高效除尘（精选4篇）
高效除尘 篇1
0引言
矿山除尘主要采用湿法除尘[1,2,3,4,5],矿山粉尘具有分散度高、粒径小等特点,目前使用的湿式除尘器对矿山粉尘的除尘效率特别是微细粉尘除尘效率较低( 一般为80% ~ 90% ) ,阻力太大( 约为2000Pa) 、 耗水量大( 0. 5 ~ 1. 2kg /m3) ,且需要建立大面积的污水沉定池进行污水过滤,增加了初投资,形成了二次污染[6]。随着环保意识的不断增强,国家对粉尘的排放要求也越来越严格,湿式除尘设备已不适用。 袋式除尘设备已逐渐被矿山企业公认为治理粉尘排放的高效除尘设备,能够满足国家颁布实施的粉尘排放新标准。
袋式除尘器因其单位粉尘处理效率较高、处理费用较低,投资回收周期短,是当前冶金矿山行业首选的除尘设备。然而,由于矿山粉尘普遍较潮湿,目前使用的布袋除尘器在除尘过程中极容易吸收粉尘气流中的水分造成粘袋,使通风阻力增大,抽风量减小,不能控制住含尘空气外溢。与此同时,目前袋式除尘器单个滤袋过滤面积普遍较小,并需配套骨架使用,运行中存在体积庞大、易磨损,使用寿命短等一系列问题。因此,在较好的清灰效果条件下,如何研究出体积较小、性能参数较好、适合于捕集矿山粉尘的高效袋式除尘器,是当前迫切需要解决的问题。 滤料是袋式除尘器的核心部件,其性能的好坏是袋式除尘器能否长期稳定可靠运行的关键因素。本文提出了一种新型高效袋式除尘器是采用特殊滤料加工工艺和表面处理技术,使除尘设备体积减少三分之一左右,除尘效率高、憎水性好且运行阻力低,该除尘器在安徽省霍邱县刘塘坊铁矿除尘系统应用中取得了良好的除尘效果及节能效果。
1除尘器的技术特点
该新型高效袋式除尘器的技术特点是: 将过滤材料硬化表面处理技术、高效过滤技术、旋流切换清灰技术有机结合优化,用于同一装置中。利用一定工艺加工制成微孔膜过滤材料,微孔膜过滤材料与发泡剂、环氧树脂胶连剂等通过热塑成型,高温烘干,制成波纹过滤元件,具有憎水、抗污性能等特点, 适应矿山条件过滤材料。新型的波纹过滤材料及过滤单元除尘效率达99% 以上,滤料净阻力660Pa; 滤料清灰采用旋喷分流结构清灰,采用旋转多通路切换阀对不同过滤单元清灰。大大简化除尘器清灰结构,减少常规清灰结构方式的结构复杂,故障率高的缺陷。提高除尘器的清灰效果,保障除尘器稳定高效运行。
2过滤材料结构设计
进行滤料选择时,要考虑到粉尘特性,如气体温度、湿度、粒径和含尘浓度等。气流湿度高低会影响到粉尘是否粘袋; 气流温度太低或太高都会对滤袋产生不利影响; 气流含尘浓度对滤料寿命也会有明显的影响。另外,粉尘颗粒的硬度直接影响滤料的使用寿命,硬度大粉尘应采用较低的过滤速度。性能良好的滤料应容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力低、使用寿命长,同时具备耐温、耐磨、耐腐蚀、机械强度高等优点。滤料特性除与纤维本身的性质有关外,还与滤料表面结构有很大关系。表面光滑的滤料容尘量小,清灰方便,适用于含尘浓度低、粘性大的粉尘,采用的过滤速度不宜过高; 表面起毛( 绒) 的滤料容尘量大,颗粒能深入滤料内部,可以采用较高的过滤速度,但必须及时清灰。
2.1滤料的基料选择
目前,袋式收尘器使用的滤料主要有织造滤料、 非织造滤料、复合滤料三种类型,其基本材料都是纤维[7,8]。
织造滤料是用合股加捻的经、纬纱线或单线交织而成。通过经纬线间的空隙进行过滤分离含尘气体,滤料空隙率一般在30% ~ 40% 。织造滤料强度大,耐磨性强,但滤料本身阻力大,覆膜后可以实现表面过 滤,提高净化 效率和降 低滤袋工 作阻力[9,10]。
