湿式除尘器性能优化设计研究

湿式过滤除尘器在除尘过程中，关键环节为喷雾捕尘、过滤除尘、脱水降尘。另外，喷雾单元与过滤单元分布位置也影响除尘效率。而已有文献对喷雾单元及其位置进行了深入   ，   结果表明：风机前端顺喷的喷雾方式具有阻力小、的特点。因此，不再对喷雾单元及其位置进行   ，将过滤、脱水单元作为此次   的   内容，过滤单元分布位置作为   要   要素。

1、过滤单元分布位置的选择常见的湿式除尘器过滤单元布置，过滤单元布置在喷雾单元之后、风机之前，也即负压除尘方式。在这种方式下，喷雾雾滴与粉尘接触时间短，粉尘与雾滴还未充分混合就已到达过滤单元，因此除尘过程主要依靠喷雾在过滤单元形成的水膜来拦截粉尘。由于预湿润时间短，到达过滤单元之前，雾滴对粉尘的捕捉不够，因此除尘效率有限。另外，由于雾滴受风机转速2980r/min的高速搅拌，易形成干雾及   小粒径的水雾颗粒直接到达脱水单元，而脱水单元对小粒径水雾的脱水效率有限。

相比之下，正压除尘方式则弥补了负压除尘方式粉尘与雾滴接触时间短的不足。其过滤单元位于风机之后，风机前端喷雾的雾滴与粉尘经过风机的高速搅拌混合，可使雾滴雾化效果   好，   利于捕捉粉尘，又给予雾滴充分捕捉粉尘的时间，再通过过滤单元拦截，其除尘效率会相对较高。过滤单元的另一作用是将小颗粒雾滴凝聚成较大颗粒雾滴，因此，过滤单元置于风机之后有利于提升脱水单元的脱水效率。

为了验证正压除尘与负压除尘的除尘效率和脱水效率的差异，利用相同过滤单元的布置方式，在其他条件相同的情况下分别进行了除尘效率与脱水效率试验，其中负压除尘方式试验时其尾部有大量水雾。

正压除尘方式在除尘效率和脱水效率方面优于负压除尘方式。但正压除尘方式也有一个弊端，即含尘气流先经过风机，容易对风机造成磨损，因此不适用于含有粗颗粒粉尘、强腐蚀性气体的含尘气流。

结合除尘器在使用现场情况，煤矿掘进工作面的粉尘主要是煤尘和岩尘，通常不具有腐蚀性。而在配套工艺中，除尘器前端的吸尘罩有大颗粒阻挡网和8～20m的骨架风筒，吸尘罩口的风速为6～10m/s，风筒风速为8～12m/s，大颗粒粉尘在这一过程已经沉降，且在除尘器   处设有大颗粒拦截网进行二次拦截，因此大颗粒粉尘无法进入除尘器。综合以上分析，选择除尘器过滤单元位于风机之后，也即正压除尘方式。

2、过滤单元优化

过滤单元是湿式除尘器重要的降尘环节，其作用是拦截大部分尘雾气流并凝聚成尘水流出除尘器，同时将小颗粒尘雾滴凝聚成较大颗粒尘雾滴。不锈钢过滤网是湿式除尘器常采用的过滤单元，原机型采用单层不锈钢过滤网。由于过滤网强度较低并长期在风流与颗粒物作用下，过滤网易损坏，平均使用周期仅为1个月；其过滤网孔隙为610μm，能拦截颗粒较大的粉尘，但对小颗粒粉尘的拦截效率不高。

多层组合型过滤网具有粉尘拦截和的特点，其由多层过滤网及其之间间隔结构层组成。多层过滤网分级拦截不同粒径粉尘。结构层则具有加强过滤单元强度、提高使用周期作用；同时可保持过滤网间存在固定间隙，避免粉尘夹在过滤网之间引起过滤单元堵塞。但不同过滤网层数在不同风速下，其阻力与除尘效率不同。在此，对比   了在不同风速下，不同过滤网层数对应的阻力与除尘效率的关系。

风速越高，过滤单元阻力越大，除尘效率越低；过滤网层数越多，除尘效率越高，但阻力也越大。

在设计过程中，过滤网过滤风速越高，外形尺寸越小，但阻力也随之增大。风机可以供给的   大负载为1800Pa，喷雾单元阻力为110Pa，并且需要给脱水单元和除尘器应用工艺中的配套吸尘系统预留负载，由此推算可给予除尘器过滤单元的   大负载为900Pa。因此，基于阻力和过滤风速综合考虑，除尘器过滤网   终选用1层初级滤网+2层滤网的组合，设计风速为8m/s。