大氣污染處理工程第05章電除塵

1、n旋風(fēng)除塵器對(duì)于旋風(fēng)除塵器對(duì)于 dp 5m的粒子效率低，必須借助外的粒子效率低，必須借助外力（電場(chǎng)力等）捕集更小的粒子力（電場(chǎng)力等）捕集更小的粒子 。n使塵粒荷電并在電場(chǎng)力的作用下沉積在集塵極上使塵粒荷電并在電場(chǎng)力的作用下沉積在集塵極上n具有耗能小、氣流阻力小的特點(diǎn)。具有耗能小、氣流阻力小的特點(diǎn)。n電除塵器的主要優(yōu)點(diǎn)電除塵器的主要優(yōu)點(diǎn)壓力損失小，一般為壓力損失小，一般為200500Pa處理煙氣量大，可達(dá)處理煙氣量大，可達(dá)105106m3/h能耗低，大約能耗低，大約0.20.4kWh/1000m3對(duì)細(xì)粉塵有很高的捕集效率，可高于對(duì)細(xì)粉塵有很高的捕集效率，可高于99可在高溫或強(qiáng)腐蝕性氣體下操作可在

2、高溫或強(qiáng)腐蝕性氣體下操作n四個(gè)步驟四個(gè)步驟氣體電離氣體電離- -氣體在放電電極周圍的強(qiáng)電場(chǎng)作用下電離氣體在放電電極周圍的強(qiáng)電場(chǎng)作用下電離（高壓直流電暈放電）（高壓直流電暈放電）懸浮粒子荷電離子與顆粒碰撞接觸，顆粒帶上電荷懸浮粒子荷電離子與顆粒碰撞接觸，顆粒帶上電荷帶電粒子在電場(chǎng)內(nèi)遷移和捕集荷電顆粒在電場(chǎng)力作帶電粒子在電場(chǎng)內(nèi)遷移和捕集荷電顆粒在電場(chǎng)力作用下遷移至集塵極板上被捕獲用下遷移至集塵極板上被捕獲捕集物從集塵表面上清除振打除去接地電極上的粉捕集物從集塵表面上清除振打除去接地電極上的粉塵層并使其落入灰斗塵層并使其落入灰斗 按集塵極型式：按集塵極型式： 管式管式：電場(chǎng)強(qiáng)度高且變化均勻，但清灰較

3、困難：電場(chǎng)強(qiáng)度高且變化均勻，但清灰較困難 2 2 板式板式：電場(chǎng)強(qiáng)度變化不均勻，清灰方便、制作比較容易：電場(chǎng)強(qiáng)度變化不均勻，清灰方便、制作比較容易按電極在靜電除塵器內(nèi)的布置：按電極在靜電除塵器內(nèi)的布置： 單區(qū)式：氣流中顆粒的荷電與遷移、沉積在同一區(qū)域進(jìn)行，單區(qū)式：氣流中顆粒的荷電與遷移、沉積在同一區(qū)域進(jìn)行，廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)廣泛用于工業(yè)生產(chǎn) 雙區(qū)式雙區(qū)式：氣流中顆粒的荷電與遷移、沉積由兩個(gè)區(qū)域完成，：氣流中顆粒的荷電與遷移、沉積由兩個(gè)區(qū)域完成，多用于空氣調(diào)節(jié)器多用于空氣調(diào)節(jié)器n單區(qū)和雙區(qū)電除塵單區(qū)和雙區(qū)電除塵器器雙區(qū)電除塵器雙區(qū)電除塵器單區(qū)電除塵器單區(qū)電除塵器氣流方向：氣流方向： 立式：含塵氣流

4、至下而上，占地面積小，可捕集粒度較細(xì)顆粒，立式：含塵氣流至下而上，占地面積小，可捕集粒度較細(xì)顆粒，但容易產(chǎn)生再飛揚(yáng)。但容易產(chǎn)生再飛揚(yáng)。 臥式：含塵氣流沿水平方向流動(dòng)，可分電場(chǎng)供電，避免各電場(chǎng)間臥式：含塵氣流沿水平方向流動(dòng)，可分電場(chǎng)供電，避免各電場(chǎng)間相互干擾，以利于除塵效率的提高，容易實(shí)現(xiàn)除塵顆粒在大小荷相互干擾，以利于除塵效率的提高，容易實(shí)現(xiàn)除塵顆粒在大小荷組成上的分級(jí)，可減輕二次飛揚(yáng)，但占地面積大，投資高、制作組成上的分級(jí)，可減輕二次飛揚(yáng)，但占地面積大，投資高、制作比較容易比較容易清灰方式：清灰方式： 干式：機(jī)械、電磁、壓縮空氣等方式清灰、處理氣體溫度可達(dá)干式：機(jī)械、電磁、壓縮空氣等方式清灰

