大氣污染教案-第八章 靜電除塵

1、第八章第八章 電除塵器電除塵器靜電除塵器外形靜電除塵器外形n一、電除塵的除塵原理一、電除塵的除塵原理n1、電除塵是何種電除塵是何種裝置呢？裝置呢？n概括而言，電除塵概括而言，電除塵是利用是利用強(qiáng)電場強(qiáng)電場使氣使氣體發(fā)生體發(fā)生電離電離，氣體，氣體中的粉塵荷電在電中的粉塵荷電在電場力的作用下，使場力的作用下，使氣體中的懸浮粒子氣體中的懸浮粒子分離出來的裝置。分離出來的裝置。2、電除塵器的工作原理、電除塵器的工作原理 電暈極置于圓管中電暈極置于圓管中心，靠下端的重錘心，靠下端的重錘張緊。含塵氣流從張緊。含塵氣流從除塵器下端進(jìn)口引除塵器下端進(jìn)口引入，凈化氣體從上入，凈化氣體從上部出口排出。部出口排出。

2、 管式電除塵器1高壓直流電源 2高壓電纜 3絕緣子4凈化氣體出口 5電暈極 6收塵極7重錘 8含塵氣體進(jìn)口右圖為管式電除塵器示意圖。 接地的金屬圓管叫收塵收塵極極( (或集塵極或集塵極) )。 與高壓直流電源相連的細(xì)金屬線叫電暈極電暈極( (或放或放電極電極) )。3、電除塵器中的凈化過程、電除塵器中的凈化過程 用電除塵的方法分離氣體中的懸浮離子，需四個用電除塵的方法分離氣體中的懸浮離子，需四個步驟：步驟：氣體電離氣體電離粉塵荷電粉塵荷電粉塵沉集粉塵沉集清灰清灰在電暈極與收塵極之間施加直流高電壓在電暈極與收塵極之間施加直流高電壓( (一一般為負(fù)高壓般為負(fù)高壓) )，使電暈極附近的氣體電離，使電

3、暈極附近的氣體電離( (即即電暈放電電暈放電) )，生成大量正負(fù)離子。，生成大量正負(fù)離子。 在電暈區(qū)在電暈區(qū)( (其范圍一般限于距電暈極周圍其范圍一般限于距電暈極周圍2 23mm3mm處處) )內(nèi)，正離子立即被電暈極內(nèi)，正離子立即被電暈極( (負(fù)極負(fù)極) )吸引吸引過去，負(fù)離子則因受電場力的驅(qū)使向收塵極過去，負(fù)離子則因受電場力的驅(qū)使向收塵極( (正極正極) )移動，并充滿到兩極間的絕大部分空移動，并充滿到兩極間的絕大部分空間。含塵氣流通過電場空間時，負(fù)離子與粉間。含塵氣流通過電場空間時，負(fù)離子與粉塵碰撞并附在其上，使粉塵荷電。塵碰撞并附在其上，使粉塵荷電。 荷電粉塵在電場中受庫侖力的作用被驅(qū)向

4、收塵極，到荷電粉塵在電場中受庫侖力的作用被驅(qū)向收塵極，到達(dá)收塵極后，放出負(fù)電荷并沉積在其上。達(dá)收塵極后，放出負(fù)電荷并沉積在其上。 電除塵器中除塵過程示意電除塵器中除塵過程示意1 1電暈極；電暈極；2 2電子；電子；3 3離子；離子；4 4塵粒；塵粒；5 5集塵極；集塵極；6 6供電裝置；供電裝置；7 7電暈區(qū)電暈區(qū)主要主要優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）除塵效率高，可高于）除塵效率高，可高于99%；（2）消耗能量小，壓力損失一般為）消耗能量小，壓力損失一般為200-500Pa；（3）處理煙氣量大，可處理處理煙氣量大，可處理500以下的高溫、高以下的高溫、高濕煙氣；濕煙氣；（4）能連續(xù)操作，自動化程度高。）能

5、連續(xù)操作，自動化程度高。主要主要缺點(diǎn)缺點(diǎn):（1）設(shè)備龐大，占地面積大；）設(shè)備龐大，占地面積大；（2）一次性投資高；）一次性投資高；（3）不易實(shí)現(xiàn)高比電阻和低比電阻粉塵的捕集。）不易實(shí)現(xiàn)高比電阻和低比電阻粉塵的捕集。 隨著工業(yè)的發(fā)展，應(yīng)用于生產(chǎn)的大型生產(chǎn)設(shè)備日益增隨著工業(yè)的發(fā)展，應(yīng)用于生產(chǎn)的大型生產(chǎn)設(shè)備日益增多，所要求處理的煙氣量也大為增加。例如多，所要求處理的煙氣量也大為增加。例如500t500t平爐的煙氣平爐的煙氣量達(dá)量達(dá)5 510105 5m m3 3h h；6 610105 5kWkW汽輪發(fā)電機(jī)所配鍋爐的煙氣量在汽輪發(fā)電機(jī)所配鍋爐的煙氣量在3030105m105m3 3/h/h以上，如果