非织造滤料不经过一般的纺纱织造过程,目前袋式收尘器使用的大部分是针刺毡,针刺毡分为有基布和无基布两类。增加基布可以提高强度。把事先织好的基布放在上下纤维网之间,经过预针刺和主针刺加固,再进行必要的后处理就成为所需要的针刺毡滤料。针刺毡滤料中纤维呈立体交错排列, 利于形成粉尘层,没有直通的空隙,捕尘率高于一般织造滤料。针刺毡滤料没有或只有少量基布,所以空隙率一般在70% ~ 80% ,透气性好、阻力低[11]。
对于复合滤料,由于是用两种或两种以上各具特色的材料加工而成的滤料,这种滤料基本保持了各种材料良好性质,例如在针刺毡滤料或织造滤料表面覆以微孔膜制成的覆合滤料,可以实现表面过滤,提高了捕获率,而且由于粉尘只附着在滤袋表面易于剥离。覆膜滤料本身阻力较未覆膜时有所增加,但收尘器运行后由于是表面过滤,剥离性好,易清灰,尘粒不易堵塞滤料的孔眼,正常使用期的压力损失较低 且增长缓 慢,使用寿命 也较未覆 膜滤料长[12,13]。
综合分析织造滤料和非织造滤料的特点,本次过滤材料的基料选择针刺毡滤料( 即属于非织造滤料) ,相对于织造滤料,具有透气性好、阻力系数低、 过滤风速高、具有一定的刚性等特点。
2.2过滤材料的硬化和加工工艺
2.2.1过滤材料的硬化
过滤材料选用涤纶针制毡,特点是常温性能好, 能连续在130℃ 下工作,弹性回复性能好,强度为3. 52 ~ 5. 28CN / dtex,断裂伸长率30% ~ 40% ,其耐磨及耐热 性能优于 尼龙,强度较高。 厚度为2. 0mm,单位面积重量为500g / m2,对幅度按要求的尺寸进行剪裁,清除毛边,卷成卷备用。
把备用的针制毡开卷进入盛有硬化剂( 主要成分为硅酸盐类) 的槽中浸胶,缓慢移动滤料,使硬化剂浸透到滤料中,然后干燥,剪切或成波纹备用。
2.2.2硬化波纹滤料的制作[14]
硬化波纹滤料的制作过程比较复杂,只能在专门设计的加工设备上进行,其加工原理如图1所示, 由加热的移动齿板和两个上下运动的压头组成,压头1先压下,使料的一端固定,然后压头2压下,使硬化料成褶,再先后抬起压头1、2,压头抬起后,移动齿板。照此类推,即可连续生产出波纹滤料。
2.3过滤元件的类型及技术参数
将成型的波纹滤料根据需要可以制成圆形或扁形过滤元件,即相当于袋式除尘器的滤袋。简易模型如图2、3。
圆管型波纹过滤元件的过滤面积的计算可参照滤筒过滤面积计算公式:
式中,A代表过滤面积,m; L代表滤纸的折深, m; N代表折数; M为除尘滤筒的有效高度,mm。
以圆管型波 纹过滤元 件直径60mm、高度1700mm、折深45mm、折数为6计算,过滤面积为0. 918m2,相比长度为1700 mm、直径为60mm的滤袋( 过滤面积为0. 32m2) ,过滤面积扩大2. 9倍。
3滤料动态性能测试
试验滤料采用波纹滤料、针刺毡滤料、覆膜滤料,在一定的过滤风速下( v = 1. 0m/min) ,测定其定时清灰阻力和除尘效率。试验结果见图4、图5和表1。
由图4、图5可知,在过滤风速一定的情况下, 三种滤料的初始阻力基本相同,随着过滤时间的延长和清灰次数的增加,波纹滤料由于采用了表面处理,清灰后滤料初始阻力变化不大,阻力增加约5. 8% ,粉尘剥离率约97. 6% ; 覆膜滤料也因采取了特殊的表面处理,其阻力略有增加,阻力增加约12. 8% ,粉尘剥离率约96. 4% ; 针刺毡滤料的变化阻力相对较大,阻力增加约32. 1% ,粉尘剥离率相对较差。说明经过硬化处理后的波纹滤料,可实现真正意义上的表面过滤,运行过程中易清灰,运行阻力在多次清灰情况下基本平稳。
