常用湿式除尘器介绍及应用

（一）水浴除尘器

水浴除尘器是湿式除尘器中结构最简单的一种，如图5.36所示。含尘气体从进口进入后，在喷头处以高速喷出，冲击水面，激起大量水花和雾滴，粗大的尘粒随气流冲去水中而被捕集，细小的尘粒随气流折转180°向上时，通过与水花和雾滴接触而被除下，净化后的气体经挡水板脱水后排出。

图5.36　水浴除尘器结构示意图

1—含尘气体入口　2—净化气体出口　3—挡水板　4—进水管5—排水管　6—溢流管　7—隔板　8—喷头

水浴除尘器的效率和阻力主要取决于气流的冲击速度和喷头的插入深度，并随着冲击速度和插入深度的增大而增大。当冲击速度和插入深度增大到一定值后，如继续增加，其除尘效率几乎不变化，而阻力却急剧增加。水浴除尘器的冲击速度一般取8～14m/s，喷头的插入深度h0取20～30mm。这种除尘器的效碎一般可达85%～95%，阻力为400～700Pa。

水浴除尘器的结构简单，可用钢板焊接或用砖或用钢筋混凝土砌筑，耗水量少（0.1～0.3L/m3），适合中小型工厂采用。但对细微粉尘的除尘效率不高，泥浆处理比较麻烦。

（二）自激式除尘器

自激式除尘器的结构如图5.53所示。含尘气体进入除尘器后转弯向下，冲击水面，粗大的尘粒被水捕集直接沉降在泥浆斗内；未被捕集的微细尘粒随着气流高速通过S形通道（由上下两叶片间形成的缝隙），激起大量水花和水雾，使粉尘与水充分接触，得到进一步净化。净化后的气体经挡水板排出。

图5.37　自激式除尘器结构示意图

国产的CCJ型自激式除尘器自带风机，组装成除尘机组。它结构紧凑，占地面积小，施工安装方便，除尘效率高，对5μm粉尘，除尘效率达93%，处理风量变化在20%以内时对除尘效率几乎没有影响。由于采用刮板运输机自动刮泥和自控供水方式，耗水量很少，约为0.04L/m3。缺点是金属消耗量大，阻力高，价格较贵。CCJ型除尘机组的技术性能见表5.7。

表5.7　CCJ型除尘机组技术性能

（三）泡沫除尘器

泡沫除尘器一般分为无溢流泡沫除尘器和有溢流泡沫除尘器。这两类泡沫除尘器的结构如图5.38所示。

图5.38　泡沫除尘器结构示意图

1—烟气入口　2—洗涤液入口　3一泡沫洗涤器　4—净气入口　5—筛板6—水堰　7—溢流槽　8—溢流水管　9—污泥排出口　10—喷嘴

根据净化效率和阻力的要求，泡沫除尘器可设置单层或多层水平筛板，通过顶部喷淋或侧部供水的方式，使筛板上具有一定高度的水层。当含尘气体自下而上以一定速度穿过筛板水层时，筛板上的气液状态可分为以下三个区域：最下层是鼓泡层，主要是液体；中间是运动的气泡层，由运动着的气泡连接在一起组成，主要是气泡；上部是溅沫层，液体变成了不连续的溅沫，大液滴仍然落下，小液滴被气流带走。水流不断地补充与泄露，以保持平衡状态。当含尘气体进入泡沫除尘器下部空间时，一部分粗大粉尘因重力作用及筛板泄露下来的水的喷淋作用，得到初步净化；而后气体通过筛板，与筛板上面的水层相遇，并产生激烈翻腾的气泡，使气液两相充分接触，因此微小的粉尘也能被捕集下来。被捕集下来的粉尘，随水流泄露至除尘器下部排出。

无溢流泡沫除尘器多采用顶部喷淋方式供水，筛板上无溢流水堰及溢流槽。筛板可用5～10mm厚的钢板活塑料板制作，筛板的孔眼可做成5～10mm孔径的圆孔或4～5mm的条缝，开孔率以0.2～0.3为宜。泡沫除尘器的穿塔速度控制在1.5～3.0m/s时，可在筛板上形成良好的泡沫层，取得较好的除尘效果。

