陶瓷多管旋风除尘器

陶瓷多管除尘器，是研究开发的新一代高效低阻除尘设备，具有耐腐蚀、耐磨损、耐高温、不堵塞、使用寿命长，运行管理简单，无费用、没有二次污染等优点，是锅炉理想的除尘设备。^[1]

XD-Ⅱ型多管旋风除尘器是一种高效除尘器，除尘器效率可达95%以上，除尘器本体阻力低于900Pa，用现有的锅炉引风机就能保证锅炉正常运行。本除尘器负荷适应性好，在70%负荷时，除尘效率在94%以上。

XD-Ⅱ型多管旋风除尘器内的旋风子是采用铸铁或陶瓷制造的，厚度大于6mm，因此有良好的耐磨性能。它是工业锅炉烟气除尘和其他粉尘治理的理想设备。

XD型多管式旋风除尘器除尘效率高，磨损小，性能稳定，不需维护等显著特点，是工业锅炉除尘和其它行业粉尘治理的理想设备，适用满足国家规定的一类排放标准地区应用。^[1]

该除尘器为旋风类除尘器，当含尘气体进入除尘器，通过陶瓷导向器，在旋风子内部高速旋转，在离心力的作用下，粉尘和气体分离，粉尘降落在集尘箱内，经放灰阀排出，净化的气体形成上升的旋流，通过排气管汇于集气室，经出口由烟囱排出，达到除尘效果。^[1]

1）在运输和安装过程中注意碰撞，做到轻拿轻放；

2）在安装时，所有法兰与法兰连接时中间需夹石棉绳，并用螺栓栓紧，防止漏风，影响除尘效率；

3）在投人使用后，务必按时出灰，一般不超过4小时一次，以防止集尘箱内集尘过多；

4）由设计使用单位应根据锅炉的排气量，烟气流量，配套使用除尘器，并提供使用单位锅炉除尘器周围空间；

5）放灰时必须先关闭引风机，出灰口严禁用铁锺敲打，经常检查出灰口是否密封。^[1]

DX型旋风除尘器具有除尘效率高，对细粉尘有较强的捕集能力。切割粒径dc50=3.05um，热态阻力低等特点，治理原始浓度在4000mg/m³的粉尘，经一级除尘可达到一类地区200mg/m³以下的排放标准，适用于治理大、中、小型工业锅炉、各种窑炉、铸造行业冲天炉及除锈清砂一车间环境除尘。该除尘器占地面积少，1t/h锅炉增加占地2m²，20t/h锅炉增加占地9m²。本除尘器能耗低，处理1000m³废气仅用电1.5kW/h，不需用水。且结构上无易损件，如采用铸铁旋风子，主体设备使用寿命可达10~15年，安装后几乎不用维修，运行安全，可靠，调整简便。在运行管理方面，不需固定操作人员，该除尘器有自动排灰装置，全自动运行。与使用其他同类设备比较，有较好的环境效益和经济效益。^[2]

1、影响磨损的因素。在高浓度、高速度含尘气流不断冲刷下，旋风除尘器很容易被磨损，在某些锅炉上，旋风除尘器的寿命仅有2—3年。磨损使除尘效率明显下降，而且需要频繁更换旋风子除尘器。任何旋风除尘器的磨损都随烟尘浓度、硬度以及气流的速度的增加而增加。烟尘浓度较低时候，磨损一般集中在圆锥部分；烟尘浓度增大，被磨损的面积也增大；在烟尘浓度很高时，整个旋风除尘器均会受到严重磨损。

磨损和气体的流速成指数关系。矩形弯头这个指数为2；垂直射流的冲击这个指数大约是2.5，也可能高达3，与90度的冲击角相比较，在相同的气流速度下，20度—30度时产生的磨损相当于90度的冲击角的两倍，这是磨损最严重的冲击角度。在通常情况下，大尘粒就是以近似于这种最不利的角度冲击对着入口的除尘器壁面的。就低碳钢而言，当含尘浓度为0.68g/m³时，气流速度超过30m/s，磨损就会迅速增加；当灰尘浓度为6.8g/m³时，气流速度超过20m/s，磨损也会迅速增加。