6、采用袋式除塵器，需要以上，如果采用袋式除塵器，需要3 3萬多條濾袋萬多條濾袋( (按袋徑按袋徑120mm120mm，高，高2.0m2.0m，過濾風(fēng)速，過濾風(fēng)速2.5m2.5mminmin計(jì)算計(jì)算) )，而用電，而用電除塵器，選用斷面為除塵器，選用斷面為240m240m2 2的的4 4臺就完全能滿足要求。臺就完全能滿足要求。 工業(yè)爐窯煙氣的溫度通常高達(dá)工業(yè)爐窯煙氣的溫度通常高達(dá)600600以上，采用一般滌以上，采用一般滌綸絨布的袋式除塵器工作溫度需要控制在綸絨布的袋式除塵器工作溫度需要控制在120120130130以下，以下，而電除塵器一般可在而電除塵器一般可在350350400400下工作，特

7、殊設(shè)計(jì)可達(dá)到下工作，特殊設(shè)計(jì)可達(dá)到500500，這樣就大大簡化了煙氣冷卻設(shè)備。，這樣就大大簡化了煙氣冷卻設(shè)備。適用：適用： 冶金領(lǐng)域：銅、鉛、鋅冶煉廠，貴金屬回收（回冶金領(lǐng)域：銅、鉛、鋅冶煉廠，貴金屬回收（回收金）；收金）； 鋼鐵工業(yè)方面；鋼鐵工業(yè)方面； 水泥生產(chǎn)方面；水泥生產(chǎn)方面； 化學(xué)工業(yè)和工藝過程方面；化學(xué)工業(yè)和工藝過程方面； 燃料煤氣的脫焦；燃料煤氣的脫焦； 煤煙的除塵；煤煙的除塵； 炭黑的回收；炭黑的回收； 造紙廠中的應(yīng)用；造紙廠中的應(yīng)用； 電力生產(chǎn)中的應(yīng)用；電力生產(chǎn)中的應(yīng)用； 電子工業(yè)的空氣凈化等等。電子工業(yè)的空氣凈化等等。（一）電除塵器的結(jié)構(gòu)（一）電除塵器的結(jié)構(gòu) 電氣部電氣部分分

8、n電除塵本體電除塵本體 升壓變壓器升壓變壓器自動控制裝置調(diào)壓自動控制裝置調(diào)壓煙箱系統(tǒng)煙箱系統(tǒng)電暈極系統(tǒng)電暈極系統(tǒng)收塵極系統(tǒng)收塵極系統(tǒng)槽形板系統(tǒng)槽形板系統(tǒng)儲灰系統(tǒng)儲灰系統(tǒng)殼體殼體它是將工頻它是將工頻380V或或220V交流電壓升到除塵器所需交流電壓升到除塵器所需的高電壓，通常工作電壓的高電壓，通常工作電壓為為5060kV。增大極板間。增大極板間距，要求的電壓也相應(yīng)增距，要求的電壓也相應(yīng)增高。高。 靜電除塵器的結(jié)構(gòu)靜電除塵器的結(jié)構(gòu) 臥式板式電除塵器透視圖1本體結(jié)構(gòu)梁；2集塵電極懸掛梁；3“C”槽形集塵極板；4電暈框；5電暈線(鋸齒形)；6電暈極振打裝置；7撓臂錘控制柜控制柜靜電除塵器升壓變壓器靜電

9、除塵器升壓變壓器 控制柜控制柜脈沖控制儀脈沖控制儀煙箱系統(tǒng)煙箱系統(tǒng) 煙箱系統(tǒng)包括煙箱系統(tǒng)包括進(jìn)氣煙箱進(jìn)氣煙箱和和出氣煙箱出氣煙箱兩部分。進(jìn)氣煙兩部分。進(jìn)氣煙箱是煙道與電場之間的過渡段。煙氣經(jīng)過進(jìn)氣煙箱箱是煙道與電場之間的過渡段。煙氣經(jīng)過進(jìn)氣煙箱要完成由進(jìn)氣煙箱的小管道截面到電場大截面的擴(kuò)要完成由進(jìn)氣煙箱的小管道截面到電場大截面的擴(kuò)散，此時，保持散，此時，保持煙氣流速、流場分布均勻性煙氣流速、流場分布均勻性的平衡的平衡過渡顯得尤為重要，因此，為了達(dá)到整個電場截面過渡顯得尤為重要，因此，為了達(dá)到整個電場截面上氣流分布的均勻，進(jìn)氣煙箱采用喇叭形，并在其上氣流分布的均勻，進(jìn)氣煙箱采用喇叭形，并在其中裝

