最全的燃煤锅炉烟气除尘技术汇总以及除尘系统选型

煤炭燃烧会产生大量的粉尘颗粒，其中细微粉尘PM2.5会引起呼吸道疾病，同时也会引起灰霾天气。政府和地方出台了一系列污染排放标准，燃煤锅炉除尘改造成为亟待解决的难题。

事实上，除尘技术就是利用两相流动的气固或液固分离原理（包括重力分离、惯性力分离、离心力分离、库仑力分离、水膜除尘和过滤）捕集气体中的固态或液态颗粒物。常用的除尘装置有机械式除尘器、湿式除尘器、静电除尘器和袋式除尘器。

一、机械式除尘器

1、 重力沉降室

工作原理

重力沉降室是利用粉尘与气体的密度不同，使含尘气体中的尘粒依靠自身的重力从气流中沉降下来，从而达到净化目的的一种装置。当含尘气流从管道进入沉降室后，由于截面扩大，气体的流速减慢。沉降速度大于气流速度的尘粒就沉降下来。

应用特点

结构简单，投资少，压力损失小，维修管理较容易，而且可以处理高温气体。但是体积大，效率相对低，一般只作为高效除尘装置的预除尘装置，来除去较大和较重的粒子。

2、 惯性分离器

工作原理

利用粉尘与气体在运动中惯性力的不同，将粉尘从气体中分离出来。一般都是在含尘气流的前方设置某种形式的障碍物，使气流的方向急剧改变。此时粉尘由于惯性力比气体大得多，尘粒便脱离气流而被分离出来，得到净化的气体在急剧改变方向后排出。

应用特点

结构简单，阻力较小，适用于大颗粒（20μm以上）的干性颗粒，但除尘效率不高。

3、 旋风除尘器

工作原理

含尘气体从入口导入除尘器的外壳和排气管之间，形成旋转向下的外旋流。悬浮于外旋流的粉尘在离心力的作用下移向器壁，并随外旋流转到除尘器下部，由排尘孔排出。净化后的气体形成上升的内旋流并经过排气管排出。

应用特点

旋风除尘器适用于净化大于5~10μm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、设备费用和阻力较低（80~160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。

二、湿式除尘器

1、 水膜除尘器

工作原理

利用含尘气体冲击除尘器内壁或其他特殊构件上用某种方法造成的水膜，使粉尘被水膜捕获，气体得到净化，这类净化设备叫做水膜除尘器。含尘气体由筒体下部顺切向引入，旋转上升，尘粒受离心力作用而被分离，抛向筒体筒体内壁，被筒体内壁流动的水膜层所吸附，随水流到底部锥体，经排尘口卸出。水膜层的形成是由布置在筒体的上部几个喷嘴、将水顺切向喷至器璧。这样，在筒体内壁始终覆盖一层旋转向下流动的水膜，达到提高除尘效果的目的。

应用特点

水膜除尘器结构简单，金属耗量小，耗水量小。其缺点是高度较大，布置困难，并且在实际运行中发现有带水现象。

2、 喷淋塔除尘器

工作原理

喷淋塔除尘器中水与含尘气流的接触大致有水滴、水膜和气泡3种方式。在喷淋塔内，气流中的粉尘主要靠液滴来捕集，捕集机理主要有重力、惯性碰撞、截留、布朗扩散、静电沉降、凝聚和沉降等。

应用特点

喷淋塔除尘器具有结构简单、压力损失小、操作稳定等特点，经常与高效洗涤器联用捕集粒径较大的颗粒。

3、 文丘里洗涤器

工作原理

文丘里洗涤器主要有文氏管凝聚器和除雾器组成。凝聚管由收缩管、喉管和扩散管组成。含尘气体进入收缩管后，流速增大，进入喉管时，流速达到最大值。洗涤液从收缩管或喉管加入时，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。尘粒和液滴或尘粒与尘粒之间发生激烈碰撞和凝聚。在扩散管中，气流速度减小，压力回升，以尘粒为凝结核的凝聚作用加快，凝聚成粒径较大的含尘液滴，而易于被捕集。

应用特点

适用于去除粒径0.1~100μm的尘粒，除尘效率为80~95%，压力损失达300~800毫米水柱。优点为结构简单，除尘效率高，还有降温作用；缺点为阻力大，不能用于净制不容许与液体接触的气体。

4、 冲击式除尘器

工作原理

含尘气体由入口进入联箱，经过送风管后，以较高的速度从喷口处喷出，冲击液面撞击起大量的泡沫和水滴，以此达到净化气体的目的，净化后的气体在负压的作用下，通过一、二级挡水板由排风出口排除，气体中所含的水滴由挡水板除掉。

应用特点

1）适用于湿度大、排放量大、含尘量大、非纤维性、无腐蚀性、温度不高于300℃的含尘气体。

2）安装在引风机后，可以延长风机寿命、

3）水可循环利用，在水池中加入碱性水，可起到脱硝效果。

4）内部结构使用花岗岩，可耐冲刷、耐腐蚀、耐高温、使用寿命长。

5）除尘效率高，不产生二次污染。

6）价格低、安装方便，投资小、运行费用低，适用范围广。

5、 旋流板塔

工作原理：

旋流板塔工作时，气体由塔底切向进入，在塔板叶片的导向作用螺旋上升，液体从盲板分配到各个叶片上形成薄膜层，同时被气流喷洒成流水液滴，液滴随气流运动的同时被离心力甩至塔壁，形成沿壁旋转的液环，并受重力作用而沿壁下流至环形的集液槽，再通过溢流装置流到下一块塔板的盲板上逐板下流的液体在塔板上被气体喷成雾滴状，使气液间有很大的接触面积，液滴在气流的带动下旋转，产生的离心力强化气液间的技术，当液体在旋流板上被喷洒于气体中时粘附其中的尘粒，然后被甩至塔壁，带着尘粒下流，由于塔内提供了良好的气液接触条件，气体中的酸性气体也可被碱性液体吸收，旋流板塔同时具有除雾性能，以延长风机的使用寿命。

