??? 針對現有機械類除塵器除塵效率低等特點，結合國內外除塵領域先進技術，經過多年實驗總結，在現有的理論基礎上我們提出了“富集層取出型分離理論”，富集層理論是對分離理論的創新，氣固分離理論的創新推動了分離設備的創新，分離設備的創新必將引起采用分離設備的相關行業的變革，特別是水泥行業設備的變革，變革的結果是高效、節能、降耗。應用富集層理論設計的產品已經獲得了多項國家專利技術，在實際的工程中被廣泛應用。

??? 富集層取出型分離理論

??? 在很多研究旋風分離器的文獻中，都提到在旋風分離器運行時，內筒壁附近有一層很薄的固體粒子層，這層固體粒子在旋渦軸向力和重力的雙重作用下向下運行，最終落入灰斗，我們稱這一固體粒子層為富集層。通過對富集層的研究我們提出了一個分離理論新思路：通過理論計算，合理設計除塵器結構，使在離心分離器內的富集層，不受干擾，完整引出分離器。

??? 該層內的固體粒子是以堆積容積密度占據分離器富集層的空間，在富集層與分離器運動過程中，由于富集層與管壁的摩擦阻力作用，富集層內的速度遠低于分離器內氣流運行的速度，在運動的過程中是逐漸增厚的。由于離心力的作用，較小的顆粒到達富集層后繼續運動通過較大顆粒的縫隙到達富集層下部，避免了小顆粒被氣流從新卷起，提高除塵效率。

??? 與傳統的機械類除塵器比較，富集層沉降室是利用顆粒的離心力作用原理進行沉降，沉降加速度為V2/R與氣流速度的平方成正比，遠大于靠顆粒自身重力作用沉降的沉降加速度g。煙氣流速愈大，除塵效率越高，綜合考慮一般控制煙氣流速在15m/s—20m/s之間，沉降效率顯著提高，在單位處理時間內，處理煙氣量明顯增加，這樣設備體積減少，除塵成本降低。

??? 通過該理論設計的除塵器，完全解決了影響旋風除塵器除塵效率的二次攜帶、上灰環、軸向逆流等主要問題，使除塵效率顯著提高，經過該除塵器的氣流，不需二次分離，是分離效率最高的機械類除塵器。

??? 通過大量實驗，我們驗證了該理論的可行性和優越性。圖1是在一臺2t/h燃煤鏈條爐排鍋爐上做的工業性實驗，采用兩個富集層分離器進行并聯而組成的分離器組對鍋爐煙氣的進行除塵。經山東省環保部門檢測結果顯示，除塵前，煙氣含塵濃度為1.207g/m3,流經除塵器后煙氣所含的顆粒濃度為61和38mg/m3（按過剩空氣系數=1.8再折算）滿足Ⅰ類地區Ⅱ時段的含塵量80mg/m3要求，熱態除塵效率為95.8%，除塵器阻力為665Pa。完全達到了國家規定的表1中《工業鍋爐旋風除塵器技術條件》所要求的性能標準.

工業鍋爐旋風除塵器熱態性能指標

??? 聯合型除塵器

??? 在實際的新建或改造項目中，為了滿足國家政策的要求，含塵煙氣排放必須環保排放標準，這就要求煙氣須經過靜電除塵器或袋除塵器，甚至經過電-袋聯合除塵器后才能達到環保要求。但由于現場空間等工況條件的限制，沒有足夠的場地空間建設大型的靜電除塵器或袋式除塵器。另外，電、袋除塵器建設和運行成本費用已經成為了企業很大的經濟負擔。針對這種情況我們借鑒了電—袋聯合除塵器的設計思路提出了應用富集層理論設計的富集層沉降室與電、袋除塵器相結合，稱之為富袋聯合除塵器和聯合型富集層除塵器，這兩項產品都已經取得了“產品專利”證明。
該項設計的優點是：

??? 富袋、富電聯合除塵器與電—袋聯合除塵器進行比較，具備了電—袋聯合除塵器的優點，可以達到電—袋收塵同樣的除塵效率。富集層沉降室取代了電—袋聯合收塵器的電收塵部分，簡化了電收塵部分控制，降低設備投資和運行費用。富袋聯合除塵器提高了袋除塵器部分的氣布比（過濾速度），增加了袋除塵器的單位時間處理能力，減小袋式除塵器的體積和投資建設費用和占地。進入布袋氣體濃度的降低，延長了袋除塵器的清灰間隔，降低了時間平均阻力，延長了布袋和設備的使用壽命，節省了每年運行維護的費用。