10、有兩層以上的中裝有兩層以上的氣流均布板氣流均布板，同時在進(jìn)氣煙箱上，同時在進(jìn)氣煙箱上要有對濕度、溫度、流速、動靜壓及含塵濃度等進(jìn)要有對濕度、溫度、流速、動靜壓及含塵濃度等進(jìn)行監(jiān)測的監(jiān)測孔。行監(jiān)測的監(jiān)測孔。 出氣煙箱是已經(jīng)凈化過和煙氣由電場到出氣煙道的出氣煙箱是已經(jīng)凈化過和煙氣由電場到出氣煙道的過渡段。這里對氣流分布的要求比較低，只需注意過渡段。這里對氣流分布的要求比較低，只需注意不要因?yàn)闊煔饬魉俚募眲∽兓瘜﹄妶鰞?nèi)的氣流分布不要因?yàn)闊煔饬魉俚募眲∽兓瘜﹄妶鰞?nèi)的氣流分布造成大的影響就可行了。造成大的影響就可行了。氣流分布裝置氣流分布裝置1第一層多孔板；第一層多孔板；2第二層多孔板；第二層多孔板；3

11、分布板振打裝置；分布板振打裝置；4導(dǎo)流葉片導(dǎo)流葉片(根據(jù)需要裝設(shè)根據(jù)需要裝設(shè))氣流分布板形式多為圓孔氣流分布板形式多為圓孔板和方孔板。板和方孔板。一般開孔率一般開孔率( (開孔面積與分開孔面積與分布板總面積之比布板總面積之比) )約為約為25255050， 電暈極系統(tǒng)電暈極系統(tǒng) 電暈極系統(tǒng)是產(chǎn)生電暈、建立電場的最主要構(gòu)件，電暈極系統(tǒng)是產(chǎn)生電暈、建立電場的最主要構(gòu)件，它決定了放電的強(qiáng)弱。影響煙氣中粉塵荷電的性它決定了放電的強(qiáng)弱。影響煙氣中粉塵荷電的性能，直接關(guān)系著能，直接關(guān)系著除塵效率除塵效率，另外，它的強(qiáng)度和可，另外，它的強(qiáng)度和可靠性也直接關(guān)系著整個電除塵器的安全運(yùn)行，所靠性也直接關(guān)系著整個電

12、除塵器的安全運(yùn)行，所以電暈極系統(tǒng)是電除塵器設(shè)計(jì)、制造和安裝的關(guān)以電暈極系統(tǒng)是電除塵器設(shè)計(jì)、制造和安裝的關(guān)鍵部件。必須選配良好的線型、合理的結(jié)構(gòu)和適鍵部件。必須選配良好的線型、合理的結(jié)構(gòu)和適宜的振打。宜的振打。 R RS S芒刺式電暈極芒刺式電暈極 收塵極系統(tǒng)收塵極系統(tǒng) 收塵極系統(tǒng)是由若干排極板與電暈極相間排列，與電收塵極系統(tǒng)是由若干排極板與電暈極相間排列，與電暈極共同組成電場，它是粉塵沉積的重要部件，直接暈極共同組成電場，它是粉塵沉積的重要部件，直接影響著電除塵器的效率。極板一般用影響著電除塵器的效率。極板一般用厚度為厚度為1.2-1.2-2.0mm2.0mm的鋼板的鋼板在專用軋機(jī)上軋制而成，

13、為了增大容納在專用軋機(jī)上軋制而成，為了增大容納粉塵量大，通常將集塵極做成粉塵量大，通常將集塵極做成各種斷面形狀各種斷面形狀。極板。極板高高度一般為度一般為2-15m2-15m。每個電場的有效電場長度一般為。每個電場的有效電場長度一般為3-3-4.5m4.5m，由多塊極板拼裝而成。，由多塊極板拼裝而成。 常規(guī)電除塵器的集塵極板的常規(guī)電除塵器的集塵極板的間距通常采用間距通常采用300mm300mm。國。國內(nèi)、外研究結(jié)果表明，加大極板間間距，增大了絕緣內(nèi)、外研究結(jié)果表明，加大極板間間距，增大了絕緣距離，可以抑止電場火花放電；同時可以提高電除塵距離，可以抑止電場火花放電；同時可以提高電除塵器的工作電壓

