选择设备系统的考虑因素及最佳实践

8.1.3.1 除尘器的类型及选用原则

1.常用除尘器的分类

冲天炉烟气除尘净化系统的主要设备是除尘器。常用除尘器可分为干法除尘器和湿法除尘器两大类。

（1）干法除尘器。属于这类除尘器的有：集尘室式捕集器，火花捕集器，袋式除尘器，静电除尘器，滤筒式除尘器，颗粒层除尘器，旋风除尘器，旋流除尘器等。

（2）湿法除尘器。属于这类除尘器的有：喷淋除尘器，文丘里管除尘器；离心式洗涤除尘器，泡沫除尘器，卧式旋风水膜除尘器，冲击式除尘器，自激式除尘器，离心沉降除尘器，振动湿法除尘器，综合湿法除尘器等。

2.不同类型除尘器的优缺点

（1）干法除尘器

1）优点

①不存在污水处理问题，也没有污泥排放可能产生的二次污染。

②对设备的腐蚀轻微。

③运转可靠。

2）缺点

①因没有洗涤作用，对有害气体没有净化的功能，不适宜用于对有害气体净化要求严格的场合。

②收集的烟尘应该做无害化处理，随地弃置将造成二次污染。

（2）湿法除尘器

1）优点

①不仅可以除尘，还能溶解某些有害气体。

②炉气不必作降温处理。

③结构简单，运转可靠。

2）缺点

①污水具有一定腐蚀性，对易受腐蚀部件，需采用耐腐蚀材料，如不锈钢、环氧树脂衬里等，以延长使用寿命。

②污水回用需增加一套水处理系统。

③在寒冷地区使用应注意防冻。

④污水、污泥应做无害化处理，随地弃置将造成二次污染。

3.除尘器的选用原则

1）所选用除尘设备的除尘效率应满足国家排放标准的要求。

2）入口粉尘浓度大的，要求采用高效率除尘系统，甚至可考虑多级串联使用。

3）根据粉尘粒度大小和分散度选用。不同的除尘器适用于不同的灰尘粒度范围。图8-1是各类除尘器对不同粒径粉尘的适用范围。

图8-1 各类除尘器对不同粒径粉尘的适用范围

1—一般旋风除尘器 2—小旋风除尘器 3—湿式除尘器 4—袋式除尘器 5—文丘里管除尘器 6—静电除尘器

4）所使用的除尘方法，不应产生二次污染。北方地区采用湿法除尘，要考虑防冻措施。

5）要结合粉尘和气体的物理、化学特性，如粉尘的湿度、黏性、亲水性、毒性及气体温度等，选用合适的除尘设备。表8-7为各类除尘器的允许使用温度，可供选择炉用除尘设备时参考。

表8-7 各类除尘器允许使用温度

6）要结合冲天炉与配套设备的布置特点及操作要求选用除尘设备。

7）系统组成简单，运行可靠，维修方便。

8.1.3.2 除尘器原理及技术参数

1.干法除尘器

这类除尘器是利用烟尘的重力、惯性力、离心力、或借助外电场产生的静电力或经过过滤物的作用，将烟尘捕集，达到除尘净化烟气的目的。主要形式有以下几种：

（1）集尘室式捕集器 集尘室式捕集器是在冲天炉烟囱顶部，砌筑有一定空间的集尘室（可安装在厂房结构上），当烟气进入集尘室后，因流速降低至小于某些灰尘的悬浮速度，该部分灰尘在重力作用下得以沉降，达到除尘的目的。结构尺寸见表8-8，这种除尘器的结构简单、维护方便、阻力损失小、不必消耗动力，但结构庞大、除尘效率不高、对20μm以下的尘粒不能捕集。

表8-8 冲天炉烟尘集尘室结构、尺寸

（2）火花捕集器 火花捕集器是安装在冲天炉烟囱顶部的圆筒形集尘装置，如图8-2所示。以往的冲天炉多为这种形式的除尘装置，目前小型冲天炉上仍在使用。它是利用烟尘进入捕集器时，由于运动方向改变，尘粒在惯性力作用下与器壁发生碰撞或摩擦使其沉降，达到除尘的目的。其结构的主要尺寸见表8-9，这种除尘器的结构简单、维护方便、阻力小，不需要消耗动力，但除尘效果差，对50μm以下的尘粒无捕集作用，只能捕集粗颗粒烟尘。粗颗粒烟尘主要是碳粒，其中相当一部分处于燃烧状态，捕集它们的主要目的是防火。

表8-9 冲天炉火花捕集器主要尺寸

图8-2 火花捕集器

（3）袋式除尘器 袋式除尘器是利用烟气通过由纤维织物构成的过滤层时，烟气中的尘粒并筛滤、拦截、碰撞、扩散、重力沉降、静电吸引等作用，把尘粒推移到滤料表面上，并形成一层起过滤作用的积灰层，从而达到除尘的目的。因它的除尘效率高，尤其对粒度在1μm以下的亚微粒子的捕集效率高达99%以上；特别由于化学纤维和耐高温滤料（玻璃纤维和耐热尼龙）的出现，是袋式除尘器的耐温性有了提高，从而大大扩大了其适用范围，成为铸造车间的一种主要除尘设备，被广泛地应用在冲天炉等熔化设备上。

1）袋式除尘器的类型。袋式除尘器种类繁多，按滤袋形状可分为：圆筒滤袋和扁滤袋；按清灰方式可以分为：单纯机械振动、机械振动与反方向气流联合清灰、气流反吹清灰、压缩空气脉冲喷吹清灰、风机反吹清灰等；按安装方式分机组固定式和机组移动式两种。

2）袋式除尘器的工作原理及特性

①工作原理。当干净的织物首次捕集烟尘时，开始阶段烟气通过织物，由于烟尘惯性作用，织物的截留作用及静电作用将烟尘捕集，从而使织物间的孔隙减少。随着通过的烟气增多，烟尘逐渐凝聚成大颗粒的烟尘集合体，并在织物表面形成附着的烟尘层——初次黏附层。由于它的形成，加强了织物对烟气的过滤作用，提高了除尘效率，特别是提高了对微小颗粒的捕集作用。

初次黏附层形成后，当烟气再通过织物时所捕集的烟尘就附着在初次黏附层外，形成集尘层。当集尘层随通过的烟尘量增多而加厚时，通气阻力增加，这时必须清灰，以保持织物层的过滤作用。清灰时只会使集尘层脱落，而初次黏附层则始终保留在织物的表面很少脱落。清灰后阻力减少，除尘效率也恢复到原来状态，这时就又可以进行捕集灰尘，重复上一循环过程。其原理如图8-3所示。

②结构。袋式除尘器的结构因烟气流过织物层的方向（外侧过滤或内侧过滤）、清灰方法（机械振动、反吹或脉冲等）不同而异，但其基本结构是由外壳（包括进气管、出气管、排尘口等）、布袋（包括支承框等）和清灰机构等三大部件组成。其结构如图8-4所示。

图8-3 布袋除尘原理

图8-4 脉冲式布袋除尘器

各种清灰方法的特点见表8-10。常用布袋材质的特性见表8-11。

表8-10 布袋除尘器清灰方法特点

表8-11 常用布袋材质及特性

注：性价比，数值越大，综合特性越好。

③工作特性。布袋除尘器除尘效率高，特别对微细烟尘的除尘效率高达99%，是其他除尘器难以达到的（静电除尘器除外），可以获得含尘量低于10mg/m³的清洁空气；工作中不产生废水；结构庞大；使用温度必须严格控制，否则布袋将烧毁；不能处理含有焦油、胶黏性物质（如碳素烟尘），以免布袋结块、堵塞和破损；应防止水蒸气凝结；每1～2年更换一次布袋，维护工作量大；设备投资大。

在冲天炉除尘系统中使用布袋除尘器时，必须对烟气进行冷却和初步除尘，整个系统必须有完备可靠的控制装置，确保工作温度不致高于布袋织物的允许温度，必须建立严格的维修保养工作制度，以确保其正常工作。

3）常用的布袋除尘器

①LMC系列长袋脉冲除尘器。国内已经定型生产多种形式的布袋除尘器，生产厂家主要有无锡市西漳环保设备厂、青岛青力环保设备有限公司、江阴市铸造设备厂等。目前应用最广泛的是空气脉冲式布袋除尘器。由于各个厂家型号规格不统一，选用时请直接参考各个厂家的产品说明。LMC型系列长袋脉冲除尘器的主要技术性能见表8-12。

表8-12 LMC型系列长袋脉冲除尘器的主要技术性能表

除尘器型号标注说明：

②LQGM型系列气箱高压脉冲袋式除尘器。该系列除尘器汇集了分室反吹和脉冲喷吹等除尘器的特点，增强了使用适应性。主要特点是在滤袋上口不设文丘里管，也无喷吹管，既降低喷吹工作阻力，又便于逐室进行检测、换袋，清灰效果好，安装维护方便，可适用于高浓度粉尘治理等，能广泛适用于水泥、冶金、机械、铸造、化工、有色金属以及耐火材料等行业，用于工业粉尘的净化及生产工艺中粉尘的回收。LQGM-32型系列气箱高压脉冲袋式除尘器的技术性能见表8-13。LQGM-64系列气箱高压脉冲袋式除尘器的技术性能见表8-14。LQGM-96型系列气箱高压脉冲袋式除尘器的技术性能见表8-15。LQGM-128型系列气箱高压脉冲袋式除尘器的技术性能见表8-16。

除尘器型号标注说明：

表8-13 LQGM-32型系列气箱高压脉冲袋式除尘器技术性能表

注：表中的风量是按过滤风速1.2m/min时计算。

表8-14 LQGM-64型系列气箱高压脉冲袋式除尘器系列技术性能表

（续）

注：表中的风量是按过滤风速1.2m/min时计算。

表8-15 LQGM-96型系列气箱高压脉冲袋式除尘器技术性能

注：表中的风量是按过滤风速1.2m/min时计算。

表8-16 LQGM-128型系列气箱高压脉冲袋式除尘器技术性能

注：表中的风量是按过滤风速1.2m/min时计算。

4）LHF型扁袋除尘器。该除尘器进口按旋风除尘器设计，采用梯形滤袋在圆筒内布置，并自带高压反吹风机，所以减轻了滤袋的粉尘负荷，增大了过滤面积，提高了滤袋寿命，而且使用时不受压缩空气气源的限制。它还具有高效率、维护方便、运行可靠、结构紧凑等优点。除尘器分N、S旋转两种旋风，出风口分P型（平出口）和X型（下出口）两种。LHF型扁袋除尘器的技术性能见表8-17。