由表1可知,波纹滤料采取硬化处理后,具有覆膜滤料的特点,过滤性能上高于覆膜滤料和针刺毡滤料。对于呼吸性粉尘的过滤,波纹滤料和覆膜滤料过滤效率明显高于针刺毡滤料,而且波纹滤料的除尘效率降低趋势明显小于针刺毡滤料,同时在效率上略高于覆膜滤料,说明硬化剂的硬化处理效果较好,整体除尘效率相对比较稳定。
4应用实例
安徽刘塘坊矿业有限公司位于六安市霍邱县周集镇境内,矿山生产规模为竖井地下开采和选矿厂处理能力均为年产150万吨原矿。该矿井下粗破碎系统、选矿厂破碎、筛分系统以及皮带转运站系统等运行过程中会产生大量的粉尘,将设计的新型高效袋式除尘器应用于上述产尘点的除尘系统,除尘系统安装运行后,除尘效果良好,岗位粉尘浓度及排放浓度均符合国家标准。对井下粗破碎系统除尘器的主要性能指标( 包括除尘效率、设备阻力、漏风率等) 采集六组样品进行了现场监测,结果表明,除尘器的各项性能指标均达到了设计要求。
4.1除尘效率、漏风率及过滤速度测定
测试前提以净气箱静压保持在 - 2000Pa时测定的漏风率为准。利用浓度法计算除尘器总除尘效率,通过测定除尘器前后的空气含尘浓度及风量计算而得。除尘效率及漏风率、过滤速度监测结果见表2。
由表2可知,该除尘器在实际运行过程中,平均漏风率为2. 25% ,最大设备漏风率为3. 12% ,均低于设计目标要求( 设计目标漏风率为5% ) ,说明设备结构严 密性能优 异。平均除尘 效率可达 到99. 72% ,除尘效率最高可达到99. 84% ,最小也达到99. 61% 。随着粉尘负荷的增加,除尘效率随之增加,说明滤袋表面粉尘层增加,在易清灰、不堵塞滤袋及增加阻力的前提下,对提高除尘效率有一定的作用。
4.2除尘器阻力测定
除尘器阻力为除尘器进出口全压差,用毕托管和“U”压力计测定其阻力。除尘器运行时间与阻力关系见表3。
注: 清灰间隔时间设定为 60s、喷吹压力为 0. 3MPa。
三次运行均为连续运行,且在运行期间按设定要求进行清灰。由表3可知,该除尘器运行阻力均在1700Pa以内。三次运行情况分析如下:
1) 第一次连续运行时间为6个小时,阻力由1400Pa增加至1620Pa,增加幅度为15. 7% 。
2) 第二次连续运行时间为12个小时,前6个小时阻力由1450Pa增加至1630Pa,增加幅度 为12. 4% ; 后6个小时阻力由1630Pa增加至1680Pa, 增加幅度为3% 。
3) 第三次连续运行时间为24个小时,前6个小时阻力由1420Pa增加至1630Pa,增加幅度 为14. 9% ; 后12个小时阻力由1630Pa增加至1685Pa, 增加幅度为3. 4% 。
经分析,在开始运行的6个小时内,阻力上升较快,说明滤袋表面形成一层粉尘的粘附层; 随着运行时间的延长,阻力变化比较平缓,趋于稳定,说明该滤袋易清灰。因此,可以适当增加清灰周期,有效地保护了滤袋,提高了滤袋的使用寿命。
5结论
本文对涤纶针刺毡进行改进,设计了新型的高效硬化波纹袋式除尘器,通过现场应用对滤袋性能进行检验。结果表明,除尘器的性能指标达到了设计研究要求,是一种新型高效袋式除尘器,在工业生产系统中具有广泛的推广应用前景。