有溢流泡沫除尘器通过供水管将水直接供到筛板上，对大直径泡沫除尘器可采用分区供水，以保持水层稳定。不断地补充进来的水流，通过水堰泄露至溢流槽排出。有溢流泡沫除尘器的穿板孔多采用直径4～8mm的圆孔，开孔率0.15～0.25，气流穿塔速度1.5～3.0m/s，耗水量0.2～0.3L/m3，泡沫层的高度约100mm。

为防止筛板堵塞，这类除尘器一般多用于净化含尘浓度不高的烟气。设置多层筛板时，两层板之间的距离应大于500mm。

表5.8给出了常用泡沫除尘器主要性能和尺寸。

表5.8　泡沫除尘器主要性能和尺寸

（四）卧式旋风水膜除尘器

卧式旋风水膜除尘器主要由内筒、外筒、螺旋形导流片、脱水装置等组成，其结构如图5.39所示。

图5.39　卧式旋风水膜除尘器

内、外筒之间的导流片将除尘器内部分为若干个螺形通道。含尘气流沿器壁以切线方向导入，沿螺旋形通道流动，当气流以较高速度冲击集尘箱的水面时，部分尘粒甩向外筒内壁，并在其上形成一层厚度为3～5mm的水膜，甩至器壁的尘粒则被水膜所捕集。含尘气体连续流经几个螺旋通道，得到多次净化，使绝大部分尘粒被分离。净化后的气体经脱水装置脱除水滴后，排出除尘器外。卧式旋风水膜除尘器具有旋风、水膜及水浴除尘的机理，其外筒内壁的水膜不是由喷嘴或溢流槽所形成，而是依靠气体冲击水面激溅的水花形成的。卧式旋风水膜除尘器的净化效果直接取决于除尘器内部水位高低、水膜形成及气流旋转圈数等因素。

影响卧式旋风水膜除尘器性能的主要关键是除尘器内的水位，水位的高低又关系到水膜的形成。当水位过高时，气流通过水面到内管的底面之间的通道缩小，形成的水膜过分强烈，除尘器阻力过大，风量降低；反之，若水位过低，气流通过水面到内管的底面之间的通道扩大，水膜不能形成或形成不全，除尘器得不到应有的除尘效率。

该除尘器的净化效率随气流旋转圈数的增加而提高。一般以3圈为宜，最多不超过4圈；圈数增至5～6圈以上时，阻力成倍增加，而除尘效率则提高有限。通道内的平均气流速度控制在11～17m/s，连续供水量为0.06～0.15L/m3，除尘器阻力为800～1200Pa，处理气体量变化（20%以内）对除尘效率可以忽略。该除尘器的除尘效率较高，对各种非纤维性粉尘的除尘效率都达到90%以上。其缺点是占地面积较大，金属消耗量较大。

（五）立式重力喷雾除尘器

立式重力喷雾除尘器是湿式除尘器中最简单的一种，有多种结构形式，工程实际中多采用逆喷式。这类除尘器具有压力损失小（一般小于250Pa）操作稳定等特点，但净化效率低，适于净化10μm以上的粉尘。不适用于吸收、脱除气态污染物。该除尘器可与高效除尘器联用，以起预净化和降温、加湿作用。如可用于电除尘器之前的烟气调质，以改善烟尘的比电阻。

（六）立式旋风水膜除尘器

1.CLS型立式旋风水膜除尘器

图5.56为CLS型立式旋风水膜除尘器结构示意图。在圆筒形简体内的上部，沿简体切向安装有若干个喷嘴，使喷出的水雾沿切向喷向筒壁，使壁面形成一层很薄的水膜。含尘气体由简体下部切向进入，旋转上升，气流中的粉尘在离心力的作用下被甩向起器壁，并粘附在水膜上，最终沿器壁向下流入集水槽，经排污口排出，净化后的气体山顶部排入大气。