除尘器型号标注说明：

表8-17 LHF型系列（回转反吹）扁袋除尘器的主要技术性能

（续）

注：除尘器阻力为1200～1800Pa计算。

5）LHMF型系列（回转反吹）扁袋除尘器。除尘器采用先进的脉动机构，使滤袋产生正负压力的变化而有规律地瘪饱，从而脱尘，用少量反吹风起到强烈的脱尘作用是本机的特点。设备下部设有旋风圈，起初级除尘作用，避免含尘气流直接冲击滤袋，延长滤袋使用寿命。LHMF型扁袋除尘器的技术参数见表8-18。

表8-18 LHMF型系列（回转反吹）扁袋除尘器的主要技术性能

注：除尘器阻力为1200～1800Pa计算。

除尘器分N、S旋转两种旋风，出口形式分P型（平出口）和X型（下出口）两种。

除尘器型号标注说明：

6）LGZ型系列振动袋式除尘器。该系列除尘器由风机、滤袋、振动电动机、清灰机构，集灰箱及电气控制6部分组成，具有机构紧凑、体积小、重量轻、运行可靠、噪声低、净化效率高、停机即能自动清灰、使用和维护方便等优点。LGZ型系列振动袋式除尘器的技术参数见表8-19。

表8-19 LGZ型系列振动袋式除尘翻的性能数

注：除尘器压阻力为1200～1600Pa计算。

除尘器型号标注说明

7）选用袋式除尘器应注意的事项

①含尘气体温度不宜过高。当把袋式除尘器用于冲天炉等加热设备除尘时应使需净化的含尘气体温度降低后使用。对于208#涤纶做滤料的，气体温度应低于125℃。用玻璃纤维做滤料的，气体温度应低于250℃，否则就要采取冷却措施。冷却后的温度不应低于烟气中气体成分的露点，以防在滤袋上结露。

②湿度大的含尘气体慎重使用。选用袋式除尘器时应考虑气体的湿度不宜过大，否则粉尘黏附于滤料上不易清理，增加系统阻力。造成系统工作不正常。

（4）静电除尘器 静电除尘器是利用高压直流电在极板间形成的电场，使烟尘带电，在极板间强电场的作用下，带电的尘粒向极板移动，并附着在极板上，然后定期清除极板表面的灰尘，达到除尘的目的。其原理如图8-5所示。

在工业上应用的静电除尘器的形式有两大类；一类是管状静电除尘器，它的集尘极是金属圆管，而放电极是金属细丝。因它只能直立安放，故称之为管式（立式）静电除尘器。其结构如图8-6所示。另一类集尘极由多块平行的金属板组成，放电极则由垂直悬挂在集尘极板间的金属丝组成，烟气横向通过除尘器。故称之为板式（卧式）静电除尘器。其结构如图8-7所示。静电除尘器的外形结构如图8-8所示。

图8-5 静电除尘器原理

图8-6 管式（立式）静电除尘器

图8-7 板式（卧式）静电除尘器

图8-8 静电除尘器外形

静电除尘器的优点是：除尘效率高（特别是对亚微粒子的除尘效果好），处理的烟气温度高（一般可达350℃，特别设计可达500℃，带腐蚀性的烟气对它损害不大，结构简单、气流速度低（1～2m/s），故烟气阻力损失小（一般为100～200Pa），电力消耗少。缺点是：结构庞大，一次性投资大，烟气中有可燃性气体，可能发生爆炸，对烟气中烟尘的电阻有一定的要求，以10⁵～10¹⁰Ω/cm范围为好。CDY型立式、DBP型卧式静电除尘器的技术性能参数见表8-20、表8-21。

表8-20 CDY型立式静电除尘器的技术性能参数

表8-21 DBP型卧式除尘器的技术性能参数

（续）

（5）颗粒层除尘器 颗粒层除尘器是由旋风除尘器与颗粒除尘器串联组成的一种除尘器。利用风机将烟气引入旋风除尘器内，先将粗粒烟尘去除，经初步处理后的烟气由中心管进入颗粒除尘器的过滤室，再自上而下地通过由粗细不同材料（如石英砂等）组成的过滤层，细粒烟尘被分离并停留在过滤层内，最后净化的烟气经排气管排放到大气中去。颗粒除尘器结构如图8-9所示，旋风颗粒层除尘器结构如图8-10所示。为提高除尘效率，还可制成有多层过滤层的结构。

图8-9 颗粒层除尘器

1—壳体 2—水冷夹套 3—梳耙 4—蜗轮减速器 5—换向阀 6—活络支杆 7—滤网板 8—检视门 9—导向板 10—径向扩散入口

图8-10 G.F.E型旋风颗粒层除尘器

1—含尘气体入口 2—预分离器 3—插管 4—颗粒层 5—节流阀 6—净气管 7—梳耙 8—液压缸 9—电动机

当工作到一定时间（10～30min）后，由于尘粒在过滤层中聚集，使烟气通过时的阻力增加，除尘效率降低，为此必须进行清灰。清灰时关闭烟气进口阀门并同时开启反吹管阀门，使反吹气流自下而上通过过滤层，与此同时还开动颗粒层上的电动耙子，将它耙松、耙平，使聚集的尘粒尽快被反吹气流带走，进入下部旋风除尘器中。大部分较粗颗粒被分离落下，还带有较多的细粒烟尘的反吹气流不能排入大气，而是被引入到与该除尘器并列的除尘器的烟气进入管中去，利用它将反吹气流中的细粒烟尘去除。一般反吹时间30s。为了连续进行除尘，必须将2～3台除尘器并联运行，轮流进行反吹清灰操作。其反吹过程如图8-11所示。

颗粒层除尘器内设有不锈钢丝托网，网孔直径0.35mm，上放3～5mm石英砂作为颗粒材料，颗粒层原始阻力为350～400Pa。旋风颗粒层除尘器系统阻力为1000～1500Pa，除尘效率高达98%，温度和流量变化对除尘效率的影响小，可以在500℃条件下工作。但因其结构复杂、运动部件多（如阀门、电动耙等），容易损坏、维修工作量大。此外，这种除尘器结构大，占地面积大，动力消耗很多，在反吹清灰时排放的烟尘量大，因而应用受到一定限制。

（6）旋风除尘器

1）旋风除尘器的工作原理。旋风除尘器是利用风机的作用，将烟气沿切向引入圆筒形的除尘器内并产生圆周运动，在离心力的作用下使尘粒与器壁发生摩擦作用而沉降，达到除尘的目的。其结构如图8-12所示。这种除尘器的结构形式繁多，但捕集尘粒的原理却相同。捕集效率取决于圆筒直径、烟气速度、内壁表面粗糙度等。一般烟气的进入流速为7～15m/s。

图8-11 G.E.F型旋风颗粒层除尘器的反吹过程图

1—反吹空气出口 2—预分离室 3—插管 4—颗粒层 5—节流阀 6—净气管 7—梳耙 8—油缸 9—电动机

图8-12 旋风除尘器

旋风除尘器具有结构简单、除尘效果尚好、阻力损失不大（一般为0.2～1.0kPa），消耗动力较少的优点，但对于10μm以下的尘粒捕集作用不大，故广泛用于烟气除尘系统中的前级除尘，去除10μm以上的尘粒，使烟气中含尘量大大降低，以减轻后级除尘器的负荷，提高系统除尘效率。

国产旋风除尘器的型号很多，较为普通的是平面旋风除尘器（如XSW型，PW型等）。其规格型号及主要尺寸见表8-22。

表8-22 平面旋风除尘器的规格型号及主要尺寸

2）旋风除尘器的应用范围。旋风除尘器多与高效的袋式除尘器、静电除尘器、湿式除尘器配合使用，作前置级，以排除大颗粒粉尘。有共旋风除尘器（如多管水冷旋风除尘器）除了可以沉降大颗粒粉尘外，还可冷却气体，广泛运用于冲天炉的除尘系统中。

3）常用的旋风除尘器

①XLP型旋风除尘器特点。这是一种旁路式旋风除尘器，可以克服上灰环，消除垂直气流和减少涡流损失，比一般旋风除尘器除尘效率高。

产品型号说明。根据除尘器安装在风机前后位置的不同，可以分为X型（吸出型）和Y型（压入型）。按气体入口蜗壳旋转方向的不同又分为N型（左回转）和S型（右回转），根据不同的旁路形式又有A、B型之分。如管径为300mm，吸入式右回转的XLP/A旋风除尘器可以写成：XLP/A-3.1-XS。

XLP型旋风除尘器主要技术规格见表8-23。XLP型旋风除尘器外形结构如图8-13所示。XLP型旋风除尘器外形尺寸见表8-24。

图8-13 XLP型除尘器

表8-23 XLP型除尘器的主要技术规格

②CLK型扩散式旋风除尘器。该设备特点是，筒身呈圆锥形，因而减少了含尘气体自身中心短路到出口去的可能性，并装有倒圆锥形的反射屏，防止二次气流将已分离下来的粉尘重新卷起，被上升气流带出，提高了除尘效率。

表8-24 XLP型除尘器的外形尺寸 （单位：mm）

CLK型扩散式旋风除尘器主要技术规格见表8-25。CLK型扩散式旋风除尘器外形结构如图8-14所示。CLK型扩散式旋风除尘器外形尺寸见表8-26。

表8-25 CLK型扩散式旋风除尘器的主要技术规格

表8-26 CLK型扩散式旋风除尘器的外形尺寸 （单位：mm）

③多管旋风除尘器。原理。含尘气体从进气口进入箱内的各旋风子，在导流片作用下含尘气流做旋转运动，粉尘受离心力的作用分离至气流外层，并在旋转运动中到达排灰门落入灰斗。在旋风子的外层壁间是水夹层，可以冷却高温烟气。