1) 以 φ60mm × 1700mm规格的滤袋计算,硬化波纹滤料制成的过滤元件过滤面积为0. 918m2,而同规格的圆形滤袋过滤面积为0. 32m2,过滤元件比常规滤袋增大约3. 0倍,同样处理风量、过滤风速的情况下,设备体积缩小,主要组成部件数量减少,一次性投资和日常维护成本均下降。
2) 简化了设备的结构,与常规滤袋或滤筒使用相比,无需用骨架支撑,过滤元件的使用寿命更长, 降低了维护工作量。
3) 采用特殊的硬化剂深层处理,成型后的波纹滤料强度高、憎水性好,具有覆膜滤料的特点,可实现真正意义上的表面过滤,实际运行过程中易清灰, 可以增加清灰周期时间,减少清灰次数,有效保护滤袋,提高了滤袋的使用寿命。
4) 现场应用测试结果表明,采取硬化剂处理后,除尘效率达到99. 72% ,运行阻力维持在1700Pa以内( 滤料阻力 + 设备结构阻力) ,达到设计要求目标。
脱硫除尘新装备高效环保 篇2
使用该装置于2015 年在四川省一家生物质加工企业, 建成了首套20 吨蒸汽/ 小时燃煤锅炉烟道气高效净化示范工程, 已通过中国环境科学学会组织的专家鉴定。随后在今年1 月, 在内蒙古庆华集团完成的高效旋流脱硫及液膜消旋除尘技术及装备在工业锅炉烟气净化中应用示范工程, 也通过了内蒙古自治区科技厅组织的专家鉴定。鉴定委员会一致认为该技术整体达到国际先进水平。
厦门大学特聘教授、北京中科净原公司董事长兼总经理尹应武博士介绍, 该项技术成果可以解决大流量雾化系统的稳定运行和在线更换问题, 并开辟了烟道气污染物净化及超低排放的简便实用新技术。主要创新点是发明和优化了流量、方向可调节, 形状可变化, 适用于不同用途的系列定型高效雾化装备系统, 成功实现了流体能量的巧妙和充分利用;通过效仿“龙卷风”形成原理, 实现了大流量液体物料大范围、充分均匀雾化和高速旋转, 可使净化燃煤烟气中SO2浓度接近“零”;开发了球形填料成膜除沫、除尘新技术, 破解了湿法脱硫造成雾沫夹带和粉尘难抑制的技术难题。
通过大量试验结果和示范工程运行证明, 该项成果使用的高效旋流技术及成膜深度除尘技术对燃煤锅炉烟道气净化过程强化效果显著, 具有高效、低设备投入、低运行成本和综合效益好等优势, 适合中高硫煤超低排放的要求。
尹应武表示, 这项技术经济实用、高效节能, 在烟道气零排放、消烟灭火、余热利用、污水高效处理、雾霾治理等领域有巨大应用前景, 可以应用于燃煤锅炉、焦炉烟气、燃气锅炉、小型及中型电厂烟道气除尘、脱硫、余热回收等领域。
高效除尘 篇3
干式过滤方法:使用玻璃纤维或其它过滤纤维材料对漆雾进行深床过滤,分离效率较低,对微细漆雾颗粒难以去除;过滤材料重复使用性和再生性较差。由于漆雾带有粘性,粘在过滤纤维上,需定期进行人工清理和更换,维护和材料成本较高,废弃的过滤材料需进行固废处理。
湿式分离方法:采用水喷淋、水膜等捕集工艺,使漆雾和水混合,得以去除漆雾;湿式分离效率低,对细小漆雾颗粒难以去除;处理后的废气湿度较高,影响后续废气治理[1];产生废水二次污染,需定期处理;另外,也有采用油代替水进行捕集和分离漆雾[2],其缺点和水法类似。
以上漆雾分离工艺,分离效率较低。这样携带漆雾残留的废气进入有机废气处理环节,如活性炭吸附、催化燃烧和催化分解等,残留漆雾将严重影响治理媒介,粘附活性炭表面、堵塞活性炭微孔、使催化剂失效、粘附分解电极等。大多数治理设施运营一段时间后出现治理媒介失效现象,需频繁清理和更换治理媒介,造成巨大维护成本,或索性闲置不用,污染问题得不到根本解决。