5、、處理氣體溫度可達(dá)350450350450，有利于回收有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的積塵，有利于回收有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的積塵 濕式：采用液體清洗集塵極和放電電極，因無(wú)粉塵飛揚(yáng)，除塵效濕式：采用液體清洗集塵極和放電電極，因無(wú)粉塵飛揚(yáng)，除塵效率高，但操作溫度要求低，適用于收集無(wú)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的顆粒率高，但操作溫度要求低，適用于收集無(wú)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的顆粒n“電子雪崩電子雪崩” 電壓達(dá)到一定大小時(shí)，放電電極附近具有相當(dāng)高的電場(chǎng)強(qiáng)度，電壓達(dá)到一定大小時(shí)，放電電極附近具有相當(dāng)高的電場(chǎng)強(qiáng)度，氣體所含固有的少量電子被加速到足夠的速度并具有足夠氣體所含固有的少量電子被加速到足夠的速度并具有足夠的能量，當(dāng)與中性氣體分子碰撞時(shí)，將中性分子中的電

6、子的能量，當(dāng)與中性氣體分子碰撞時(shí)，將中性分子中的電子碰出，從而使中性分子又電離出正離子和自由電子，如此碰出，從而使中性分子又電離出正離子和自由電子，如此多次反復(fù)，放電電極周圍聚集大量自由電子和氣體離子。多次反復(fù)，放電電極周圍聚集大量自由電子和氣體離子。這一過(guò)程稱為這一過(guò)程稱為“電子雪崩電子雪崩”n“電暈現(xiàn)象電暈現(xiàn)象” 氣體分子離子化的過(guò)程又產(chǎn)生大量電子電暈現(xiàn)象在氣體分子離子化的過(guò)程又產(chǎn)生大量電子電暈現(xiàn)象在“電電子雪崩子雪崩”過(guò)程中，伴隨著光的閃射，且時(shí)常發(fā)出響聲，這過(guò)程中，伴隨著光的閃射，且時(shí)常發(fā)出響聲，這一現(xiàn)象稱為一現(xiàn)象稱為“電暈現(xiàn)象電暈現(xiàn)象”n電暈區(qū)放電電極附近、氣體離子化區(qū)域；極線周圍電

7、暈區(qū)放電電極附近、氣體離子化區(qū)域；極線周圍23mm范圍內(nèi)范圍內(nèi)n電暈外區(qū)遠(yuǎn)離金屬絲，電場(chǎng)強(qiáng)度降低，不發(fā)生氣體電離，電暈外區(qū)遠(yuǎn)離金屬絲，電場(chǎng)強(qiáng)度降低，不發(fā)生氣體電離，電暈現(xiàn)象消失，電子被氣體分子捕獲電暈現(xiàn)象消失，電子被氣體分子捕獲電子去向：電子去向： 被電負(fù)性氣體被電負(fù)性氣體“吸住吸住”（如氧氣、水蒸氣、二氧化（如氧氣、水蒸氣、二氧化碳、氯氣、二氧化硫等）形成氣體負(fù)離子向正極遷碳、氯氣、二氧化硫等）形成氣體負(fù)離子向正極遷移或與塵粒碰撞（顆粒荷電）移或與塵粒碰撞（顆粒荷電） 直接跑向集塵極（正極）直接跑向集塵極（正極） 很大電流、火花放電，很大電流、火花放電，破壞放電，使電離過(guò)程不能破壞放電，使電