如图8-15、图8-16所示及表8-27所列尺寸是多管水冷旋风除尘器的一种。其主要技术规格见表8-28所示。

图8-14 CLK型扩散式旋风除尘器的外形结构

图8-15 多管水冷旋风除尘器的内部结构

表8-27 多管水冷旋风除尘器的外形尺寸 （单位：mm）

表8-28 多管水冷旋风除尘器的主要技术规格

（7）旋流除尘器

1）旋流除尘器结构及特性。旋流除尘器外形结构如图8-17所示。它是利用旋流产生离心力，迫使尘粒与器壁摩擦沉降的原理制成的除尘装置，安装在火花捕集器内。烟尘以一定的上升速度到达烟囱出口处，在旋叶的导向作用下，沿烟筒轴线旋转逸出，在喷嘴喷出的同旋向、切向下倾斜的气流或水雾流推动下加速旋转，颗粒靠向筒壁，在摩擦阻力作用下，与气流一起减速下沉，落入斜底，从排灰管落入集灰桶。净化后的烟气从上部排出。喷射气流由风机提供，其流量、流速、流向对烟尘气流的旋转和除尘效果都有很大影响。有资料介绍，二次风量一般取冲天炉鼓风盘的50%～80%，喷嘴气流速度取60～70m/s，二次气流向下的分速度为

v₂=0.16kv₁ （8-1）

式中 v₁——为喷嘴气流的速度（m/s）；

k——速度降低系数，取k=0.85～0.95。

图8-16 多管水冷旋风除尘器外形结构

图8-17 旋流除尘器外形结构

旋流除尘器的主要技术规格及性能见表8-29。

表8-29 旋流除尘器主要技术规格

2）旋流除尘器的优点

①能耗低，只有袋式除尘器的1/10。因为该除尘器利用了冲天炉鼓风机剩余的压头，本身的阻力损失又少，仅需消耗二次风机的功率，对于5t/h冲天炉，这个功率为5kW。而用袋式除尘器，总功率一般为50～65kW。

②结构简单，造价低，对于要求不高的使用场合，可以作为初级除尘。

③寿命长，该除尘器的寿命大于或等于工艺设备冲天炉，只有在冲天炉大修时才有必要检修除尘系统，这是其他除尘器无法达到的。

④净化器安装炉顶，不占地面面积。这对于中小型工厂在车间面积拥挤的情况下进行技术改造是十分有利的。

⑤无须复杂的冷却炉气系统。

表8-30为某型号旋流除尘器的使用效果。

表8-30 旋流除尘器使用效果

（8）滤筒除尘器 滤筒除尘器是吸收和总结国内外同类产品的优点，开发研制成功的新产品。它是由折叠滤筒、风机、脉冲清灰系统或振动清灰系统等组成一个整体的除尘设备，具有独特的技术性能及运行可靠等优点。主要有以下三种类型。

1）LLCZ型滤筒除尘器。LLCZ型滤筒除尘器的滤筒主要规格及技术参数见表8-31，其性能参数见表8-32。

表8-31 LLCZ型系列滤筒主要规格及技术参数

注：处理风量是在过滤风速0.5～0.8m/min的情况下。

表8-32 LLCZ型系列滤筒除尘器的性能参数

注：本表中过滤风速采用0.8m/min计算。

除尘器型号标注说明：

2）LL型滤筒式除尘器。滤筒采用了立式布置，清灰系统采用一个脉冲阀反吹多个滤筒，既减少了脉冲阀的数量，又减少了维修。LL型系列滤筒式除尘器的主要技术性能见表8-33。

除尘器型号标注说明

表8-33 LL型系列滤筒式除尘器的主要技术性能

注：1.根据用户特殊要求，可以另行设计、制造。

2.本表中滤筒规格为ϕ350×660mm。

3.压缩空气的使用压力0.4～0.7MPa。

4.本表中过滤风速采用0.5m/min计算。

3）LW型滤筒式除尘器。LW型滤筒式除尘器是吸收国内外同类产品的优点开发研制的新产品。它采用了折叠式的滤筒，缩小了除尘器的体积，井采用沉流式结构和滤筒两者结合，形成整体，为客户提供了高水平的滤尘性能并延长了滤筒的使用寿命。无锡市西漳环保设备厂生产的LW型系列滤筒式除尘器的主要技术性能见表8-34。

除尘器型号标注说明

表8-34 LW型系列滤筒式除尘器的主要技术性能

注：1.根据用户特殊要求，可以另行设计、制造。

2.本表中滤筒规格为ϕ350mm×660mm。

3.压缩空气的使用压力0.4～0.7MPa。

4.本表中过滤风速采用0.5m/min计算。

2.湿法除尘器

（1）湿法除尘器原理及类型 湿法除尘器是利用水与烟尘做相对运动时，烟尘、有害气体分子与水所发生的惯性碰撞、限拦、扩散溶解作用以及水分子对灰尘的润湿凝聚作用，便烟尘相互结合（指烟尘颗粒与水之间或颗粒与颗粒之间）逐渐形成较大的颗粒而被捕集，也使烟气中的有害气体溶入到水中而被捕集。因此，水是作为湿法除尘器的“工质”，将烟气中的烟尘及有害气体捕集，以达到除尘净化烟气的目的。

（2）湿法除尘器的捕集效率计算 湿法除尘器的捕集效率可以按式（8-2）计算

式中 η——捕集效率（%）；

η_t——一滴水的冲碰捕集效率（%）；

h——水滴与烟气的相对移动距离（m）；

r——水滴半径（m），它是由水与烟气间的相对速度（u）所决定的，其关系为u∝1/r。

湿法除尘器的种类与形式很多。适用于冲天炉烟气除尘的湿法除尘器主要种类及特性见表8-35。

表8-35 常用湿法除尘器种类及特点

（3）湿式除尘的优缺点

1）优点

①一般比旋风除尘器效率高。

②对高温含尘气体不仅可除尘，还具有冷却作用。

③可以净化带水溶性有害物质的气体。

④可以净化湿度较大的黏性粉尘。

2）缺点

①污水泥浆处理不当会造成二次污染。

②含有SO₂、HF等成分的含尘气体，溶于水后会对设备造成腐蚀，必须注意防腐。

③北方地区冬季需要防冻。

④疏水性粉尘捕集困难。

（4）常用的湿式除尘器

1）喷淋除尘器（喷淋塔）。目前国内在冲天炉烟气除尘系统中，喷淋除尘器应用面很广，其结构如图8-18所示，其除尘效果见表8-36。在小型冲天炉上还有采用简单结构的喷淋塔，其结构如图8-19所示。喷淋塔除尘器结构简单，安装在冲天炉烟囱顶部，故不需另占空间。阻力损失少，不需消耗动力。但除尘效率不高，一般不单独作为冲天炉唯一的除尘器使用。

2）文丘里管除尘器。文丘里管除尘器是以风机为动力，将烟气以高速气流通过喉管，并在此处喷水，高速气流使水形成小滴，在与烟气接触时，烟尘碰撞并吸附在其表面而被捕集。它的性能决定于喉管处烟气流的速度，速度愈高除尘效率愈高，阻力损失也愈大，消耗的能量也愈高。因此有高压、低压文丘里管之分。

表8-36 喷淋除尘器效果

图8-20所示为文丘里喷管与旋风除尘器组合的文丘里管—旋风除尘器。文丘里管除尘器可与多种除尘器串联使用。文丘里管由收缩段、喉管和扩散段组成，烟尘从收缩段进入，水从收缩段前切向供入（全湿型）或从收缩管或喉管处喷入（外喷、内喷），与烟尘充分混合，灰尘被润湿，在下一级与之串联的除尘器中更易被除去，除尘效率94%以上。文丘里管除尘器在高温烟气条件下工作有很好的降温效果，烟气温度在600℃左右时，降温效率达86.5%。

图8-18 喷淋塔结构

图8-19 简单喷淋塔结构

图8-20 文丘里管—旋风除尘器

文丘里管除尘器结构简单，占地少，对收集细粒烟尘效率高，有较好的收尘、降温、吸收作用，适用于各种温度、湿度、浓度的灰尘。

3）离心式洗涤除尘器。离心式洗涤除尘器是冶金工业中使用的一种除尘器，其结构如图8-21所示。它是利用在转子和外壳上安装有相互交错的击棒，将由转子中心供给的水形成水滴、水膜和气泡与由转子外沿的叶片所吸引的烟气充分的混合，将灰尘捕集而达到除尘的目的。这种除尘器的结构紧凑，但复杂，它既有除尘的效果，又有引抽烟气的作用，通过它不仅没有阻力损失，反而增加抽力500～1500Pa，从而可以不必再用抽风机，使除尘系统大大简化，占地面积也大大减少，但这种除尘器的动力消耗较大，是最大的不足之处。

4）泡沫除尘器

①结构原理。烟尘在引风机产生的负压作用下进入除尘器水槽，较大颗粒灰尘沉入水中；水从筛板自由落下，从水中逸出的烟尘通过筛板时吹起水泡，在筛板上形成一层泡沫，尘粒被泡沫吸附，与水一起落入水槽，泥浆沿斜底排出，净化后的烟气从上部经引风机排出。泡沫除尘器可作为一次除尘器使用，除尘效率可达90%以上。其结构原理如图8-22所示，外形结构如图8-23所示。

图8-21 离心式洗涤除尘器结构

图8-22 泡沫除尘器结构原理

1—进水管 2—观察窗 3—排气口 4—滤水器 5—外壳 6—泡沫层 7—进气口 8—沉降池 9—出泥口

②优缺点。结构简单、投资省。风量波动范围小，要求严格控制风量与水量。

③主要技术规格见表8-37。

表8-37 泡沫除尘器主要技术规格

图8-23 泡沫除尘器外形结构

5）卧式旋风水膜除尘器。其原理是，含尘气体由除尘器一端沿切线方向进入，一方面在螺旋通道内流动，一方面冲击壳体下部水槽产生水花、水雾，并随气流的运动在除尘器外壳内壁形成3～5mm水膜。粉尘与其相碰而被捕集，在离心力的作用下被甩至外壳内壁的水膜上，随水流流入下部水槽。另一部分粉尘在气流高速冲击水面时，也会因惯性作用而落入水中。