本文根据科技计划项目研究和试验结果,论述了应用PTFE覆膜滤芯干式脉冲除尘器,结合惰性粉剂包覆工艺,对漆雾进行高效分离,分离后漆雾残留浓度<0.1 mg/m3,从而避免后置VOC废气处理的上述难题。
1 漆雾分离新技术:惰性粉剂包覆加覆膜滤芯除尘器
采用PTFE覆膜脉冲干式除尘器,结合惰性粉剂包覆工艺,对漆雾进行高效分离。采用惰性粉剂,作为过滤辅助介质,先在滤芯表面形成一层惰性粉剂层,也所谓“滤芯预喷涂”,同时在湿式粘性漆雾进入除尘器前添加惰性粉剂进行混合、吸附和包覆,使漆雾形成粉球,粘度减小,靠自身重力和沉降气流的作用下落入灰斗;为了增强惰性粉剂使用效果,作为辅助环节,可以结合除尘器脉冲清灰频率,按照一定时序扬起灰斗内粉末,进行二次混合包覆。通过上述惰性粉剂包覆工艺,避免了漆雾对滤芯的粘附和阻塞,附着在滤芯表面的粉尘饼也容易被脉冲反吹清灰下来。这样循环往复,实现了漆雾的高效表面过滤分离。系统流程图见图1。
在整个系统中,对惰性粉剂添加装置、除尘器灰斗扬灰及除尘器滤芯脉冲清灰采用一体化电气有机控制,实现漆雾与惰性粉剂的高效混合、吸附和包覆,对滤芯进行有效保护。
2 惰性粉剂的选择
油漆/涂料品种繁多,按涂料产品分类、命名和型号标准GB2705-92,采用以涂料中的主要成膜物质为基础的分类方法,共分17类。而从挥发性角度,涂料由不挥发份和挥发份组成,不挥发份包括成膜物质、颜料和辅助成膜物质,挥发份指溶剂和稀释剂等。成膜物质主要有各类油脂、树脂、沥青、酯、醚、有机聚合物、橡胶等,溶剂和稀释剂主要成份有苯、甲苯、二甲苯、酮等[3]。
惰性粉剂选用经济易得的石灰石粉和粘土粉,两种粉剂成份和属性对比见表1。
对17类涂料成膜物质及溶剂稀释剂和上述两种惰性粉剂进行成份对比分析,发现两种惰性粉剂相对各种涂料成份均比较稳定,不发生化学反应或反应较弱。以17类涂料样品和上述两种惰性粉剂样品进行混合静置试验,除物理性质如粘稠度等有变化外,基本无影响性化学反应发生。
3 除尘器滤芯的选择
颗粒物的干式物理分离方式有三种,深床过滤、表面过滤和吸附[4]。考虑漆雾的粒径分布和形状以及湿性和粘度,要实现高效干式过滤分离,并且滤料要易清灰并能重复使用,选用表面过滤方式是最佳的。当前微孔发泡聚四氟乙烯PTFE覆膜滤料技术已较为成熟,具有高分离效率、低阻力和易清灰的特点。相比来讲,传统的纤维滤料常常表现为深床过滤,并依靠粉尘饼实现细粒径颗粒的分离,粘附性颗粒易嵌入至滤料纤维内,难清灰,易堵塞[5]。
PTFE覆膜滤料的过滤主要依靠膜的筛滤作用,其基布材料作为覆膜的支撑垫层。目前干式除尘器使用的滤芯种类主要有滤袋、滤筒和滤板等。滤袋为骨架支撑局部柔软形式,滤筒采用褶皱形式,对于漆雾这样湿式粘性的颗粒物,脉冲清灰和人工清理均较为困难。选用烧结聚乙烯硬管外覆PTFE膜的列管滤板(也称烧结板[6])形式是最佳的,多次的试验和应用证实了这一点,它综合了膜过滤和硬性基体的优点,表现为稳定的透气性和过滤阻力;纯表面无深床过滤;无褶皱,粉尘在通过光滑平整的表面时更容易脱离;可刷洗重复使用,使用寿命长;材料符合环保要求且能够回收利用。烧结聚乙烯硬管PTFE覆膜滤材的切面(GORE)见图2,图3为附着有粉尘饼的情况。
该滤板分离效率高,对于各类漆雾加惰性粉剂的混合颗粒物,其过滤后残留颗粒物浓度<0.1 mg/m3。滤板耐温范围在-5～60 ℃之间,短时间耐温可至-20～80 ℃。滤板正常使用寿命可达2万h以上。
滤板材料性能稳定,耐化学性良好。目标气溶胶为各种类型的漆雾和石灰石或粘土惰性粉剂的混合包覆粉尘和甲苯、二甲苯等溶剂气体。滤板可抵御上述气溶胶中各种成分的腐蚀性,其耐化学性见表2。