??? 聯合型富集層除塵器中富集層沉降室替代電收塵前一個或兩個電場除塵室。電除塵器電場數量減少，體積減小，造價低、耗材低，降低了投資建設費用。富集層沉降室阻力僅為700Pa，整個設備除塵電耗降低，控制操作簡單。聯合型富集層除塵器占地少，其中富集層沉降室運行可靠，在電收塵出現故障時，也可保證排放在Ⅱ～Ⅲ類排放標準內。

圖1 富集層分離器

??? 富集層沉降室體積小、造價低、運行可靠、除塵效率高等優點，在保證具有同樣除塵效率的基礎上，完全可以使整個設備體積小電、袋除塵的體積，適合于在改造項目中場地空間不足情況下應用；富集層沉降室成本造價低廉，其建造成本遠小于建設一個電除塵器的電場或建設一個袋除塵器的濾袋室所耗費的成本，另外，富集層沉降室幾乎不需要后期運行成本，節省了電除塵器運行電耗，或袋除塵器更換濾袋所帶來的高昂成本，這些優點都是在保證達到同樣除塵效率的情況下所具有的。此項設計是北京登普公司在研發、設計富集層除塵器中所產生的思路，真誠希望與電除塵器或袋除塵器廠家達成合作意向，共同完善、發展新一代除塵器。

??? 增能、零排放余熱發電系統

??? 富集層除塵器能夠完全解決風機的磨損問題，根據這一特點我們對現有熟料冷卻機余熱發電熱力循環系統進行改進，實現了增能、零排放最優余熱利用設計方案。

??? 在傳統的水泥行業中，窯頭蓖冷機冷卻系統是利用引風機抽取室溫下的空氣對水泥熟料進行冷卻，水泥余熱發電系統就是利用窯頭蓖冷機排放的②路溫度較高的煙氣經余熱鍋爐產生高溫蒸汽，高溫蒸汽經汽輪機后進行發電。②路煙氣經余熱鍋爐后與①路煙氣一起經除塵器除塵，在經風機后對空排放。排放系統如圖1所示。該系統是利用300℃～400℃的含塵煙氣進行發電，產生的蒸發量、蒸汽出口溫度較低、進而余熱發電量較低。要想提高發電量，就需要提高余熱鍋爐煙氣進口溫度，根據蓖冷機冷卻系統的特性，利用低溫煙氣對熟料進行冷卻，使煙氣循環利用，做到系統零排放，提高了進余熱鍋爐的煙氣溫度，增加發電量。

??? 為了能實現煙氣的循環利用，必須解決的是風機的磨損問題。北京登普公司應用富集層理論設計出了具有自主知識產權的除塵設備——斜置富集層分離器。該設備除塵效率達到了95%，流經該設備的煙氣，可以達到風機不磨損。根據這一特點北京登普公司對現有熟料冷卻機熱力循環系統進行改進，圖2 、圖3 、圖4 所
示。

圖2:

圖3：

圖4：

??? 根據熟料冷卻的特點，①、④路系統引風機引進室溫空氣對熟料進行冷卻，而②、③路系統是引風機利用余熱鍋爐和 ①路系統所產生的低溫煙氣，對熟料進行冷卻。圖2循環系統適用于新建余熱發電項目，圖3、圖4循環系統適用于對現有余熱發電系統進行改造項目，根據不同工況和用戶的要求選擇最優的解決方案。熱力循環系統特點是：

??? 1、斜置富集層除塵器除塵效率高，保證風機不磨損。

??? 2、②、③路系統利用低溫煙氣對熟料進行冷卻，減少了被煙氣攜帶排放的熱量，使熱量得以從新利用。

??? 3、②路系統排放的煙氣溫度提高，提高了余熱鍋爐進口煙氣溫度、蒸發量和蒸汽出口溫度，提高余熱發電量。該系統也減少了低溫能源的浪費，達到了高效、增能目的。

??? 4、整個系統煙氣循環利用，實現零排放，以100000m3/h風量為例，可減少粉塵排放量為5t/h。

??? 5、②、③路系統選用風機最高使用溫度200℃，壓頭分別增加1000Pa和2000Pa左右。風機運行成本小于由于零排放所省去的電除塵器和大功率引風機設備的運行成本，整體運行成本降低。富集層取出型理論是登普公司對分離理論的創新，富袋、富電聯合除塵器和增能、零排放余熱發電系統是富集層除塵器的最佳應用實例。我們可以根據客戶要求，設計出滿足不同工況條件的除塵器，保證余熱鍋爐、風機不磨損或達到國家規定的環保排放要求。

??? 作者：高吉國

??? 來源：北京登普環保科技開發有限公司