外形结构如图8-24所示，主要技术规格及外形尺寸见表8-38。

表8-38 卧式旋风水膜除尘器主要技术规格及外形尺寸

（续）

图8-24 卧式旋风水膜除尘器外形结构

a）砧板脱水 b）旋风脱水

6）冲激式除尘器。其工作原理是，含尘气流以一定的流速进入除尘器，并向下冲击水面，部分烟尘落入水中，其余的跟随气流进入“S”形收缩通道。由于气流速度很高，以及大量水滴和泡沫，使尘粒频繁地碰撞水滴而被捕集。气、水离开通道时，速度降低，大部分水滴（具有足够大的粒径），因受到重力作用而被分离出来。其除尘工作原理如图8-25所示。

CCJ/A冲激式除尘器主要技术规格见表8-39。

外形结构如图8-26～图8-28所示。相应尺寸见表8-40～表8-42。

图8-25 冲击式除尘器工作原理

表8-39 CCJ/A型冲激式除尘器主要技术规格

图8-26 CCJ/A-5～10型冲激式除尘器外形结构

图8-27 CCJ/A-14～3O型冲击式除尘器外形结构

图8-28 CCJ/A-4O～6O型冲激式除尘器外形结构

表8-40 CCJ/A-5～10型冲激式除尘器外形尺寸 （单位：mm）

表8-41 CCJ/A-14～30型冲激式除尘器外形尺寸 （单位：mm）

表8-42 CCJ/A-40～60型冲激式除尘器外形尺寸 （单位：mm）

还有一种与上述相似的冲激式除尘器，但不用S形通道而是用二排双进水的文丘里管，如图8-29所示。其工作原理是，含尘气体室和净化气体室之间存在着压力差。两者水位高低不同。利用这个水位差，使文丘里管上下部都能够诱导进水，使气水能更好地进行混合，故其净化效率要比单从下部进水为高。采用这种文丘里管可以把水分散得很细，并使水滴与尘粒在一个长距离内密切地接触，除尘效率达95%～98%。

7）自激式除尘器。自激式除尘器的原理如图8-30所示。烟气进入左室，由于流速突然下降，较大尘粒失速落入水中并下沉；烟尘流冲击水面以18～30m/s的速度进入弧形狭槽中，其携带的大量水滴在急速冲击、转弯过程中，形成水雾和水幕，烟尘与水充分接触被吸附，随水滴一起落入水槽中。净化后的烟气经挡水板从上口进入引风机排出。除尘效率达97%。

图8-29 双进水文丘里管冲击式除尘器

图8-30 自激式除尘器原理

1—排污口 2、9—溢流管 3—狭槽 4—分水栅 5—烟气出口 6—壳体 7—烟气入口 8—进水管

图8-31 振动湿法除尘器外形结构

1—振动电动机 2—振动架 3—除尘器体 4—支架 5—滴流装置 6—灰斗 7—弹簧 8—振动杆 9—振动子

8）振动湿法除尘器。振动湿法除尘器如图8-31所示。除尘器的下部为灰斗，上部为除尘室，中间有闸板阀隔开。除尘室内进水管和溢流管保持一定的水面高度。相间布置的隔板和导向板将除尘室上部分成若干个密封迷宫式小室，隔板和导向板的下端没入水面下一定深度，并与水平筛网接触。由弹簧支承的振动架上，安装了若干个振动子，这些振动子分布在各个小室中并伸入筛网下面。

当含尘烟气进入第一个密封小室后，将该室水面压至筛网下面，从筛网下面进入第二个密封小室，再从导向板一端的开孔进入临近第三个小室的一侧，并将水面压至筛网以下，从筛上进入第三个密封小室，依次类推，直至从最后一个小室进入出口。在一层层通过筛网时，烟气不断突破筛孔上的水膜，振动子的振动使得筛网区域产生大量水泡，对烟气与水起强烈搅拌作用，由此产生的结果是：

①增大了烟尘与水的接触面积。

②增加了烟尘与水的接触动能。

③增强了水对烟尘的润湿、吸附效果。因此，烟气中的灰尘和CO₂、SO₂等有害气体更容易进入水中被吸收。

④进入水中的灰尘沉入灰斗，CO₂、SO₂则溶在水中。清理灰斗淤泥时，将闸板阀关闭，清淤后向灰斗充满水，再打开闸板阀继续沉灰。工作一段时间后，用石灰中和水中的CO₂、SO₂。

该除尘器其有节水，易于控制，不产生二次污染，结构简单，使用寿命长的优点，可不设置前置除尘，除尘效率可达96%以上，并可清除烟气中大部分SO₂气体。

表8-43为振动湿法除尘器系列参数，供选用参考。

表8-43 振动湿法除尘器系列参数

9）综合湿法除尘器。湿法除尘器的除尘效率不高的原因主要是烟尘与水的接触面积小，在湿法除尘器的设计中，常把增大气、水接触面积作为提高除尘效率的主要措施。如图8-32所示，它是一种采取多种方法扩大气、水接触面积和尘粒与水接触动能的综合湿法除尘器结构。

烟尘在负压作用下，经进气管进入除尘器中心的文丘里管，在文丘里管的喉部，烟气被加速，设置在喉部上端的喷嘴向喉管中喷出水雾，润湿并加速烟气中的灰尘冲向喉管扩散段下部的水面，一部分灰尘进入水中。当烟气从文丘里管下端四周冲出管外水面时，激起水泡，水泡大量的表面积进一步吸附烟气中的灰尘，使之沉入水中。在文丘里管的外面上部设置的喷淋管向下喷雾，与上升的气流形成对流，细小密集的水滴与烟气广泛接触，再一次吸附其中的灰尘。经多次烟气与水接触，达到了较高的除尘效率，可使冲天炉烟气中粉尘排放量低于150mg/m³，适当提高水的碱度，可除去烟气中大部分SO₂。

综合湿法除尘器结构简单，维修工作量小，占地少，耗水量少，价格低廉，烟气不必冷却。通常与旋风除尘器结合，作为二级除尘器，是一种被广泛应用的除尘器。表8-44列出了综合湿法除尘器的基本参数，可单独使用或并联应用于不同容量的各种冲天炉的烟气除尘。

图8-32 综合湿法除尘器结构

1—排污口 2—人孔 3—进气口 4—出气口 5—滤水器 6—内喷淋器 7—外喷淋器 8—文丘里管 9—溢流装置

表8-44 综合湿法除尘器的基本参数

10）离心沉降除尘器。离心沉降除尘器（秦皇岛春光铸造机械有限公司专利产品）结构如图8-33所示。其运行机理：用鼓风机气流经旋风器产生旋风，引导炉气进入圆形除尘器。粉尘在离心力的作用下沿筒壁下落进入集尘斗。细微的粉尘经喷雾装置的雾气增重、增大，沿筒壁下落进入集尘斗。在除尘室内壁上下部位设置了若干阻隔板，促使旋转气流中的粉尘降低速度，尽快进入集尘斗。进入集尘斗中的粉尘只能再落入集尘桶。清洁的烟气经收缩锥段从烟囱排入大气。

优点：①本设备安装在冲天炉的加料口平台上，不单独占地。

②炉气不经过鼓风机，对风机无腐蚀。

③无繁重、频繁的维修和零部件的更换。

④造价低、经久耐用，清理粉尘方便。

⑤兼有去除硫化物和CO₂气体的作用。

3.冲天炉各种除尘方法的比较

冲天炉各种除尘方法的比较见表8-45。

图8-33 离心沉降除尘器结构

1—冲天炉90°弯头 2—矩形风管 3—旋风器 4—扩散锥段 5、7、8—支架 6—除尘室 9—出口90°弯头 10—烟囱 11—防雨帽 12—鼓风机 13—集尘桶 14—集尘斗 15—阻隔板 16—烟雾装置 17—收缩锥段

表8-45 冲天炉各种除尘方法的比较

（续）

8.1.3.3 冲天炉除尘系统的设计

冲天炉除尘净化系统设计，必须按照冲天炉熔炼过程产生烟气的特点：烟气温度波动范围大（一般在100～500℃，空料时甚至可达1000℃以上），烟气中的含尘量和气体有害物量的不断变化等。

1.除尘器系统设计应考虑的因素

为了保证除尘装置的工作稳定、可靠，使用寿命长，效率高，动力消耗少，必须慎重考虑下列因素。

（1）确定烟尘特性 确定烟尘特性是设计除尘系统的前提条件，它包括烟气温度及其随时间变化的规律、初始排烟浓度、烟尘化学成分及分散度等。影响冲天炉烟气特性的主要因素见表8-46。冲天炉烟气量也是一项主要参数，它决定于焦耗和风量，冲天炉每熔化1t铁液产生的炉气量（指从加料口处排出的烟气）大约为700～900m³/t_铁。

（2）烟气抽取位置 分为两种方式：加料口上方抽气和加料口下方抽气，如图8-34所示，其优缺点见表8-47。

图8-34 烟气抽取方式

a）加料口上方及下沿抽气 b）加料口下方抽气

1—加料口 2—抽气管 3—料位最高点

表8-46 影响冲天炉烟气特性的因素

表8-47 烟气抽取方法对比

加料口上方抽气，加料口处的吸入风速取1～1.2m/s。

加料口下方抽气，抽气口处及抽气管道内适宜的炉气流速为7～10m/s。

（3）加料口密封门设置 为防止加料口处溢出烟气，除保证加料口处有足够的进风速度，或在加料口设置空气幕，阻挡烟气外溢外，还可安装加料口密封炉门。气动蝶式密闭炉门的结构如图8-35所示。

（4）烟气冷却方式 为保证系统安全和工作稳定、可靠，应对烟气进行冷却，控制烟气温度在某一较小范围内。

1）直接掺冷风冷却。将冷空气直接掺入烟气中进行冷却。此法简单易行，但当烟气温度较高时，由于所掺入的空气量很大，引风机及除尘器的规格都应相应增大，故采用这种方法要从经济上进行综合考虑。通常情况是，当除尘系统中虽设置了冷却器而烟气温度仍未降低到规定值时，掺冷风冷却是作为一种补充冷却方式被采用。

