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市面上的物理除塵設備有很多種類，但大多都是遵循以下機理
1.粉塵的重力分離機理
以粉塵從緩慢運動的氣流中自然沉降為基礎的，從氣流中分離粒子是一種最簡單，也是效果最差的機理。因為在重力除塵器中，氣體介質處于湍流狀態(tài)，故而粒子即使在除塵器中逗留時間很長，也不能期求有效地分離含塵氣體介質中的細微粒度粉塵。
對較粗粒度粉塵的捕集效果要好得多，但這些粒子也不完全服從靜止介質中粒子沉降速度為基礎的簡單設計計算。
粉塵的重力分離機理主要適用于直徑大于l00～500μm的粉塵粒子。
2.粉塵離心分離機理
由于氣體介質快速旋轉，氣體中懸浮粒子達到極大的徑向遷移速度，從而使粒子有效地得到分離。離心除塵方法是在旋風除塵器內實現的，但除塵器構造必須使粒子在除塵器內的逗留時間短。相應地，這種除塵器的直徑一般要小，否則很多粒子在旋風除塵器中短暫的逗留時間內不能到達器壁。正直徑約l～2m的旋風除塵器內，可以十分有效地捕集l0μm以上大小的粉塵粒子。但工藝氣體流量很大，要求使用大尺寸的旋風除塵器，而這種旋風除塵器效率較低，只能成功地捕集粒徑大于70～80μm的粒子。對某些需要分離微細粒子的場合通常用更小直徑的旋風除塵器。
增加氣流在旋風除塵器殼體內的旋轉圈數，可以達到增加粒子逗留時間之目的。但這樣往往會增大被凈化氣體的壓力損失，而在除塵器內達到極高的壓力。當旋風除塵器內氣體圓周速度增大到超過l8～20m/s時，其效率一般不會有明顯改善。其原因是，氣體湍流強度增大，以及往往不予考慮的因受科里奧利力的作用而產生對粒子的阻滯作用。此外，由于壓力損失增大以及可能造成旋風除塵器裝置磨損加劇，無限增大氣流速度是不相宜的。在氣體流量足夠大的情況下可能保證旋風除塵器裝置實現高效率的一種途徑——并聯配置很多小型旋風除塵器，如多管旋風除塵器。但是，此時則難以保證按旋風除塵器均勻分配含塵氣流。
旋風除塵器的突出優(yōu)點是，它能夠處理高溫氣體，造價比較便宜，但在規(guī)格較大而壓力損失適中的條件下，對氣體高精度凈化的除塵效率不高。
3.粉塵慣性分離機理
粉塵慣性分離機理在于當氣流繞過某種形式的障礙物時，可以使粉塵粒子從氣流中分離出來。障礙物的橫斷面尺寸愈大，氣流繞過障礙物時流動線路嚴重偏離直線方向就開始得愈早。相應地，懸浮在氣流中的粉塵粒子開始偏離直線方向也就愈早。反之，如果障礙物尺寸小，則粒子運動方向在靠近障礙物處開始偏移（由于其承載氣流的流線發(fā)生曲折而引起）。在氣體流速相等的條件下，就可發(fā)現第二種情況的慣性力相應地較大。所以，障礙物的橫斷面尺寸愈小，順障礙物方向運動的粒子達到其表面的概率就愈大，而不與繞行氣流一道繞過障礙物。由此可見，利用氣流橫斷面方向上的小尺寸沉降體，就能有效地實現粉塵的慣性分離。將水滴（在洗滌器、文丘里管中）或纖維（在織物過濾器中）應用于粉塵的慣性分離，其原因就在于此。但是在利用此類沉降體時必須使粒子具有較大的慣性行程，這只有在氣體介質被賦予較大局部速度時才可能實現。因此，利用慣性機理分離粉塵，勢必給氣流帶來巨大的壓力損失。然而，它能達到很高的捕集效率，從而使這一缺點得以補償。借助上述機理可高效捕集幾微米大小的粒子，從而接近袋式除塵器、文氏管除塵器等高效率的除塵器。
利用慣性機理捕集粗粒度粉塵時，粉塵的特征是慣性行程較大，可降低對氣體急拐彎構件的要求。在這種情況下可以用角鋼或帶鋼制成百葉窗式除塵器以及各種煙道彎管作為這種構件，也可以在含塵氣流運動路徑中設置擋板，提高除塵效果。這種裝置的效率較低，通常與重力沉降裝置配合使用。
4.粉塵靜電力分離機理
靜電力分離粉塵的原理在于利用電場與荷電粒子之間的相互作用。雖然在一些生產中產生的粉塵帶有電荷，其電量和符號可能從一個粒子變向另一個粒子，因此，這種電荷在借助電場從氣流中分離粒子時無法加以利用。由于這一原因，電力分離粉塵的機理要求使粉塵粒子荷電。還可以通過把含塵氣流納入同性荷電離子流的方法達到使粒子荷電。
為了產生使荷電粒子從氣流中分離的力，必須有電場。電場是在順沿含塵氣流運動路徑設置的異性電極上形成電位差的結果。在直接靠近積塵電極的區(qū)域，這些力的作用顯示最為充分。因為在其余氣流體積內存在強烈湍流脈動。
荷電粒子受到的電力相當小，所以，利用靜電力機理實現粉塵分離時，只有使粒子在電場內長時間逗留才能達到高效率。這就決定了電力凈化裝置——電除塵器的一個主要缺點，即由于保證含塵氣流在電除塵器內長時間逗留的需要，電除塵器尺寸一般十分龐大，因而相應地提高了設備造價。
但是，與外形尺寸同樣龐大的高效袋式除塵器相比，其獨特優(yōu)點是電力凈化裝置不會造成很高的壓力損失，因而能耗較低。電力凈化的另一個重要優(yōu)點是，可以用來處理工作溫度達400℃的氣體，在某些情況下可處理溫度更高的氣體。
至于用電力方法可捕集的粒子最小尺寸，至今還沒有一個規(guī)定的粉塵細度極限。借助某些型式的電除塵器還可以有效地捕集工業(yè)氣體中的微細酸霧。
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