注:+表示有抵抗力;0表示有部分抵抗力;-表示无抵抗力。
4 惰性粉剂添加工艺
惰性粉剂主要在除尘器进风口或喷漆间排风口进行添加,其添加量根据漆雾废气风量和浓度进行配比确定。另外作为辅助方式,也可在料斗或灰桶里预先添置惰性粉剂,以压缩气吹激扬灰,增进混合、隔离和包覆效果。根据惰性粉剂添加量的大小,可采用气流吹吸方式和机械计量方式添加。例如,对于小风量低浓度漆雾,常采用气流吹吸式,此方式对系统风量影响小,耗能低。设计吹吸式添加机,对惰性粉剂采用压缩气喷吹扬灰,再使用小型风机抽吸送入加料点。对于大风量高浓度漆雾,则使用机械计量粉剂添加机进行添加更为合适。惰性粉剂的添加分连续性和脉冲周期性两种,前者设计简单,适合于惰性粉剂耗量低的情况,后者结合除尘器的脉冲反吹清灰频率进行有机的统一控制,使惰性粉剂的使用效率最大化。
5 惰性粉剂和漆雾在除尘中试系统中的配比试验
按图1设置的漆雾干式分离中试系统,以表1所列两种惰性粉剂试样对各类涂料进行了喷漆模拟配比试验。试验采用萨塔喷枪,喷嘴为1.1K3RP,喷涂气压2.5 bar(某些涂料由于其属性要求改用其它喷枪和喷涂压力),产生漆雾的粒径经检测在0.5～30 μm之间。惰性粉剂样品采用1 500目,涂料17大类每类中选取一种常用的,共34种配比组合。在每种组合试验时,相对漆雾量选取3种惰性粉剂添加量,在线监测漆雾浓度、风量、滤板阻力、脉冲反吹清灰前后滤板阻力变化。对记录的数据样本整理分析后,得出1 500目的石灰石粉和粘土粉剂相对于17类涂料喷涂漆雾的最佳配比,两种惰性粉剂针对不同漆雾表现各有强弱。之后,选取了天然树脂、丙烯酸树脂和环氧树脂三种涂料,使用800目的石灰石粉和粘土粉剂进行配比试验,把数据样本和同种涂料配比1 500目惰性粉剂试验进行了对比,从滤板阻力和清灰前后阻力变化上发现1 500目的包覆有效性比800目高出近1倍,说明惰性粉剂的粒径对漆雾的有效包覆非常重要。
例如,试验发现,1 500目石灰石粉剂和丙烯酸油漆漆雾的最佳质量配比比例为0.5:1。如一喷漆房漆雾废气处理风量为10 000 m3/h,漆雾浓度为150 mg/m3,则漆雾分离所需石灰石惰性粉剂的添加速度为0.75 kg/h。
6 结 语
采用漆雾分离新技术,漆雾颗粒得到高效分离,无颗粒物的废气进入后续处理段,处理装置使用寿命成倍增长。如采用活性碳吸附尾气VOC,据估算活性碳单次吸附寿命增加4～6倍。采用该新技术,避免了深床纤维过滤较高的人工清理成本和滤料更换成本或漆雾湿式分离中产生废水的二次污染。从项目试验发现,此套捕集和分离系统适用于除UV漆(紫外光固化漆)外几乎所有种类的喷漆漆雾。该技术已于若干漆雾废气治理项目中成功应用,取得良好效果,市场前景广阔。
摘要：根据科技计划项目研究和试验结果,论述了应用PTFE覆膜滤芯干式脉冲除尘器,结合惰性粉剂包覆工艺,对漆雾进行高效分离;使后续活性碳VOC吸附寿命增长约4～6倍,并避免了深床纤维过滤较高的人工清理成本和滤料更换成本或漆雾湿式分离中产生废水的二次污染。
关键词：漆雾,脉冲除尘器,PTFE覆膜,惰性粉剂,高效分离
参考文献
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高效除尘 篇4
各类锅炉、窑炉、焚烧炉、熔炉等经过燃烧排出大量气体污染物，其中排放大量烟尘等已经成为污染环境的主要因素。