8、離過(guò)程不能 穩(wěn)定進(jìn)行，從而不能進(jìn)穩(wěn)定進(jìn)行，從而不能進(jìn)行除塵行除塵n自由電子和氣體離子是粒子荷電的電荷來(lái)源自由電子和氣體離子是粒子荷電的電荷來(lái)源n 正、負(fù)電暈極在空氣中的電暈電流一電壓曲線正、負(fù)電暈極在空氣中的電暈電流一電壓曲線 n電暈區(qū)范圍逐漸擴(kuò)大致使極間空電暈區(qū)范圍逐漸擴(kuò)大致使極間空氣全部電離電場(chǎng)擊穿；相應(yīng)的電氣全部電離電場(chǎng)擊穿；相應(yīng)的電壓擊穿電壓壓擊穿電壓n在相同電壓下通常負(fù)電暈電極產(chǎn)在相同電壓下通常負(fù)電暈電極產(chǎn)生較高的電暈電流，且擊穿電壓也生較高的電暈電流，且擊穿電壓也高得多高得多 n工業(yè)氣體凈化傾向于采用穩(wěn)定性工業(yè)氣體凈化傾向于采用穩(wěn)定性強(qiáng)，操作電壓和電流高的負(fù)電暈極；強(qiáng)，操作電壓和電

9、流高的負(fù)電暈極；n空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用正電暈極，好空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用正電暈極，好處在于其產(chǎn)生臭氧和氮氧化物的量處在于其產(chǎn)生臭氧和氮氧化物的量低低n起始電暈電壓開(kāi)始產(chǎn)生電暈電流所施加的電壓起始電暈電壓開(kāi)始產(chǎn)生電暈電流所施加的電壓管式電除塵器內(nèi)任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度管式電除塵器內(nèi)任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 其中其中b b：管式電極半徑，：管式電極半徑，a a：電暈線半徑：電暈線半徑起始電暈電壓與煙氣性質(zhì)和電極形狀、幾何尺寸等因起始電暈電壓與煙氣性質(zhì)和電極形狀、幾何尺寸等因素有關(guān)，起始電暈所需要電場(chǎng)強(qiáng)度（皮克素有關(guān)，起始電暈所需要電場(chǎng)強(qiáng)度（皮克peckpeck經(jīng)驗(yàn)公經(jīng)驗(yàn)公式）式） （ 5-25-2） 一空氣的相對(duì)密度一空

10、氣的相對(duì)密度 m m導(dǎo)線光滑修正系數(shù)，無(wú)因次，導(dǎo)線光滑修正系數(shù)，無(wú)因次，0.50.5m m1.0 1m時(shí)，隨顆粒粒徑的減小，除塵效率降低時(shí)，隨顆粒粒徑的減小，除塵效率降低n當(dāng)當(dāng)0.1d1m時(shí)，除塵效率恒定，幾乎不受顆粒粒時(shí)，除塵效率恒定，幾乎不受顆粒粒徑減小的影響徑減小的影響n顆粒特性顆粒特性-粉塵比電阻的影響粉塵比電阻的影響 顆粒比電阻反映極塵極顆粒的導(dǎo)電性顆粒比電阻反映極塵極顆粒的導(dǎo)電性 定義：厚定義：厚1cm1cm，覆蓋，覆蓋1 1m m2 2收集面積的粉塵層電阻收集面積的粉塵層電阻 影響粉塵層比電阻除粒子溫度和組成之外，還包括粒子大小影響粉塵層比電阻除粒子溫度和組成之外，還包括粒子大小

11、和形狀，粉塵層厚度和壓縮程度，施加于粉塵層的電場(chǎng)強(qiáng)度和形狀，粉塵層厚度和壓縮程度，施加于粉塵層的電場(chǎng)強(qiáng)度等等 在評(píng)價(jià)電除塵器的操作性能時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的粉塵比電阻在評(píng)價(jià)電除塵器的操作性能時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的粉塵比電阻數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) n煙氣濕度和溫度對(duì)粉塵比電阻的影響煙氣濕度和溫度對(duì)粉塵比電阻的影響a.飛灰飛灰 b.水泥窯粉塵水泥窯粉塵n高比電阻粉塵對(duì)電除塵器性能的影響高比電阻粉塵對(duì)電除塵器性能的影響 高比電阻粉塵會(huì)干擾電場(chǎng)條件，導(dǎo)致除塵效率下降高比電阻粉塵會(huì)干擾電場(chǎng)條件，導(dǎo)致除塵效率下降比電阻介于比電阻介于10101011/cm之間時(shí)，操作電壓降低之間時(shí)，操作電壓降低高于高于1011/cm時(shí)，產(chǎn)生明顯