该除尘器的除尘效率一般在90%以上，运行条件好，操作稳定时，效率可达95%。允许的入口含尘浓度不宜太大，以不超过2～3g/m3为宜。影响该除尘器除尘效率的因素主要有两个：第一，净化效率随气流入口速度的增大而提高，但气速不能过大，否则压力损失激增，而且还会破坏水膜，造成尾气严重带水，使除尘效率降低，故入口风速一般在15～22m/s。第二，净化效率随简体直径减小、简体高度增加而提高。为延长旋转气流在除尘器内停留时间，增加气液接触机会，一般要求简体的高度至少应大于简体直径的5倍以上。

除尘器筒体内壁保持稳定、均匀的水膜是保证正常工作的必要条件。为此，除选取合理的入口风速外，还应保持除尘器的供水压力恒定，简体内表面不得有突出的焊缝和其他凹凸不平的地方，以免水膜流过这些部位时，造成飞溅。

除尘器的供水压力为30～50kPa（0.3～0.5kg/cm2）水压过高会产生带水现象。为保持水压稳定，宜设恒压水箱。喷嘴间距不宜过大，一般为300～400mm。(www.xing528.com)

CLS型立式旋风水膜除尘器有XN、XS、YN、YS四种组合形式。除尘器出口为蜗壳形的为X型，不带蜗壳型的为Y型。安气流进入除尘器的旋转方向（从定时判断）不同，顺时针旋转为S型，逆时针旋转为N行。这种除尘器的特点是结构简单、金属耗量小，其缺点是高度较高，布置较困难。

除尘器筒体内壁保持稳定、均匀的水膜是保证正常工作的必要条件。为此，除选取合理的入口风速外，还应保持除尘器的供水压力恒定，简体内表面不得有突出的焊缝和其他凹凸不平的地方，以免水膜流过这些部位时，造成飞溅。

图5.40　CLS型立式旋风水膜除尘器

7—循环水池　8—循环水泵　9—沉淀池　10—泥浆泵　11—压滤池　12—泥渣

除尘器的供水压力为30～50kPa（0.3～0.5kg/cm2）水压过高会产生带水现象。为保持水压稳定，宜设恒压水箱。喷嘴间距不宜过大，一般为300～400mm。

CLS型立式旋风水膜除尘器有XN、XS、YN、YS四种组合形式。除尘器出口为蜗壳形的为X型，不带蜗壳型的为Y型。按照气流进入除尘器的旋转方向（从定时判断）不同，顺时针旋转为S型，逆时针旋转为N行。这种除尘器的特点是结构简单、金属耗量小，其缺点是高度较高，布置较困难。

CLS型立式旋风水膜除尘器主要性能见表5.9。

CLS型立式旋风水膜除尘器与入口风速相对应的局部阻力系数：

CLS型，ξ=2.8；CLS-Y型，ξ=2.5。

表5.9　CLS型立式旋风水膜除尘器主要性能

续表

2.麻石水膜除尘器

在处理含有腐蚀性成分的含尘气体时，钢制的湿式除尘器往往遭受腐蚀，使用寿命短，采用厚度为200～250mm的麻石（花岗石）砌成的立式水膜除尘器，可以有效地解决腐蚀问题。用它处理含有二氧化硫的锅炉烟气，寿命长达几十年。该除尘器在锅炉烟气净化中应用较广。

麻石水膜除尘器上部设有一圈溢流槽，利用溢流水沿筒体内壁形式均匀的水膜。表5.10和表5.11列出了我国已在使用的麻石水膜除尘器的主要性能参数及使用结果。图5.41为麻石水膜除尘器结构图。

表5.10　麻石水膜除尘器的性能参数

表5.11　麻石水膜除尘器性能实测结果

续表

注：筒体内径的确定应使气流上升速度保持4.5～5.0m/s为宜。

图5.41　麻石水膜除尘器结构图

1—环形集水管　2—扩散管　3—挡水檐　4—水越入区5—溢水槽　6—筒体内壁　7—烟道进口　8—挡水槽9—通灰孔　10—锥形灰斗　11—水封池　12—插板门　13—灰沟