关于烟尘粒度对磨损的影响，目前学界和业界出现两种不同的声音。有一种意见是，同样重量的两种不同粒径的烟尘，小粒径的总表面积大于大粒径的总表面积，因此产生磨损的表面积也大，磨损会随粒径的减少而增加。另一种意见是，流体动力学理论表明，烟气中的小烟尘造成的磨损应当较小。因为尘粒的质量随着粒径的大小而变化，小尘粒的动量和动能要比相同速度的大尘粒小得多。而阻力与粒径成正比，结果，小尘粒在穿过靠近除尘器壁的空气边界层时，速度的损失比大尘粒损失得多。很小的尘粒甚至会穿不过呆滞的边界层。关于尘粒粒径对磨损的影响，目前还在进一步研究当中。

2、预防和减轻旋风除尘器磨损的方法。

1）应根据烟气的含尘浓度、烟尘的磨削性能，正确选择旋风子烟气入口速度和标称速度，使其在合适的范围内。对于多管除尘器则应正确决定旋风子的数量。

2）采用耐磨材料制造旋风子，如采用陶瓷、耐磨铸铁制造旋风子外壳。

3）多管除尘器的旋风子可以采取对易磨部位局部加厚的方法，增加易磨部位的壁厚，但增厚部分应圆滑过渡。大直径旋风除尘器可在易磨部位装设防磨板，或敷设耐磨材料。防磨板、耐磨涂料应平整，并与其余筒壁应圆滑过渡。

4）应测试烟气入口沿除尘器宽度的流速，并保证流速均匀。当流速不均匀时，应加装导流板或均流板使烟气流速均匀。

5）对多管除尘器应使烟气在各旋风子之间分配均匀。对轴向进气带导向叶片的旋风子多管除尘器主要是合理的设计进出口烟道。对于高效切向进气旋风子多管除尘器 除正确设计进出口烟道外，还要按试验提供的排列方式进行组合，并保证各排的转动角度。

6）防止过多的气流倒流入排灰口，对于多管除尘器应加装十字隔板和蜂窝形格板，防止烟气串流，对于连续排灰的除尘器，应使锁气器或水封槽不漏风。

7）加强除尘器的运行管理，检修维护，使除尘器处于正常工况下运行。^[3]

1、旋风除尘器堵塞的原因。

1）烟尘的粘结性。烟尘具有较强的粘结性，是造成排灰口和进气及排气管堵塞的主要原因。试验研究表明，燃料中含钙较高时，其尘粘灰结性很强，容易在排灰口处粘结产生搭桥，最后使排灰口堵塞；这些粘结性很强的尘粒还会在排气管外侧被遮蔽的一边和排气管内侧粘结，排气管外侧的积灰开始是在和上部隔板相连接处形成，然后沿着排气管向下延伸到旋风子壳体入口，而部分或全部堵塞气流通道。

2）可能是由于细尘粒的比电阻使其所有电荷漏入地里的速度减小，因而增加了细尘粒滞留在壁面 的能力，约小于3微米的尘粒能挂在壁面上，荷电的尘粒逐渐吸附而导致积灰堵塞。

3）吸湿的尘粒带有水分，或除尘器壁面因水蒸汽冷凝而潮湿。暴露在大气中的大直径旋风除尘器比多管除尘器中的旋风子更容易发生冷凝。旋风子的外壁接触到的气体温度与它们处理的气体温度相同，冷凝可能仅仅在工作开始时成为问题，到除尘器壁的温度达到露点以上时就不存在，但也可能是运行中连续存在的问题。

4）布置在省煤器下的旋风除尘器，在省煤器泄漏后，容易造成旋风除尘器的积灰堵塞，这是因为泄漏出的水被蒸发产生大量的水蒸汽，使尘粒带有大量水分，同时使尘粒与壁面的粘附力增大。

