而它們廣泛用于工業(yè)。該類除塵裝置對(duì)大粒徑粉塵的去除具有較高的效率,而對(duì)于小粒徑粉塵捕獲效率很低。表2-17示出幾種機(jī)械除塵裝置的除塵特性。
?。?)沉降室除塵:使含塵氣體中的粉塵粒子借助重力作用而達(dá)到除塵目的的一種除塵裝置。合塵氣流通過(guò)橫斷面積比管道大得多的沉降室時(shí),由于含塵氣流水平流速大大降低,致使其中較大的粒子在沉降室中有足夠的時(shí)間受重力作用而沉降。這種沉降室往往安裝在其他收集設(shè)備之前,做為除去較大粒徑塵粒的預(yù)處理裝置,圖2-22是一個(gè)簡(jiǎn)單沉降室的降塵示意圖。
?。?)旋風(fēng)除塵器:這是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置。它是由進(jìn)氣管、筒體、錐體和排氣管等組成,氣流流動(dòng)狀況如圖2-23所示。含塵氣流進(jìn)入除塵器后,沿外壁由上向下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),同時(shí)有少量氣體沿徑向運(yùn)動(dòng)到中心區(qū)域。氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),塵粒在離心力作用下逐步移向外壁,到達(dá)外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗。凈化的氣體達(dá)到錐體底部后,轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn),最后經(jīng)排管排出。這種分離方式使5μm以下的塵粒去除效率達(dá)到50%。
?。?)慣性除塵裝置:使含塵氣流與擋板相撞,或使氣流急劇地改變方向,借助其中粉塵粒子的慣性力使粒子分離并捕集的一種裝置。圖2-24所示是含塵氣流沖擊在兩塊擋板上時(shí)塵粒分離的機(jī)理。
2.過(guò)濾式除塵裝置:又稱空氣過(guò)濾器,這是使含塵氣流通過(guò)過(guò)濾材料將粉塵分離捕集的裝置。采用濾紙或玻璃纖維等填充層做濾料的空氣過(guò)濾器,主要用于通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)方面的氣體凈化;采用砂、礫、焦炭等顆粒物做為濾料的顆粒層除塵器,在高溫?zé)煔獬龎m方面引入注目;采用纖維織物作濾料的袋式除塵器,主要在工業(yè)尾氣的除塵方面應(yīng)用較廣。這里主要介紹袋式除塵器。它的除塵效率一般可達(dá)99%以上,如圖2-25所示。含塵氣流從下部進(jìn)入圓筒形濾袋,在通過(guò)濾料的孔隙時(shí),粉塵被捕集于濾料上,透過(guò)濾料的清潔氣體由排出口排出,一個(gè)袋室可裝有若干只分布在若干個(gè)艙內(nèi)的織物過(guò)濾袋,常用濾料由棉、毛、人造纖維織物加工而成。這種方法除塵效率高,操作簡(jiǎn)便,適合于含塵濃度低的氣體;其缺點(diǎn)是占地多、維修費(fèi)用高,不耐高溫、高濕氣流。
3.濕式除塵裝置:濕式除塵裝置是使含塵氣體與液體(一般為水)密切接觸,利用水滴和塵粒的慣性碰撞及其他作用捕集塵?;蚴沽皆龃蟮难b置。它可以有效地將直徑為0.1—20μm的液態(tài)或固態(tài)粒子從氣流中除去,同時(shí),也能脫除氣態(tài)污染物。根據(jù)濕式除塵器的凈化機(jī)理,可將其分為7類:重力噴霧洗滌器、離心洗滌器、自激噴霧洗滌器、板式洗滌器、填料洗滌器、文丘里洗滌器、機(jī)械誘導(dǎo)噴霧洗滌器。應(yīng)用廣泛的三類濕式除塵器,即噴霧塔式洗滌器、離心洗滌器和文丘里式洗滌器,如圖2-26、2-27所示,圓柱形的噴霧塔是一種最簡(jiǎn)單的濕式除塵裝置,在逆流式噴霧塔中,含塵氣體向上運(yùn)動(dòng),液滴由噴嘴噴出向下運(yùn)動(dòng),因塵粒和液滴之間的慣性碰撞,攔截和凝聚等作用,使較大的粒子被液滴捕集。這種方法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、占地面積小,操作及維修方便和凈化效率高等優(yōu)點(diǎn),能夠處理高溫、高濕的氣流,但要注意設(shè)備和管道的腐蝕以及污水和污泥的處理等問(wèn)題。
4.電除塵裝置:電除塵器是含塵氣體在通過(guò)高壓電場(chǎng)進(jìn)行電離的過(guò)程中,使塵粒荷電,并在電場(chǎng)力的作用下使塵粒沉積在集塵極上,將塵粒從含塵氣體中分離出來(lái)的一種除塵設(shè)備。圖2-28是一個(gè)簡(jiǎn)式電除塵器示意圖。它的集塵極為一圓形金屬管,放電極極線(電暈線)用重錘懸吊在集塵極圓管中心。含塵氣流由除塵器下部進(jìn)入,凈化后的氣流由頂部排出。這種電除塵器多用于凈化氣體量較大的含塵氣體。此外還有板式電除塵器。這種電除塵器的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)粒徑很小的塵粒具有較高的去除效率,耐高溫,氣流阻力小,除塵效率不受含塵濃度和煙氣流量的影響,是當(dāng)前較為理想的除塵設(shè)備,但設(shè)備投資費(fèi)用高,占地大,技術(shù)要求高。