2）直接喷雾冷却。将水喷成雾状使其在高温烟气中蒸发吸热，从而降低烟气温度，分湿法运行和干法运行两种。湿法运行是指烟气中水蒸气呈过饱和状态，有冷凝水从冷却器中排出；干法运行则相反，烟气中水蒸气呈不饱和状态，运行中无冷凝水从冷却器中排除。

如图8-36所示为一种新型喷雾冷却离心式喷嘴。其张角大、结构简单、加工方便、不易堵塞、寿命长、便于调节，因而被广泛采用。表8-48所列三种离心式喷嘴的技术数据，可供选用时参考。

图8-35 密封炉门

1—加料门气缸 2—轴 3—加强肋 4—炉门板 5—上卸料板 6—下卸料板

图8-36 喷雾冷却离心式喷嘴

表8-48 离心式喷嘴技术数据

3）间接冷却。这种冷却方式不改变原来的烟气量及其成分，是通过间壁式热交换降低烟气温度，常用的有风冷或水冷套管冷却、喷淋间接冷却、除尘器水套冷却、热管换热器冷却等。

通常用于冲天炉烟气除尘系统的烟气冷却方式及特点见表8-49。

表8-49 烟气冷却方式及特点

（续）

2.排烟设计参数的确定

（1）烟尘及气体成分 冲天炉在熔炼过程中所排出的烟气，其成分、温度和含尘量，随炉形、操作方法及原料配比的不同而异。烟尘中一般含有CO₂、金属氧化物、油烟、焦炭粉末及石灰石细尘等，见表8-50、表8-51。

表8-50 冲天炉烟尘成分（质量分数，%）

表8-51 冲天炉烟气成分（体积分数，%）

如果熔炼过程中加入氟石，则烟气中还有HF气体，经测定其浓度一般为375～1317mg/m³。HF气体遇水后生成氢氟酸，腐蚀性很强，对人、畜、农作物和建筑物都有很大危害，并使冲天炉烟气净化增加了复杂性。应用石灰石做熔剂，可简化烟气净化系统。

（2）烟尘的起始浓度及分散度 冲天炉烟气的含尘量在操作时变化很大，完全燃烧时，烟尘浓度低、尘粒细。测定表明，烟尘浓度低时为0.5g/m³，高时达10g/m³。冲天炉烟气中的初始含尘量见表8-52，烟尘的颗粒质量分散度见表8-53。

表8-52 冲天炉烟气中的初始含尘量

表8-53 冲天炉烟尘的颗粒质量分散度

（3）烟气温度 冲天炉烟气温度在炉内料位不变，无炉头明火的情况下，温度平均约100℃左右。但熔炼白口铸铁或采用的原料有较多的铁屑、氧化皮时，则烟气温度一般为300～500℃。在炉子加料结束到停止鼓风阶段，因料位不断下降并冒出明火，故烟气温度急剧上升，炉料层上部的烟气温度在完全燃烧时为200～900℃；不完全燃烧时为150～800℃；没有燃烧时为100～600℃；到停止鼓风前为900～1250℃。

（4）烟气量的计算 烟气量的成分及温度随操作条件的不同而异，虽然气体成分有少许不同，但从原料层出来的烟气量还是基本不变，一般较送风量增加5%～10%，因此当加料口密封时，冲天炉的排风量可按其送风量乘以1.05～1.10计算。若加料口敞开时，则应再加上从加料口吸入的空气量，可按开口风速为1.5%～2.0%来计算。此时冲天炉的排风量约为冲天炉送风量的2.5～4倍。冲天炉的排风量可参见表8-54。

表8-54 系列冲天炉的排风量

①当翻斗加料时，加料口尺寸为900mm×580mm。

②当爬式加料机加料时，加料尺寸为2000mm×1000mm。

3.除尘系统的风管设计

风管是除尘系统中的一个重要组成部分。风管布置、管径计算、附件选择的正确与否，都直接影响整个除尘系统的使用和经济效果。设计风管时，必须考虑和解决以下四个问题：

①使除尘系统的吸风点达到所需的排风量。

②不使粉尘在风管内沉降而造成堵塞。

③管径选择要使一次投资和经常运行维护经济合理。

④便于维修管理。

因此，设计风管时，应和吸尘罩、净化设备、通风机等部分一起予以全面考虑。

（1）风管设计原则

1）系统形式的选择。根据设备、厂房条件和排风量的大小，可分别设计就地除尘系统、分散除尘系统和集中除尘系统三种形式。

就地除尘系统是将除尘器、通风机与扬尘设备结合成一体，就地捕集和回收粉尘，其有布置紧凑、简单和维护方便等优点。

当车间扬尘点比较分散，且厂房内有安装除尘设备的位置时，可将扬尘点连接起来，成为一个除尘系统。这种分散除尘系统的除尘器和通风机安装在扬尘设备附近，风管较短，布置简单，系统阻力容易平衡。集中除尘系统是用于扬尘点比较集中，有条件设置大型除尘设备的情况下。它将几个除尘系统设备集中于一处，可集中管理，粉尘回收也比较容易，但由于管网长而复杂，系统阻力不易平衡。

2）除尘系统风管的布置。除尘系统的风管的布置力求简单，吸风点数量越少越好。当吸风点之间的距离不大或并联支管之间的阻力损失仍可平衡时，则吸风点数量可适当增加。吸风点多的除尘系统最好采用集合管。风管的布置还要考虑和厂房的建筑结构配合好，要布置在不易损坏的地方，同时要便于安装和维修。风管宜垂直或倾斜敷设。倾斜铺设时，风管与水平的夹角不应小于所排送粉尘的自然堆积角。一般宜采用45°～60°倾角，对于输送含尘浓度小于1000mg/m³的无爆炸危险的风管，风速不小于16～20m/s时，则可水平敷设。当由于各种原因，风管必须水平敷设时，应采取防止积尘的措施，如尽量缩短水平风管的长度，要易于清除积尘，在弯头、三通等异形管附近装设除灰孔或装压缩空气接头，以便定期吹灰。除尘风管应采用钢制圆管。根据检测需要，在风管上适当部位预留检测孔。除尘风管的支管应从主管的上面或侧面连接，三通管的夹角一般采用15°～30°。

（2）风管风速选择 对于除尘系统风管中的风速，需要考虑的主要因素是：求得最经济的风管直径；并使整个系统的阻力损失能符合最实用的通风机性能；使输送的粉尘不会在风管内黏结于管壁或发生沉降和堵塞现象。

输送风速是使粉尘在风管内能移动的最小风速，与粉尘的形状、大小、体积质量有关。

设计风速应大于输送风速。设计时应考虑以下因素：在一条支管道被关闭时保证主管内的风速仍可正常地输送粉尘而不会沉降。风管的损伤（例如凹陷），将增加管道阻力而使风量和风速减小。在风管不严密处漏风时，会使管内风速降低。引风机叶轮的磨损或锈蚀，以及转速降低都将减小风量和风速。

冲天炉除尘系统，其风管内推荐的设计风速17.5m/s。

计算除尘风管风速时，自最远的一个排风点起，主风管内的风速应渐增，一般不要使中间一段的风速反而比前一段的风速小，以免发生沉积现象。经过净化后的空气，风管风速可采用8～12m/s。

（3）除尘系统的阻力计算 除尘系统的总阻力损失包括：排风罩的入口阻力，风管及其部件的摩擦阻力和局部阻力以及净化设备的阻力三个部分。

1）风管的阻力计算。风管内空气流动的阻力，一种是由于空气本身黏滞性及其与管壁间的摩擦而产生的阻力，称为摩擦阻力，也叫沿程阻力。另一种是空气流过风管的某些部件时，由于风速的方向和大小的变化，产生涡流而造成的阻力称为局部阻力。

①摩擦阻力。圆形风管的摩擦阻力可按下式计算

或

式中 λ——摩擦阻力系数；

v——风管中空气的平均流速（m/s）；

ρ——空气密度（kg/m³）；

D——风管内径（m）；

ρ——动压（Pa/m）；

R₀——单位长度摩擦阻力（Pa）；

l——风管长度（m）。

摩擦阻力系数λ与空气在风管内的流动状态和风管管壁的粗糙度K有关。我国通用风管采用下式计算

式中 K——风管内表面当量绝对粗糙度（m）；

Re——雷诺数。

空气温度的变化不仅使摩擦阻力随着改变，而且通风机的风压同样也改变。因此，如计算风管的阻力是按高温气体实际容积流量求得的，且系统中没有经过湿式除尘或其他加湿降温处理而使气体温度有较大的改变时，则通风机可按实际风管阻力来选用。此时风管的阻力和风机的压力不需要按温度修正。

钢板制风管的一般为K=0.15m。如实际采用的风管。其K值不同时，则λ/D需乘以粗糙度修正系数，参见表8-55。表8-55中，v为风管中空气的平均流速（m/s）。

表8-55 粗糙度修正系数

②局部阻力Z。空气通过风管的弯头、渐扩（渐缩）管、三通等管件以及排风罩时，管道的局部阻力可按下式计算

式中 ξ——局部阻力系数，见附录表E-5；

v——通过管件时的平均风速（m/s）；

ρ——空气密度（kg/m³）。

③风管的总阻力损失。除尘系统中风管的总阻力损失，按系统中最远一个吸尘点或阻力最大一个环路的各段风管阻力相加而求得，可按式（8-6）计算

或

或

2）吸尘罩的阻力计算。吸尘罩的阻力按式（8-7）计算

式中 ξ——为吸尘罩的局部阻力系数；冲天炉吸尘罩局部阻力系数为200Pa；

v₀——吸尘罩入口风速或接管内风速（m/s）。

3）除尘风管的计算风量与阻力平衡。除尘系统各段风管的总排风量，一般应按该段各排风点同时工作考虑。当有的排风点不同时工作而且排风量较大时，则计算各段风管的总排风量时，可按该段同时工作的排风点计算排风量，并应附加该段各非同时工作排风点排风量的15%～20%，而且必须在各间歇工作排风点的支管上装设闸板阀。

风管的漏风量，应按系统总风量的下列百分率考虑：一般排风系统附加0～15%，除尘系统附加10%～15%。这个附加风量不计入风管的计算风量中，但除尘器的漏风量则应计入除尘后的风管风量内。旋风及湿式除尘器的漏风量不考虑，袋式除尘器附加5%～10%，如有反吹风量时应另计入风管内。