目前，使用的干法除尘技术和电除尘器、袋除尘器投资大、成本高。袋除尘器一、二年需更换袋，增加成本，操作不便，企业只能配套烟气除尘系统：多管沉降室，旋风除尘器等繁琐附属设备，工作效率低，综合性能差，并且在运行中易出现堵塞等现象。为此，开发研制了高效强化复合式除尘净化设备。
高效强化复合式除尘净化设备技术含量高、投资少、占地面积小、耗能低、除尘净化效率高、较为适合我国国情，它不仅适合各种锅炉烟气除尘净化系统，而且也适合各种窑炉、焚烧炉、熔化炉、金属冶炼等烟气治理(或可作为预处理除尘净化装置)。
该项技术是综合国内外使用经验和有关资料分析研究实验的基础上开发研制的高新产品。设备内壁及部件表面为复合材料制造，耐磨、耐腐蚀，延长了使用寿命。表1为锅炉配套除尘系统工艺技术性能比较。
由表1中看出，经过链条炉和沸腾炉配套的使用证明，效率高、性能稳定，适应煤种变化，操作维修方便。
2 工作原理
烟气切向进入设备的筒体，气流由直线运动变为圆周运动，沿着筒壁向下作用，旋转过程中产生离心力。将重度大于气体的尘粒甩向筒壁，切向进口速度的动量和向下重力沿着壁面下落，与此上旋流细粉尘经旁通体下部，并随着旋转气体向下旋转。在反射锥旋流叶片的作用下，灰尘落入灰斗内，灰斗定时打开，将粉尘输送到储灰塔中。最后，净化气体，从排气净化分离机构排至大气层。
(1)一小部分气流携带细粉尘经过反射锥旋流叶片和分离筒体之间环隙，集尘于灰斗。分离后的气体，经反射锥排气孔到净化分离机构，又得到惯性分离，最后净化气体由引风机至烟囱排至大气层。
(2)在主烟气流进入分离筒体时，向下旋转产生离心分离、惯性碰撞，粗粒粉尘得到捕集后，同时一小部分气流夹带细粉尘在排气净化分离机构中，产生惯性碰撞，气固分离，沿着下旋转尘粒至分离筒体和沉降筒体。反射锥体旋流叶片又得到进一步分离，5～10μm以下的细粉尘落入灰斗，从而增加捕集细粉尘能力，避免二次返混，降低排气管的系统阻力，从而提高了除尘效率。
名称形式除尘作用力烟气进口速度/m·s-1粉尘粒径/μm粉尘浓度/g·m-3阻力/mmH2O效率/%金属耗量/kg·(1000m3·h)-1
3 设备的主要结构及特点
主要结构组成：180°烟气切向进给;分离筒体;旁筒体;反射锥旋流叶片机构;锥型灰斗;排气净化分离机构;沉降筒体等附件。
可根据用户现场的不同需要组成单筒、双筒、四筒、六筒体组合。如图1，反射锥旋流叶片5在实际运行中起到明显成效，β=65°～75°，γ=20°～25°，可使已经被分离的粉尘沿着分离筒体与反射锥旋流叶片5及沉降筒体6之间环隙落入锥形灰斗7，有效防止了上升净化气体重新把粉尘夹带问题，特别是5μm以下及5～10μm细粉尘卷起带走，因而提高了除尘效率。实践证明，若取消反射锥后，除尘效率明显下降。采用65°反射锥时，除尘效率为93%～96%，因为锥角大，粉尘停留在反射锥内就少，被上升气流夹带的可能性就小。65°～75°锥角对于较细粉尘的除尘效果更显著，但对于较粗粉尘的除尘效果不明显。
1.烟气切向进给机构2.旁筒体3.排气净化分离机构4.分离筒体5.反射锥旋流叶片6.沉降筒体7.锥形灰斗
当采用65°～75°反射锥角时除尘效率99%～99.5%，压力损失18mm H2O。
(1)反射锥顶部的透气孔设有导流板，气流与烟尘分离起导向作用，降低阻力，提高效率。
(2)透气孔中心线不对中或不水平，对除尘器效率有明显影响，因此，反射锥加工必须精确，安装必须对中。
(3)反射锥设有旋流叶片，按图1中B-B均匀分布，与反射锥外圆底端切线夹角γ=20°～25°。