12、反電暈時(shí)，產(chǎn)生明顯反電暈n克服高比電阻影響的方法克服高比電阻影響的方法 保持電極表面盡可能清潔保持電極表面盡可能清潔采用較好的供電系統(tǒng)采用較好的供電系統(tǒng)煙氣調(diào)質(zhì)煙氣調(diào)質(zhì) 增加煙氣濕度，或向煙氣中加入增加煙氣濕度，或向煙氣中加入SOSO3 3、NHNH3 3，及，及NaNa2 2COCO3 3等化等化合物，使粒子導(dǎo)電性增加。最常用的化學(xué)調(diào)質(zhì)劑是合物，使粒子導(dǎo)電性增加。最常用的化學(xué)調(diào)質(zhì)劑是SOSO3 3 改變煙氣溫度改變煙氣溫度 向煙氣中噴水，同時(shí)增加煙氣濕度和降低溫度向煙氣中噴水，同時(shí)增加煙氣濕度和降低溫度n除塵器結(jié)構(gòu)的影響除塵器結(jié)構(gòu)的影響集塵極面積集塵極面積 集塵極面積越大，被捕集的機(jī)會(huì)大增，

13、除塵效集塵極面積越大，被捕集的機(jī)會(huì)大增，除塵效率提高率提高 比集塵面積（比集塵面積（A/QA/Q）：）： A/QA/Q值大，除塵效率高值大，除塵效率高集塵極與電暈極之間距離集塵極與電暈極之間距離 氣流速度一定的情況下，極間距越小，顆粒在一定趨進(jìn)速度氣流速度一定的情況下，極間距越小，顆粒在一定趨進(jìn)速度下向極板移動(dòng)的時(shí)間越短，越易被捕集下向極板移動(dòng)的時(shí)間越短，越易被捕集 過(guò)小的板間距易造成二次飛揚(yáng)過(guò)小的板間距易造成二次飛揚(yáng)n操作參數(shù)的影響操作參數(shù)的影響場(chǎng)強(qiáng)場(chǎng)強(qiáng)電暈功率電暈功率 除塵效率隨電場(chǎng)強(qiáng)度及除塵效率隨電場(chǎng)強(qiáng)度及電暈功率的增大而提高電暈功率的增大而提高n氣流速度與分布的影響氣流速度與分布的影響

14、氣流速度過(guò)高，降低效率氣流速度過(guò)高，降低效率（二次飛揚(yáng)，振打清灰時(shí)落下塵粒被卷走）（二次飛揚(yáng)，振打清灰時(shí)落下塵粒被卷走）一般斷面風(fēng)速一般斷面風(fēng)速0.60.61.51.5m/sm/s氣流分布均勻性影響很大氣流分布均勻性影響很大 n電除塵器的選擇和電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)仍然主要采用經(jīng)驗(yàn)公式類比方法仍然主要采用經(jīng)驗(yàn)公式類比方法 參數(shù)參數(shù)符號(hào)符號(hào)取值范圍取值范圍板間距板間距S2328cm驅(qū)進(jìn)速度驅(qū)進(jìn)速度318cm/s比集塵極表面積比集塵極表面積A/Q3002400m2（1000m3/min）氣流速度氣流速度v12m/s長(zhǎng)高比長(zhǎng)高比L/H0.51.5比電暈功率比電暈功率Pc/Q180018000W/(

15、1000m3/min)電暈電流密度電暈電流密度Ic/A0.051.0A/m2平均氣流速度平均氣流速度 煙煤鍋爐煙煤鍋爐v1.11.6m/s褐煤鍋爐褐煤鍋爐v1.82.6m/sn電除塵器的選型設(shè)計(jì)電除塵器的選型設(shè)計(jì)n1.收集有關(guān)資料收集有關(guān)資料 廢氣流量、溫度、含水率；顆粒粒徑、密度、比電阻；設(shè)廢氣流量、溫度、含水率；顆粒粒徑、密度、比電阻；設(shè)備安裝空間等備安裝空間等n2.確定粉塵有效驅(qū)進(jìn)速度確定粉塵有效驅(qū)進(jìn)速度 影響粉塵驅(qū)進(jìn)速度的因素很多，主要有結(jié)構(gòu)形式與運(yùn)行條影響粉塵驅(qū)進(jìn)速度的因素很多，主要有結(jié)構(gòu)形式與運(yùn)行條件。件。n3.確定除塵效率確定除塵效率 按廢氣進(jìn)口含塵濃度及出口允許排放濃度確定，同