除尘系统的风管计算压力损失应附加10%～15%。这个附加值不在计算每段风管时加入，而仅附加在整个风管系统的总阻力上，净化设备及吸尘罩局部阻力则不需要附加。除尘系统也不需附加由于含尘浓度而引起的阻力增加值。

除尘系统各并联支管之间的计算阻力损失差值宜小于10%，以保证各支管的风量达到设计要求。当除尘系统各并联支管之间阻力损失差值超过10%时，一般可采用调整管径、增加风管长度和增加局部阻力来达到平衡，当采用调整管径的方法来平衡并联支管的阻力时，可按式（8-8）计算

式中 d′、H′——要求达到的阻力H′时的管径d′；

d、H——初选时的管径和阻力。

（4）计算程序

1）按风管布置情况，画出除尘系统计算图，如图8-37所示。在图上标明各排风点设备编号、风量及其吸尘罩的f值（或阻力）；从图上最不利的一环开始将风管逐段编号，标注长度和风量。管段长度一般按两管件中心长度计算，不扣除管件（如三通、弯头）本身的长度：三通及弯头注明角度或曲率半径。

2）选择风管内的风速。

图8-37 风管计算系统

3）根据各管段的风量和选择的风速，确定管径。

4）对并联管路进行阻力平衡。

5）根据规定的附加值。计算出整个系统的总风量和阻力。

6）输送含尘浓度大的空气时，除尘系统的风管阻力应该进行修正。

（5）除尘系统的防火与防爆措施 在排送的气体中含有可燃成分时，同时具备下述三个条件，就会引起爆炸：

1）可燃气体和空气或氧的混合比在爆炸极限范围之内，如一氧化碳与空气混合在20℃和一个大气压时的爆炸极限（按体积分数）的下限为12.5%。

2）混合时的温度在最低着火温度以下，否则会引起燃烧。

3）遇到足够能量的火种，如电火花、金属碰撞或从设备带出的火花等。

为了防止有爆炸危险的除尘系统发生爆炸事故，应注意以下几点：

①系统的风量除了满足一般要求外，还应校核其中可燃物的浓度。如果可燃物浓度在爆炸浓度的范围内，则应按下式加大风量

式中 x——从局部排风罩排出的可燃物量或产生的可燃物质量流量（g/s）；

y——可燃物爆炸下限（g/m³）。

②防止可燃物在通风系统中的局部地点（死角）积聚。在系统运转中，不要在管道上切割和焊接，以防引爆管道中气体。

③应设置防爆门，当系统内压力急剧升高时，靠防爆门自动开启泄压，如冲天炉排烟系统在炉顶弯管、排烟管道、冷却器、袋式除尘器上均需考虑设置防爆阀门。

④选用防爆通风机，并采用直联或轴联式传动方式，如采用V带传动时，为了防止静电产生火花，可用接地的方法。

当吸气口混入空气而使排出的一氧化碳已经能够充分燃烧的条件下，则系统中可以不考虑采取防爆措施，同时应满足GB50016和GB50019的相关规定。

（6）风管的材料 除尘风管的钢板厚度，按管径大小采用3.0mm以上的碳素钢板。在一般情况下同一个除尘系统中直管和异形管的壁厚均采用同一规格。

冲天炉除尘风管中不应采用蝶阀，应采用斜插板阀门。为冷却烟气温度，可采用水冷套风管。

为检查测定及调整除尘系统及各吸风点的参数，应在各支管及除尘器、通风机前后处设测孔，测孔位置尽可能远离异形管件，以减少涡流影响，测孔不宜开在风管的下方，以免影响测定。

4.除尘通风机选择

（1）除尘通风机类型 通风除尘系统，大多采用离心式通风机，只有简单的排风系统才选用轴流式通风机。

1）离心式通风机。离心式通风机的特性主要取决于叶片的形式，通风除尘系统常用的离心式通风机的叶片形式有以下三种：

①翼形（或后倾曲线形）叶片——如图8-38a所示。这种离心通风机的叶片数一般为6～16片，属于中压通风机。全压效率可达0.8～0.88，因此可节省电力。其噪声较低，一般用于大风量系统。如在除尘系统中采用时，应设于除尘器之后，使净化后的空气通过通风机。

②直片形（或径向）叶片——如图8-38b、c所示。这种离心通风机的叶片数量少，直片形一般为6片，片间空隙大，烟尘不易在叶片上黏附或沉积。但叶片易磨损，通常采用加厚叶片的方法解决。这种风机压力较高，全压效率一般为0.6～0.75。

③前倾曲线（或多翼形）叶片—如图8-38d所示。这种离心通风机的叶片数一般超过16片。全压效率为0.45～0.65。

2）轴流风机。常用的轴流通风机性能及使用范围见表8-56。

（2）通风机参数及其电动机的选用 选用通风机时，首先应根据输送气体的性质，确定通风机的类型；其次，根据所需风量、风压确定通风机的机号。在同一形式的通风机中应选用效率高、耗能小的。还需按通风机的安装位置、环境条件、接管条件等，选定通风机的风口位置，旋转方向和传动方式。

图8-38 离心通风机叶片的种类

a）后倾翼形叶片 b）径向叶片 c）直片形叶片 d）前倾多翼型叶片

表8-56 常用轴流通风机性能及使用范围

1）通风机的风量和风压选用。通风机的计算风量L_q可按式（8-9）求得

L_q=LK₁K₂ （8-9）

式中 L——通风除尘系统吸气点的总风量（m³/h）；

K₁——通风除尘系统风管漏风附加系数，除尘和烟气净化系统K₁=1.10～1.15；

K₂——除尘器或净化设备的漏风附加系数。旋风除尘器不允许漏风，故一般不考虑漏风附加系数，负压运行的袋式除尘器采用K₂=1.05～1.10；如吸系统外空气进行反吹清灰的除尘器，应将反吹风量计入通风机风量。

通风机的计算风压H_q可用式（8-10）求得

H_q=（H₁+H₂K₃+H₃）K₄ （8-10）

式中 H_q——通风机的计算全压（kPa）；

H₁——吸尘罩的阻力（kPa）；

H₂——除尘设备的风管系统总阻力（kPa）；

H₃——除尘器的阻力（kPa）；

K₃——风管的阻力附加系数，除尘器烟尘净化系统K₁=1.15～1.2；

K₄——由于通风机产品的技术条件和质量标准允许比产品样本低而应考虑的附加系数，一般采用K₄=1.08。

2）电动机功率的计算。通风机的电动机的功率按式（8-11）计算。

式中 η_st——机械效率，按表8-57查用；

η——通风机的全压效率，按通风机样本查得；

K——电动机安全系数，按表8-58查得。

表8-57 通风机机械效率η_st值

表8-58 电动机容量安全系数K值

输送非标准状态下的空气时，电动机的功率按下式计算

式中 t——输送空气的温度（℃）；

B——当地大气压力（kPa）。

3）电动机的选用。电动机形式的选用，可参考表8-59。

表8-59 电动机形式的选用

5.除尘器选择

除尘器的结构形式多种多样，其特性又相差很大，在选择除尘器时必须考虑技术要求、经济性、可靠性以及气象水文条件等因素。各种除尘器的特性见表8-60。

各种除尘器的特性见表8-60。

表8-60 各种除尘器的特性对比

（续）

选择除尘器要特别注意以下几个方面的问题：

①选择较好的冷却器。某些除尘器不耐高温，即使是耐高温的除尘器，长期在高温下运行，设备的寿命也将缩减，选择一个好的冷却器至关重要。

②根据不同地区选择除尘器。由于不同地区对冲天炉的排放要求不同，因此，要选择适宜的除尘方式，当资金充足的时候，选择一次投资较大、除尘效率高、运行成本低的除尘方式。

③选用冲天炉除尘器要有前瞻性。人们对环境的要求越来越高，在选择冲天炉除尘方式时，一定要有超前的意识，用发展的眼光选择设备，不能今天上的设备，明天就落后了，后天就不达标了，造成资金的浪费。

④多种除尘结合或多级除尘。现有的除尘方式，很难利用某一种就能达到排放要求，因此，要选择多种除尘方式相结合或多级除尘形式。目前国内冲天炉除尘方式多数采用多种方式相结合或多级除尘的形式，除尘效率高。

8.1.3.4 冲天炉烟尘净化系统

1.布袋除尘系统

布袋除尘系统是由抽气装置、冷却装置、初步除尘装置、温度控制调节装置、布袋除尘器、抽风机等组成。烟气由加料口下部抽出，经冷却器将炉气冷却并除去较大颗粒烟尘，烟气经除水装置后由风机送入布袋除尘器除去烟尘，除尘后的气体排放至大气。温度控制装置是设在抽风机的前后烟道上，以控制进入风机和布袋除尘器的烟气温度。这种系统的除尘效果好、运行稳定，但投资多、结构复杂、占地面积大、并有少量废水产生，对于大型冲天炉净化要求高的情况下，可以考虑采用。无锡市西漳环保设备厂生产的LXC系列冲天炉消烟除尘系统如图8-39所示，其技术参数见表8-61。

图8-39 布袋除尘器系统

除尘器型号标注说明

表8-61 LXC型系列冲天炉消除尘系统技术性能表

2.文丘里管除尘系统

文丘里管除尘系统由抽气装置、喷淋塔、文丘里管除尘器、脱水装置、引风机等组成。炉气由加料口下方抽出后经喷淋塔（旋风除尘器）进入文丘里管除尘器，再经脱水装置去除烟气中的水雾，由引风机排入大气，除尘系统如图8-40所示。它适用于排放要求较高的大型冲天炉。如将文丘里管除尘器改用离心式洗涤机，则组成为离心式洗涤机除尘系统。

图8-40 文丘里管除尘系统

3.旋风颗粒层除尘系统

由多管水冷旋风除尘器、旋风颗粒层除尘器、反吹风机、引风机及控制系统等装置组成。烟气由加料口平台（或以上）引出，经多管水冷旋风除尘器初步处理（除去大颗粒烟尘）并加以冷却后，再由旋风颗粒层除尘器（两至三台并联轮换工作）进一步处理，最后烟气由引风机抽出排至大气，控制系统除控制反吹清灰操作外还要控制烟气摄度。这种系统的除尘效果好，但不能除去烟气中气体有害物，而且结构复杂、占地面积大、维护工作量大、稳定性差。适用于中型冲天炉，除尘系统如图8-41所示。