应用特点：

1） 传质、传热效果好。

2） 防堵性能好，易于操作。

3） 气液负荷高，雾沫夹带少。

4） 塔板压降低，系统阻力小。

5） 除尘吸收性好，可达98%以上。

6、 泡沫除尘器

工作原理：

泡沫除尘器又称泡沫洗涤器，或简称泡沫塔。塔中有一块或几块多孔筛板，洗涤液流到塔板上，保持一定的液层高度，含尘气流从塔下部导入，均匀穿过塔板上的小孔而分散于液流中，同时产生大量泡沫，增加了企业两相接触表面积，使尘粒被液体捕集。

应用特点：

除尘效率主要取决于泡沫层厚度，泡沫层厚30毫米时，除尘效率为95~99%；泡沫层厚120毫米时，除尘效率可达99.5%以上。气流压力损失50~80毫米水柱。泡沫除尘器与其他湿式除尘器相比，用水量可减少50%~80%，抑尘效率比喷雾洒水提高3~5倍。

三、静电除尘器

工作原理：

含有粉尘颗粒的气体，在接有高压直流电源的阴极线（又称电晕极）和接地的阳极板之间所形成的高压电场通过时，由于阴极发生电晕放电、气体被电离，此时，带负电的气体离子，在电场力的作用下，向阳板运动，在运动中与粉尘颗粒相碰，则使尘粒荷以负电，荷电后的尘粒在电场力的作用下，亦向阳极运动，到达阳极后，放出所带的电子，尘粒则沉积于阳极板上，而得到净化的气体排出防尘器外。

按除尘器的形式分为管式电除尘器和板式电除尘器：

按除尘板和电晕极的不同配置分为单区电除尘器和双区电除尘器：

按电极清灰方式不同分为干式电除尘、湿式电除尘、雾状粒子捕集器和半湿式电除尘器等：

应用特点：

1） 除尘效率高，初期除尘效率能达到99%，能捕集1μm以下的细微粉尘。

2） 处理烟气量大，可用于高温（可高达500℃）、高压和高湿（相对湿度可达100%）以及高含硫（硫3%以上）的场合，能连续运转，并能实现自动化。

3） 具有低阻的特点，压力损失仅100~200Pa。

4） 造价适中，运行费用低，使用寿命长，至少使用8~10年以上。

5） 运行稳定，不结露，不爬电，故障率极低。

四、袋式除尘器

工作原理：

含尘气体由进风烟道各入口阀进入各单元箱体，在箱体导流系统的引导下，大颗粒粉尘分离后直接落入灰斗、其余粉尘随气流进入中箱体过滤区，过滤后的洁净气体透过滤袋，经上箱体、提升阀、出风烟道排除除尘器，经过经济和烟囱直接排放到大气中。随着过滤工况的进行，当滤袋表面积尘达到一定量时，由清灰控制装置（差压或定时、手动控制）按设定程序，控制当前单元离线，并打开电磁脉冲阀喷吹，抖落滤袋上的粉尘。落入灰斗中的粉尘经由仓泵进入气力输灰系统。

应用特点：

1） 采用淹没式脉冲阀，启闭迅速，自身阻力小，对于6米~8米长的滤袋，喷吹压力仅0.15~0.3MPa，就能获得良好的清灰效果。

2） 清灰能力强。清灰时滤袋表面获得的加速度远远大于其它类型的袋式除尘器，清灰均匀，效果好。

3） 过滤负荷高。因有强力清灰的障碍，即使除尘器在较高的过滤风速下运行，其阻力也不会过高，一般为1200~1500Pa，与反吹风除尘器相比，同等过滤面积，脉冲袋式除尘器有更大的处理风量。

4） 检查和更换滤袋方便。滤袋的安装和换袋方便，无需绑扎。操作人员无需进入箱体内部，操作环境好。

5） 设备造价低。由于过滤负荷高，处理相同烟气量所需过滤面积小于反吹风袋式除尘器，因而设备紧凑，占地面积小。

6） 先进的控制技术，以PLC可编程控制器为主机的控制系统对除尘器清灰、进口烟气温度、清灰压力等运行参数进行实时控制，功能齐全，稳定可靠。

选型建议与总结

1） 评价除尘系统性能优劣的主要指标有除尘效率、通风阻力、处理风量、漏风率、耗钢量、工程一次性投资、运行费用、占地及使用寿命等。

2） 对于锅炉除尘方案，需要根据烟尘特性、烟尘浓度、排放要求等因素综合考虑并通过技术经济比较进行确定。

3） 以电厂燃煤锅炉为例，如果其使用的是循环流化床锅炉，由于炉内添加石灰石粉造成除尘器入口含尘浓度增加同时造成烟尘比电阻的升高，使用电除尘器很难满足日益严格的环保排放要求，除尘方案应优先考虑布袋除尘器或电袋除尘器。

4） 如烟气中烟尘含量很高（1000g/m3），应优先考虑选用电袋除尘器或其他预除尘器与布袋除尘器结合使用。