（七）文丘里除尘器

湿式除尘器要得到较高的除尘效率，必须造成较高的气液相对运动速度和非常细小的液滴，文丘里除尘器就是为了适应这个要求而发展起来的。

文丘里除尘器又称为文氏管除尘器，是一种典型的高能耗高效湿式除尘器。含尘气体以高速通过喉管，水在喉管处注入并被高速气体雾化，尘粒与液（水）滴之间相互碰撞使尘粒沉降。这种除尘器结构简单，对0.5～5.0μm的尘粒除尘效率可达99%以上，但运转费用较高。该除尘器常用于高温烟气降温和除尘，也可以用于吸收气体污染物。早期设计的一种称为PA型文丘里除尘器如图5.58所示。现在经改的文丘里除尘器的形式很多，应用也很广泛。从20世纪70年代开始，有的工厂把蒸汽和热水用于文丘里除尘器中，除尘效率提高到99.9%。

图5.42　文丘里除尘器

文丘里除尘器由文丘里管（简称文丘管）和脱水器两部分组成。文丘管由进气管、收缩管、喷嘴、喉管、扩散管、连接管组成。脱水器也叫除雾器，上端有排气管，用于排出净化后的气体；下端有排尘管道接沉淀池，用于排出泥浆。

文丘里除尘器的除尘过程，可分为雾化，凝聚和脱水三个过程，前两个过程在文氏管内进行，后一个过程在脱水器内完成。含尘气体由进气管进入收缩管后流速增大，在喉管气体流速达到最大值。在收缩管和喉管中气液两相之间的相对流速很大。从喷嘴喷射出来的水滴，在高速气流冲击下雾化，气体湿度达到饱和，尘粒表面附着的气膜被冲破，使尘粒被水湿润。尘粒与水滴，或尘粒与尘粒之间发生激烈的凝聚。在扩散管中，气流速度减小，压力回升，以尘粒为凝聚核的凝聚作用加快，凝聚成较大的含尘水滴，更易于被捕集。粒径较大的含尘水滴进入脱水器后，在重力、离心力等作用下，尘粒与水分离，达到除尘之目的。

文丘管的结构形式是除尘效率高低的关键。文丘管结构形式有多种，如图5.43所示。从断面形状分，有圆形和矩形两类。按喉管构造分，有喉管部分无调节装置的定径文氏管，有喉头部分无调节装置的定径文氏管，有喉头部分装有调节装置的调径文氏管。调径文氏管，要严格保证净化效率，需要随气体流量变化调节喉径以保持喉管气速不变。喉管的调节方式，圆形文氏管一般采用重砣式；矩形文氏管可采用翼板式、滑块式和米粒式（R-D型）。按水雾化方式分，有预雾化（用喷嘴喷成水滴）和不预雾化（供助高速气流使水雾化）两类方式。按供水方式分，有径向内喷、径向外喷、轴向喷雾和溢流供水四类。溢流供水是在收缩管顶部设溢流水箱，使溢流水沿收缩管壁流下形成均匀的水膜。这种溢流文氏管，可以起到清除干湿界面上黏灰的作用，各种供水方式皆以利于水的雾化并使水滴布满整个喉管断面为原则。

图5.43　文氏管结构形式

（a）～（c）圆形定径（d）矩形定径（e）、（f）重砣式调径（倒装和正装）（g）～（i）矩形调径（翼板式、滑块式、米粒式）

文丘里除尘器是一种典型的高效高能耗除尘器。当阻力为7.5kPa，耗水量为0.5～1.5L/m3时，对1μm粉尘的除尘效率也能达到97%。它结构简单、体积小、布置灵活、投资费用低，可处理高温高湿及粉尘比电阻过大过小的含尘气体。其缺点是阻力大，一般为3～9kPa，存在泥浆处理问题。