图8-41 旋风颗粒层除尘系统

4.喷淋除尘系统

喷淋除尘系统实际上只是在冲天炉烟囱顶部安装喷淋塔除尘器。利用烟囱形成的抽力，使烟气通过除尘器，使粉尘凝聚、捕捉，随喷淋水排走，经除尘后排放到大气中去。污水从喷淋罩排除，下落过程中冲刷炉渣，使之粒化。污水流入沉淀池，沉淀的灰渣用抓斗抓走。澄清的水流至蓄水池回用。这种系统结构不太复杂，不需占车间面积，除尘效果较好，而且不需消耗动力抽引烟气，并能去除烟气中的大部分气体有害物。但这种系统是湿法除尘，需消耗水，而且产生的废水必须处理，否则造成二次污染，设备需采取防腐措施，否则易受腐蚀而损坏。经常维护工作量较大，除尘系统组成如图8-42所示。

5.旋风除尘器系统

1）直接式旋风除尘系统用于冲天炉烟气净化系统的旋风除尘器，一般不单独采用，而是作为第一级粗颗粒的除尘。直接式旋风除尘系统如图8-43所示。烟气由高温通风机直接鼓入旋风除尘器。该系统总的净化效率可达86%。

2）诱导式旋风除尘系统。诱导式旋风除尘系统，由于高温烟气不经过通风机，故选用一般的通风机；因诱导通风造成的负压不高，一般采用双联旋风除尘装置（加冷却水套）；加料口设有自下而上吹射的空气幕，可阻挡烟气外泄，改善操作条件。该系统虽净化效率不够高，但其结构简单，使用维修方便、投资少，故仍具有实用价值。如图8-44所示为5t/h冲天炉诱导式旋风除尘系统，其技术参数见表8-62。

表8-62 5t/h冲天炉诱导式旋风除尘系统技术参数

图8-42 喷淋除尘系统

1—冲天炉 2—喷淋罩、喷淋器 3—炉渣粒化槽 4—沉淀池 5—蓄水池 6—水泵 7—抓斗

图8-43 直接式旋风除尘系统

1—烟囱 2—旋风除尘器 3—旋流离心除尘 4—装配耐火砖 5—集尘器 6—点火喷嘴 7—冲天炉 8—高温风机 9—调节阀 10—燃烧室

图8-44 诱导式旋风除尘系统

1—喷射管 2—杠杆式蝶阀 3—电动机 4—通风机 5—灰箱 6—溜灰管 7—旋风除尘器 8—冲天炉 9—空气幕

3）蒸汽喷射式旋风除尘系统

蒸汽喷射式旋风除尘系统的原理是利用高速蒸汽流作为动力来产生吸力，而将烟尘引进雾化室，进行喷水并初步雾化。混合管中喷射的蒸汽产生的极高速度将初步雾化的水滴进一步散成无数极细的小水滴，而与粉尘相互碰撞黏合使它们从超微粒凝聚成能被处理的颗粒，然后进入低阻流旋流器被除去。图8-45所示为蒸汽喷射式旋风除尘系统原理图。

除尘系统如图8-46所示，该系统由双臂并联XZZ旋风除尘器、喷雾室（相当于沉降室）、控制系统组成。WREA热电偶与温度指示仪能控制进入喷雾室的气体温度。当进入喷雾室的气体温度超过250℃时，水泵自行启动，进行喷雾冷却。当喷雾室排出风温大于250℃时，风机电路自行切断，报警并打开设在护顶的蝶阀，恢复自然排风。

图8-45 蒸汽喷射式旋风除尘系统原理

1—混合管 2—旋流器 3—雾化室

图8-46 XZZ型蒸汽喷射式旋风除尘系统

1—控制柜 2—冲天炉 3—蝶阀 4—喷雾室 5—XZZ-D700旋风除尘器（双筒） 6—储灰箱 7—引风机 8—水箱 9—水泵 10—热电偶

该设备有结构简单，运转可靠，维修方便，造价低等特点。其主要技术规格见表8-63。

表8-63 XZZ型蒸汽喷射式旋风除尘系统技术参数

图8-47 干湿式旋风除尘系统

1—火花捕集器 2—风管 3—水池 4—电动机 5—通风机 6—旋风除尘器 7—冷却水管 8—加料料筒 9—加料口 10—排气管

4）干湿结合式旋风除尘系统。当冲天炉炉气中含有HF气体，采用一般的干式除尘方法不能除去这种气体。若采用干湿结合的方法则既可除尘又可净化有害气体。如图8-47所示为冲天炉的干湿结合式旋风除尘系统。烟气先经过一台旋风除尘器，然后通过水池进行第二次除尘和净化有害气体，在水池中加入石灰或电石渣，用来中和池里的氢氟酸，定期测定池中水的成分，达到中性后排放。氢氟酸对设备有腐蚀性，应采取防腐措施。

6.多管水冷旋风除尘器+泡沫除尘器

图8-48所示为多管水冷旋风除尘器+泡沫除尘器系统图。其上艺流程如图8-49所示。主要技术规格见表8-64。优缺点及适用范围见表8-45。

图8-48 多管水冷旋风除尘器+泡沫除尘器

1—冲天炉 2—手动闸门 3—吸口 4—除尘管道 5—烟囱阀门 6—变径管 7—多管进风分配器 8—热水出口 9—多管水冷旋风除尘器 10—冷却水进口 11—排放阀 12—消声器 13—泡沫除尘器进风管 14—离心式旋风水气分离器 15—引风机 16、17—风管 18—泡沫除尘器 19—T510型水封排浆阀 20—粗尘落灰管 21—鸭嘴锁气阀 22—过滤沉淀池 23—沉淀池清扫门

图8-49 工艺流程

表8-64 多管水冷旋风除尘器+泡沫除尘器技术规格

7.自然风冷炉气的袋式除尘器

该系统，炉气经40m长的自然风冷管道冷却后，进入袋式除尘器。打炉阶段（此时炉气温度高达700℃），通过热电偶发出信号，自动开启喷淋水泵，对U形管道组外壁喷水，使炉气冷却至120℃以下。如炉气温度超过900℃，则自动打开电动阀门，掺入冷风冷却。除尘系统如图8-50所示。主要技术规格见表8-65。

这套系统运行可靠，除尘效率高，但造价较高，占地面积大。可用于各种冲天炉，但寒冷地区应谨慎使用。

图8-50 自然风冷炉气的袋式除尘器

1—电动蝶阀 2—温度指示控制仪 3—喷淋冷却管 4—喷淋管 5—水泵 6—储灰斗 7—袋式除尘器 8—风机 9—烟气阀 10—冲天炉 11—除尘器 12—热电偶

表8-65 自然风冷炉气的除尘系统技术规格

8.多管水冷旋风除尘器+袋式除尘器

多管水冷旋风除尘器及冷却器、袋式除尘器组成。炉气经水冷套管和多管旋风除尘器后得到初步净化，并冷却到110℃以下，进入72ZC200型回转反吹袋式除尘器，进一步净化，除尘系统如图8-51所示。

图8-51 多管水冷旋风除尘器+袋式除尘器

1—加料口移动门 2—冲天炉 3—吸入口 4—手动阀 5—水冷套管 6—多管水冷旋风除尘器 7—水冷套管 8—冷却器 9—反吹风机 10—袋式除尘器 11—风机 12—消声器 13、14—排气管道

该系统设计组合较合理，即利用了多管水冷旋风除尘器的初级除尘作用，又发挥了冷却炉气的功能。主要技术规格见表8-66。

表8-66 多管水冷旋风除尘器+袋式除尘器技术规格

该系统组合合理，结构紧凑，运转可靠，除尘效率高，可用于各种类型冲天炉。但该系统原设计炉门可移动封闭，因影响操作，经常不关，使炉门口风速偏低，有烟气逸出现象。

9.用热管换热器冷却的袋式除尘系统

系统组成如图8-52所示。炉气经LPB/B旋风除尘器初步降尘后进入热管换热器降温，并送至LDB-75袋式除尘器进行二次净化。

热管换热器换热效率高，结构简单，运行可靠。高温炉气进入热管换热器时，热管元件的蒸发段工质由于吸热温度升高，逐渐达到沸点而被汽化靠压差上升到冷却段，气体遇冷，温度下降，直至达到液化点而冷凝，并靠重力作用沿管壁返回蒸发段。如此反复而实现热交换，使进入热管换热器的烟气温度降低。主要技术规格见表8-67。

图8-52 用热管换热器冷却的袋式除尘系统

1—冲天炉 2—风机 3—袋式除尘器 4—旋风除尘器 5—热管换热器 6—热交换风机 7—排风机

表8-67 用热管换热器冷却的袋式除尘系统主要技术规格

该系统具有组合紧凑、结构简单，除尘效率高，维护方便.运行可靠，即可降温又能集尘等优点。本系统全部采用干法作业，尤其适合北方地区冲天炉使用。

其缺点是如果热管换热器积灰，会降低换热效果，需配置清灰设备。

10.静电除尘系统

如图8-53所示为3t/h冲天炉使用的立式静电除尘系统。该系统以多管水冷旋风除尘器为第一级粗除尘。立式多级静电除尘器作第二级细除尘，并且可以回收高温炉气冷却水，供洗浴用。其工艺流程如图8-54所示。

静电除尘器是利用高压电场产生的静电力吸附尘粒，使尘粒从气流中分离出来。对于微粒（1～2μm）的粉尘除尘率，可以高达98%～99%。

静电除尘器运转阻力低，并可处理400℃以下高温炉气。该除尘系统使用效果好。主要技术规格见表8-68（实测）。

图8-53 （CGJC—3t/h）冲天炉静电除尘器

1—静电除尘器 2—多管水冷旋风除尘器 3—电控柜 4—管路系统 5—钢平台 6—烟囱启闭阀 7—风机 8—泵及水箱 9—ϕ150翻板式泄料阀 10—冲天炉

表8-68 静电除尘器技术规格

该系统优点是：结构紧凑，静电除尘效率高；运转能耗低；余热回收，减少能耗。

图8-54 静电除尘工艺流程

11.综合湿法除尘系统

综合湿法除尘器可与旋风除尘设备联合使用，即干、湿两级除尘联合并用进行除尘，形成如图8-55所示的除尘系统。旋风除尘器将粒径大于40μm的粉尘处理掉，综合湿法除尘器将粒径小于40μm的粉尘处理掉，并可除掉烟气中的SO₂等有害气体。