16、時(shí)考慮按廢氣進(jìn)口含塵濃度及出口允許排放濃度確定，同時(shí)考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面的影響。技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面的影響。n4.確定集塵集板面積確定集塵集板面積 根據(jù)德意希方程計(jì)算積塵極板面積，進(jìn)行電除塵器的選型。根據(jù)德意希方程計(jì)算積塵極板面積，進(jìn)行電除塵器的選型。n5.驗(yàn)算電場(chǎng)風(fēng)速驗(yàn)算電場(chǎng)風(fēng)速 選定型號(hào)后進(jìn)行驗(yàn)算，若在選定型號(hào)后進(jìn)行驗(yàn)算，若在0.71.3m/s 范圍內(nèi)，說(shuō)明選型范圍內(nèi)，說(shuō)明選型合理，否則，重新選型合理，否則，重新選型。n比集塵表面積的確定比集塵表面積的確定 根據(jù)運(yùn)行和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，確定有效驅(qū)進(jìn)速度根據(jù)運(yùn)行和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，確定有效驅(qū)進(jìn)速度e e按德意希按德意希方程求得比集塵表面積方程求得比集塵表面積A/Qn長(zhǎng)高

17、比的確定長(zhǎng)高比的確定集塵板有效長(zhǎng)度與高度之比，直接影響振打清灰時(shí)二集塵板有效長(zhǎng)度與高度之比，直接影響振打清灰時(shí)二次揚(yáng)塵的多少次揚(yáng)塵的多少要求除塵效率大于要求除塵效率大于99%時(shí)，除塵器的長(zhǎng)高比至少要時(shí)，除塵器的長(zhǎng)高比至少要1.01.5。ee11111/ln()ln()A QPn氣流速度的確定氣流速度的確定通常由處理煙氣量和電除塵器過(guò)氣斷面積，計(jì)算煙氣通常由處理煙氣量和電除塵器過(guò)氣斷面積，計(jì)算煙氣的平均流速的平均流速平均流速高于某一臨界速度時(shí)，作用在粒子上的空氣平均流速高于某一臨界速度時(shí)，作用在粒子上的空氣動(dòng)力學(xué)阻力會(huì)迅速增加，粉塵的重新進(jìn)入量亦迅速增動(dòng)力學(xué)阻力會(huì)迅速增加，粉塵的重新進(jìn)入量亦迅速

18、增加加n氣體的含塵濃度氣體的含塵濃度如果氣體含塵濃度很高，電場(chǎng)內(nèi)塵粒的空間電荷很高，如果氣體含塵濃度很高，電場(chǎng)內(nèi)塵粒的空間電荷很高，易發(fā)生電暈閉塞易發(fā)生電暈閉塞應(yīng)對(duì)措施提高工作電壓，采用放電強(qiáng)烈的芒剌型電應(yīng)對(duì)措施提高工作電壓，采用放電強(qiáng)烈的芒剌型電暈極，電除塵器前增設(shè)預(yù)凈化設(shè)備等暈極，電除塵器前增設(shè)預(yù)凈化設(shè)備等n電除塵器的輔助設(shè)計(jì)因素電除塵器的輔助設(shè)計(jì)因素 電暈電極：支撐方式和方法電暈電極：支撐方式和方法集塵電極：類型、尺寸、裝配、機(jī)械性能和空氣動(dòng)力學(xué)性能集塵電極：類型、尺寸、裝配、機(jī)械性能和空氣動(dòng)力學(xué)性能整流裝置：額定功率、自動(dòng)控制系統(tǒng)、總數(shù)、儀表和監(jiān)測(cè)裝置整流裝置：額定功率、自動(dòng)控制系統(tǒng)、總數(shù)、儀表和監(jiān)測(cè)裝置電暈電極和集塵電極的振打機(jī)構(gòu)：類型、尺寸、頻率范圍和強(qiáng)度調(diào)整、總數(shù)和排列電暈電極和集塵電極的振打機(jī)構(gòu)：類型、尺寸、