湿式除尘器

一、除尘不除烟的原因

湿式除尘器能除尘不能除烟的原因有二：一是烟尘具有疏水性，不易被水浸润捕集；二是烟尘粒径小，多数小于1μm不能被水雾润湿和分离。由于这两个原因，湿式除尘器用于工业炉窑、小型锅炉、冶炼炉净化时，经常会出现除尘不除烟的现象，粉尘排放浓度达标，烟气黑度排放不达标。

尘粒因碰撞或扩散而黏合的效率与尘粒直径的关系。大于0.3μm的尘粒是由于相互碰撞而黏合，效率随尘粒直径增加而加大。尘粒直径小于0.3~0.001μm者系借扩散而黏合。尘粒直径在0.3～0.01μm时难黏合。因此在湿式除尘器净化含细微烟霾的烟气时要采取相应的技术措施。

二、化学湿润除烟技术

1.化学湿润除尘机理

粉尘与液体（通常为水）相互附着的难易程度的性质称为粉尘的润湿性。当粉尘与液体接触时，如果接触面能扩大而相互附着，则粉尘能被润湿；如果接触面趋于缩小而不能附着，则粉尘不能被润湿。根据粉尘能够被水润湿的程度，一般可将粉尘分为容易被水润湿的亲水性粉尘（如锅炉飞灰、石英粉尘等）和难以被水润湿的疏水性粉尘（如石墨、黑、烟尘等）。粉尘的润湿性除与粉尘的生成条件、湿度、压力、含水率、表面粗糖度及荷电性等有关外，还与液体的表面张力、对粉尘的黏附力及相对于粉尘的运动速度等因素有关。例如，小于1μm的粉尘一般就很难被水润湿，这是因为微粒表面皆存在一层气膜，只有液滴以相对较高的速度冲击粉尘时，才能冲破气膜，将粉尘润湿。此外，粉尘的润湿性还随温度的升高而减小，随压力升高而加大，随液体表面张力的减少而增强。亲水性粉尘可采用湿法除尘，对疏水性粉尘在湿法除尘中，如果在水中加入某些湿润剂（如皂角素、平平加竺），可降低水的表面张力，提高粉尘的润湿性。

化学湿润剂用于提高水对粉尘的湿润能力和抑尘效果，特别适合于疏水性的呼吸性粉尘。化学湿润剂湿润粉尘的微观机理常用的解释是：水由较性分子组成，当水中添加某种适合的表面活性剂时，水的强较性现象部分消失，水的表面张力也随之减小；另外，疏水性粉尘表面吸收了表面活性剂，其疏水性转化为亲水性，因此，粉尘颗粒容易被水湿润。另一种解释是表面活性剂能提高粉尘颗粒在溶液中的电位，进而增加水对粉尘的湿润能力。当湿润剂用于湿润疏水性粉尘时，化学湿润剂的除尘可以提高湿式除尘器的除尘效果。

2.表面活性剂

化学湿润剂、发泡剂均由表面活性剂配制而成。所谓表面活性剂是指具有表面活，性能显著降低溶剂（通常为水）表面张力和液-液界面张力且具有一定结构、亲水亲油特性和特殊吸附性能的物质。

表面活性剂具有亲水亲油的特性，易于吸附、定向于物质表面（界面），能表现出降低表面（界面）张力、渗透、润湿、乳化、发泡、消泡、润滑、拒水、抗静电等一系列性能。作为化学抑尘剂的组分主要是利用其降低表面张力、渗透、润湿、乳化、发泡等性能。表面活性剂有以下五类。

（1）阴离子表面活性剂 制皂业所生产的肥皂即为阴离子表面活性剂，肥皂属高等脂肪酸盐。此外，有代表性的阴离子表面活性剂还有磺酸盐、硫酸酯盐、脂肪酰-肽缩合物、磷

酸酯等。阴离子表面活性剂一般具有良好的渗透、润湿、乳化、分散、增溶、起泡、抗静电

和润滑等性能，可用作为化学抑尘剂的重要组分。

（2）阳离子表面活性剂 阳离子表面活性剂溶于水发生离解所形成的阳离子具有表面活性，其亲水基可以含氮、磷或硫，在含氮的阳离子表面活性中，按氨原子在分子结构中的位置又可分为镀盐、季钩盐、氮苯和咪哗咪四类，其中以季锁盐类用途广，其次是钩盐类。

（3）两性表面活性剂 两性表面活性剂是指在同一分子中兼有阴离子性和阳离子性，以及在非离子性亲水基中有任意一种离子性质的物质。主要是指兼有阴离子性和阳离子性亲水基的表面活性剂。两性表面活性剂的阳离子部分可以是钓盐、季钓盐或咪类，阴离子部分则为羚酸盐硫酸盐、磺酸盐或磷酸盐。

（4）非离子表面活性剂 它在水溶液中由于不是以离子状态存在，故其稳定性高，不易受强电解质存在的影响，也不易受酸、碱的影响，与其他表面活性相容性好，在各种溶剂中溶解性均好。非离子表面活性剂按亲水基分类有聚乙二醇型、脂肪醇酰胺型和多元醇型三类。非离子表面活性剂在水中的润湿度随温度升高而降低。非离子表面活性剂具有良好的洗涤、分散、乳化、增溶、润湿、发泡、抗静电、杀菌和保护胶体等多种性能。

（5）高分子表面活性剂 高分子表面活性剂根据来源可分为天然的、半合成的和合成的三类。

3.活性剂用量与效果

活性剂的使用量因表面活性剂的种类、性能相差很大。通常表面活性剂溶水后其浓度0.005%～0.05%。供5μm 以下烟尘捕集率达到50%～70%（单独用清水时为0%，用合成洗涤剂为16%）。

4. 湿式化学除尘器

湿式化学除尘器是利用含化学抑尘剂的液体（通常是用添加湿润剂的水溶液）来除尘的设备。捕集粉尘有四种情况：①依靠在除尘器中产生的液滴捕捉尘粒，然后尘粒和液滴一起从气体中分离出来；②气体通过液体形成气泡而把尘粒捕捉；③依靠液体射流捕捉尘粒； ④依靠固体表面覆盖的一层液膜捕捉尘粒。在这些情况中，捕集粒子的机制主要是惯性、截留和扩散效应。不论是哪一种情况，往洗涤液中添加适合的化学湿润剂应该是有益的。湿式化学除尘器比普通湿式除尘器有利于捕集粒子，能提高除尘效率，相应减小设备体积和结构尺寸。缺点是化学湿润剂可能增加除尘器运行费用和设备构造的复杂性。