图8-55 综合湿法除尘系统

1—旋风除尘器 2—综合湿法除尘系统 3—烟囱 4—除尘水池 5—水泵

综合湿法除尘器由本体、滤水器、喷淋装置、灰斗及溢流装置等部分组成，经除尘后的气体由烟囱排出，粉尘泥浆由下部出口排出。烟气由引尘管道引出进入单旋风除尘器使烟气中的大颗粒灰尘沉降。其构造主要有室体、进气口、出气口和集灰斗组成。含尘气体在室体内缓慢流动，尘粒借助自身重力作用被分离而捕集下来，当含尘气流以18～23m/s的速度由进气管进入单旋风除尘器时，气流将由直线运动变为圆周运动。旋转气流的绝大部分沿器壁自圆筒体呈螺旋形向下.朝锥体流动，含尘气体在旋转过程中产生离心力，将密度大于气体的尘粒甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触，便降低速度沿壁面下落，进入排灰管。旋转下降的外旋气流在到达锥体时，因圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢。根据“旋转矩”不变原理，其切向速度不断提高。当气流到达锥体下端某一位置时，即以同样的旋转方向从单旋风除尘器中部，由下而上继续做螺旋形流动即内旋气流，最后净化气体经排气管排出除尘器外，一部分未被捕集的尘粒也由此逃失。自进气管流入的另一小部分气体，先向单旋风除尘器顶盖流动，然后沿排气管外侧向下流动，当到达排气管下端时，即反转向上随上升的中心气流一同从排气管排出。分散在这一部分上旋气流中的尘粒也随即被带走。

旋风除尘器出口接入湿法除尘器入口，引风机入口接在湿法除尘器出口，由引风机引出的烟气进入湿法除尘器。进入湿法除尘器的烟气首先碰到除尘器内斜隔板，大的颗粒沉降在水中，含尘气体在引风机的作用下继续向前运动，此时碰到斜隔板之间的立网，由于喷淋的作用使得此立网形成水膜，烟尘在水膜的作用下大部分尘粒与水黏附后留在水中。有一部分尘粒仍随气体运动并与大盘的冲击水滴和泡沫混合在一起，筒内形成一抛物线形的水滴和泡沫区域，含尘气体中的尘粒被水所捕集，并吸收烟气中的SO₂气体。筒壁四周三层交错分布的喷头在水泵压力的作用下喷出的水呈雾状，尘粒在水雾的作用下发生惯性碰撞、阻拦、扩散、吸附及水分子的凝聚作用，烟气中的烟尘颗粒与水之间或颗粒与颗粒之间相互结合，逐渐形成较大的粒子而被捕集随喷淋水排出，同时起到进一步脱硫的作用，从而达到环保要求。

净化气体中含尘的水滴经脱水装置与气流分离，干净的气体经引风管道由烟囱排入大气。

由于喷淋水洗除尘器使用的水是循环水池中的水，因而不存在二次污染的问题，随时间的增长循环水池中的水酸性增加，需加入石灰或电石泥进行中和，以保持循环水的pH值在7～8左右。

采用干、湿两级除尘，除尘效率高，能达标排放，运转可靠，可净化有害气体SO₂，除尘效率综合湿法除尘系统96%以上，粉尘排放量≤150mg/m³，林格曼黑度：Ⅰ级。

8.1.3.5 感应电炉除尘系统的设计

为降低一次投资和日常维护费用，减少能耗，降低除尘系统的运行费用，根据除尘系统必须保持一定的风压的特点，结合本工程实际运行工况，除尘主风机采用风量调节的节能方案。

在引风机的作用下，电炉工作时，高温烟气在热抬升力和捕集罩口负压场的作用下，与混入的冷风一起进入捕集罩，通过管网进入旋风分离器，然后再进入脉冲除尘器净化。经净化后的烟气通过引风机进入排气筒直接排入大气。

感应电炉除尘系统设计考虑的因素与冲天炉类似，但要注意以下两点：

（1）排烟量设计 在吹炼初期和后期烟气发生量较低，在中期（加氧期），由于炉内铁水温度升高，烟气量急剧增加。因此，在设计中必须按最大烟气量进行计算，并以此作为选取引风机和除尘器的过滤面积的依据。

1台2t中频电炉的排风量，按20000m³/h计算，进入除尘器的温度为70～120℃。

2台中频电炉共享一个除尘系统的排风量为：

2×20000=40000m³/h

考虑漏损应增加风量6%为2400m³/h

旋风分离应增加风量10%为4000m³/h

总排风量：40000+2400+4000=46400m³/h

（2）集烟罩的设计 采用移动式吸尘罩排烟形式。

8.1.3.6 感应电炉烟尘净化系统

1.典型的除尘净化系统

低压式离线脉冲袋式除尘器是集中十余年来的研究技术经验和成果，综合了目前国际上最优秀的离线脉冲喷吹除尘技术而向用户推出的一种具有国际水平的离线脉冲喷吹除尘器的技术和产品。

工作原理：除尘器主要由上箱体、中箱体、灰斗、进风均流装置、支架、滤袋及喷吹装置卸灰装置等组成。含尘空气从除尘器进风均流装置进入灰斗，并在灰斗导流装置的导流下，大颗粒的粉尘被分离，直接落入灰斗，而较细粉尘近均匀地进入中部箱体吸附在滤袋的外表面上，干净气体透过滤袋进入上箱体，并经各离线阀和排风管排入大气。随着过滤工况的进行，滤袋上的粉尘越积越多，当设备阻力达到限定的阻力值（一般设定为1800Pa）时，由清灰控制装置按差压设定值（或清灰时间设定值）自动关闭一室的离线阀后，按设定程序打开电控脉冲阀，进行停风喷吹，利用压缩空气瞬间喷吹使滤袋内压力骤增，将滤袋上的粉尘进行吹落（即使黏、细粉尘也能较彻底地清灰）至灰斗中，由排灰机构排出。其结构如图8-56，图8-57。

图8-56 吸尘罩结构

1—浇注排风侧吸罩 2—顶封板 3—气缸 4—闸板阀 5—吸风管 6—顶吸罩 7—侧封板

图8-57 布袋除尘系统

1—3t工频保温电炉 2—球化铁液包 3—吸烟口和调节阀 4—活节风管 5—3t中频熔化电炉 6—环形吸烟罩 7—扁袋除尘器 8—离心风机 9—排气

2.布袋除尘器构造特点

1）除尘器主要由箱体、灰斗、进风均流管、出口风管、支架、滤袋及喷吹装置、卸灰装置等组成。采用薄板型提升阀实现离线三状态，清灰技术先进、工作可靠。

2）设计合理的进风均流管和灰斗导流技术解决了一般布袋除尘器常产生的各分室气流不均匀的现象。

3）袋笼结构按不同工况有多种结构形式（八角形、圆形等）更换滤袋快捷简单。

4）滤袋上端采用弹簧胀圈形式，密封好；维修更换布袋笼标准长度为6m，还可根据需要增长1～2m。

5）电磁脉冲阀易损件膜片的使用寿命大于100万次。除尘器控制可采用先进的程控器，具有差压、定时、手动三种控制方式，对除尘器离线网、脉冲阀、卸灰间等实现全面系统控制。

6）除尘器控制可采用先进的计算机等距离控制器，有总差压、定时、手动三种控制方式供用户选择，对除尘器离线阀、脉冲阀、卸灰阀等实现全面系统控制，如有要求并可对本体上的传感元器件如温度、料位等进行自动报警控制。由清灰控制器对离线阀及电磁脉冲阀按设定程序实现定时开启。

3.布袋除尘器各系统主要工艺

（1）进气系统 进气系统包括进风口、进口节气阀、挡风板、导风板、分配筛等，含尘气流经输送管道进入各个袋室，风速降低，大部分粉尘直接落入灰斗，减少了滤袋的负荷；没有收下的粉尘与烟气一起经导风板通过分配筛进入袋室，充满整个空间，挡风板和分配筛保证了含尘气流和清灰气流沿着滤袋方向向上流动。如果业主要求将设备制造成在线清灰时，这种气流的移动方向可以大大减少清灰时的二次飞灰。

（2）滤灰系统 包括滤袋、袋笼、花板等，每个滤袋都套在一个袋笼上，目的是防止布袋被压瘪，花板用于支撑滤袋组件和分隔袋室和净气室，并作为除尘器滤灰系统组件的检修平台。

（3）清灰系统 包括净气管、压缩空气管、脉冲阀、提升阀、文氏管等，净气管平行地排列在预先组装的顶部净气室内，每一根净气管上都有若干小喷气嘴，这些小喷气嘴一一对应于每条滤袋上的文氏管。

净气管与外部压缩空气管连接，管的始端插入卡槽，末端与支撑角钢焊接，并用管卡定位。

除尘器顶部安装有压缩空气管道，管道与净气管相连。压缩空气由脉冲阀控制，脉冲阀与电磁阀相连接，整套清灰系统的运作由除尘器的控制系统统一控制。

检测收尘器两端差压的传感器固定在气管的出口和入口，根据差压计检测的差压信号控制收尘器的清灰周期。

（4）排气系统 由包括出口节气阀、排气管道等组成的除尘器净化气体排放系统。

（5）卸灰系统 除尘器卸灰采用密闭刮板输送机+双螺旋加湿机加湿的单点卸灰形式，卸灰设备有：星型卸灰阀8台，一级刮板输送机2台，加湿机1台，卸灰时依次开启星型卸灰阀，一级刮板输送机，一级刮板输送机，加湿机，不能同时给多个灰斗卸灰。

（6）控制系统 电气控制部分是整个除尘系统的指挥中心，控制部分是否可靠将直接影响到除尘系统能否正常工作，所以电气控制系统应满足工艺要求，运行稳定可靠，安全经济，操作简单，维护方便。