5）除上述原因外引起排灰口堵塞还有两种原因：一是大块物料（如砖块、除尘器衬里脱落形成的碎块，也可能是粘结在壁面上掉下来的积灰形成的扁平硬块）滞留在排灰口形成障碍物，然后较小的尘粒围绕它堆积起来；二是灰斗内尘粒堆积过多。^[3]

2、旋风除尘器堵塞的防止。

1）对于易粘结的尘粒，设计时应当选用较大的烟气入口速度和标称速度。并尽可能选用直径较大的旋风子及较大排灰口尺寸。必要时应加装旋风除尘器的吹灰设置，采用压缩空气进行定期吹灰。

2）对于旋风除尘器因冷凝使壁面潮湿和尘粒吸湿带有水分产生积灰堵塞，应采用隔热保温或者对除尘器壁加热的方法，以避免冷凝结露，保持尘粒和除尘器壁面干燥。

3）应尽量避免将旋风除尘器布置在省煤器下部，不允许在省煤器泄漏情况下长期运行。当省煤器泄漏引起停炉后，在重新启动时，应先通热空气干燥旋风除尘器。

4）多管除尘器的旋风子排灰口应大于入口，使经过入口掉入旋风子的大块杂物不致卡塞在排灰口处。大直径旋风除尘器的排灰口尺寸往往受到排灰阀门的限制不可能大于进口的尺寸，因此应采取专门排灰口杂物的措施，如加装吹扫装置，机械锤击或振动装置。开捅扫孔等。

5）灰斗定期排灰，防止灰斗中积尘过高堵塞排灰口。

3、改进旋风除尘器除尘效率。

1）应保证旋风除尘器在设计工况下运行，当处理烟气量、烟气入口速度、标称速度低于设计值引起除尘效率降低时，应通过试验和计算适当减少旋风子个数，但其在设计工况下运行。必须指出，当处理烟气量、烟气入口速度和标称速度已达到设计值时，不允许采用减少旋风子个数，提高烟气入口速度和标称速度的方法来提高除尘效率，因为它会使阻力损失急剧增大，旋风子磨损加剧。

2）当烟气入口速度流速沿除尘器宽度不均匀引起各个旋风子烟气分配不均匀时，应通过试验加装均流板或导流板，使气流均匀进入。^[3]

生物质气化技术是目前研究和应用都广泛的生物质能利用技术，目标是将生物质转化为可燃气。其基本原理是在不燃烧条件下，将生物质原料加热，使较高分子量的有机碳氢化合物链裂解，变成较低分子量的CO、H₂、CH₄等可燃性气体。生物质气化产生的粗燃气温度在500℃左右，且燃气中含有粉尘和气态焦油成分，需要经过高温除尘净化后才能应用。一般的除尘器，如布袋，无法耐受500℃高温，如果行降温，燃气中的气态焦油成分则会以液态形式析出，气体中的粉尘会与焦油混合，造成燃气管道堵塞等现象。如何在高温状态下，除去生物质燃气中的粉尘，一直以来是生物质气化工艺面临的难题。多管旋风除尘器是将若干个旋风子并联在一体的旋风除尘器。其除尘机理是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。多管除尘器在煤化工、钢铁、天然气等行业已有较为广泛的应用，是一项较为成熟的除尘技术。目前已有较多学者对旋风分离器展开了研究。Stern等、Patterson等、罗晓兰等研究了入口浓度及分离效率的关系； 时铭显等研究了高效多管旋风分离器的开发，吴小莉等研究了天然气用多管旋风分离器的性能。

对采用小型多管旋风装置除下的灰尘和传统旋风器除下的灰尘的粒径分布进行了分析，小型多管除尘器除下的灰中10～100μm的粉尘颗粒占93.1%。传统气化炉旋风除尘器除下的灰中10～100μm的粉尘颗粒仅占19.3%，多管旋风除尘器可将传统旋风器无法除下的小粒径灰尘去除，是对大旋风除尘器的有效补充。^[4]