高效强化复合式除尘净化系统增加了排气净化分离机构中的环型叶片与烟气流方向之间角度α=25°～28°，它的主要功能：一是消除进气烟尘形成的上灰环及设备内上盖结灰问题，并能使涡流区域的烟尘得到净化。二是设备内的烟气经过排气净化分离机构排出，能得到二次净化，从而提高净化效率，降低了压力损失。
设备设置旁筒体，实现了烟气分流净化作用，迫使涡流带到顶部的粉尘，经由旁筒体，进入向下旋转的主气流中，综合捕集。旁筒体因进口尘浓度的高低而异，浓度高，介质流动性差，旁筒体开度大，反之则小。
锅炉烟气除尘净化系统工艺流程如图2。
1.锅炉烟气进口2.高效强化复合式除尘净化设备3.引风机4.烟囱
4 效率分析与估算
实例：链条炉排，锅炉容量4t/h，处理烟气量12000m3/h，烟气温度150℃，排尘浓度2～3.5g/m3，按平均值2.8g/m3估算。
估算烟气净化出口排尘浓度：取除尘效率96.8%(按低值计算)
(1)12000×2.8=33.6kg·h-1
(2)33.6×0.968=32.52kg·h-1
(3)33.6-32.52=1.08kg·h-1
(4)1080000÷12000=90mg·m-3
链条锅炉烟尘经过治理后：排放浓度90mg/m3，排尘：1.05kg/h。
5 设备工作特点及主要技术性能
(1)具有旋转离心分离，惯性碰撞分离，沉降惯性分离，重力分离等特点。
(2)设置了180°烟气切向进给结构，分离筒体，反射锥旋流叶片，排气净化分离，沉降分离等结构，组合了高效强化功能。对粗粒经粉尘分离，亦适合对5～10μm以下细粉尘捕集。基本解决了锅炉烟气除尘设备中气体夹带粉尘问题。
(3)多级除尘，净化、效率高。
(4)结构与气流设置合理，阻力小。
(5)内壁与局部零件为复合材料制造，防腐、耐磨、耐温。
(6)适合工业炉烟负荷变化，含烟气浓度越高，除尘效率越高。
主要技术参数：处理烟气量：6000～120000m3/h;除尘效率：93%～96.8%;运行阻力：850～1450Pa;烟气进口流速：12～20m/s;筒内升速：4～6m/s;烟气黑度：(林格曼·级)≤1。
6 应用领域
适用于燃煤炉、炉窑的配套除尘系统或预先处理装置，可与湿式脱硫净化装置配套使用，也可单独用于熔炉、炼钢炼铁炉、焦炉等含尘浓度较高场合的烟气处理系统消烟除尘与回收。本设备具备有三项高新分离技术，也可单独作为烟气含尘浓度高(30g/m3以上)的分离较困难电除尘器，袋式除尘器配套使用。
7 结语
与国内外同类产品比较，处理烟气量大，适应炉烟负荷的变化，压阻低，净化效率高，性能稳定，投资少，成本低，重力轻(是国内同类产品的1/1.5～1/3)。采用了新工艺、新材料、新技术。最突出的是采用复合材料制造，内壁具有防腐、耐磨、不变形、寿命长的特点，不堵塞，无污染，操作维护简单，运行成本低，减少排污费0.6～12万元(如：净化烟气6000～120000m3/h)，各项排放指标达到国家排放标准。
该产品采用最优化的技术和工艺，国内独创，处于领先地位，是21世纪高科技创新产品，该产品已获国家实用新型专利证书(ZL02273210.1)。2003年曾获上海“酷捷杯”专利成果金奖。
摘要：针对有些电厂燃煤炉、窑炉、熔炉、炼钢炼铁炉及金属冶炼、化工、矿山等使用的工业烟气除尘系统设备效率低、污染环境、耗能高等问题。研发出一种技术先进、效率高、成本低、操作方便的XTG-Ⅱ型系列高效强化复合式除尘净化设备,用于各种工业烟气治理除尘净化系统中,收到了良好的效果。