14、，增大粉塵的驅(qū)進(jìn)速度；另外還可使電器的工作電壓，增大粉塵的驅(qū)進(jìn)速度；另外還可使電極板面積也會相應(yīng)減小。由于這種除塵器的工作電壓極板面積也會相應(yīng)減小。由于這種除塵器的工作電壓比常規(guī)的高，故稱為寬間距超高壓電除塵器。比常規(guī)的高，故稱為寬間距超高壓電除塵器。寬間距寬間距電除塵器的極板間距一般為電除塵器的極板間距一般為400-600mm400-600mm。根據(jù)目前的根據(jù)目前的試驗(yàn)研究，采用試驗(yàn)研究，采用400mm400mm為好，其工作電壓為為好，其工作電壓為120-80kV120-80kV。這種除塵器目前已在電站、水泥等行業(yè)應(yīng)用。這種除塵器目前已在電站、水泥等行業(yè)應(yīng)用。槽形板系統(tǒng)槽形板系統(tǒng) 排列在最后

15、一個電場的出口端，較常排列在最后一個電場的出口端，較常見的形狀為見的形狀為“ ”形與形與“ ”形鋼錯落組成的形鋼錯落組成的類似百葉窗的裝置，其原理是利用煙氣中類似百葉窗的裝置，其原理是利用煙氣中殘余粉塵的慣性力對逸出電場的塵粒進(jìn)行殘余粉塵的慣性力對逸出電場的塵粒進(jìn)行再捕集，同時它還具有改善氣流分布和控再捕集，同時它還具有改善氣流分布和控制二次飛揚(yáng)的功能，所以它對提高除塵效制二次飛揚(yáng)的功能，所以它對提高除塵效率同樣具有顯著作用。率同樣具有顯著作用。干式電除塵器干式電除塵器濕式電除塵器濕式電除塵器1 1根據(jù)清灰方式根據(jù)清灰方式干式電除塵器是通過振打等方干式電除塵器是通過振打等方法使電極上的積塵落人

16、灰斗中法使電極上的積塵落人灰斗中的。這種方式粉塵后處理簡單，的。這種方式粉塵后處理簡單，便于綜合利用，因而最為常用。便于綜合利用，因而最為常用。但這種清灰方式易使沉積于收但這種清灰方式易使沉積于收塵極上的粉塵再次揚(yáng)起而進(jìn)入塵極上的粉塵再次揚(yáng)起而進(jìn)入氣流中，造成二次揚(yáng)塵，使除氣流中，造成二次揚(yáng)塵，使除塵效率降低。塵效率降低。 濕式電除塵器是用噴霧或淋水、溢流等方式在收塵極表面形成水膜濕式電除塵器是用噴霧或淋水、溢流等方式在收塵極表面形成水膜將粘附于其上的粉塵帶走的，由于水膜的作用避免了二次揚(yáng)塵，故將粘附于其上的粉塵帶走的，由于水膜的作用避免了二次揚(yáng)塵，故除塵效率很高；同時沒有振打設(shè)備，工作也較穩(wěn)

17、定；但是產(chǎn)生大量除塵效率很高；同時沒有振打設(shè)備，工作也較穩(wěn)定；但是產(chǎn)生大量泥漿，如不加適當(dāng)處理，將造成二次污染。泥漿，如不加適當(dāng)處理，將造成二次污染。 電除塵器類型電除塵器類型2 2根據(jù)收塵極的形式分為根據(jù)收塵極的形式分為: : 管式電除塵器管式電除塵器 板式電除塵器板式電除塵器 管式電除塵器(見圖)就是在圓管的中心放置電暈極，而把圓管的內(nèi)壁作為收塵的表面。管徑通常為150300mm，長度為25m。由于單根圓管通過的氣體量很小，通常是用多管并列而成。為了充分利用空間，可以用六角形(即蜂房形)的管子來代替圓管，也可以采用多個同心圓的形式，在各個同心圓之間布置電暈極。管式電除塵器一般適用管式電除塵

18、器一般適用于處理氣體量較小的情況。于處理氣體量較小的情況。 3 3根據(jù)氣流流動方式根據(jù)氣流流動方式 立式電除塵器立式電除塵器 臥式電除塵器臥式電除塵器 立式電除塵器內(nèi)，氣流一般是由下而上，通常做成管式，但也有采用板式的。立式除塵器由于高度較高，可以從其上部將凈化后的氣體直接排入大氣而不需要另設(shè)煙囪不需要另設(shè)煙囪。由于立式除塵器是往高度方向發(fā)展的，因而占地面積少占地面積少。當(dāng)需要增加電場長度(對立式電除塵器，即其高度)來提高除塵效率時，立式就不如臥式靈活。此外，在檢修方面也不如臥式方便。 臥式電除塵器內(nèi)，氣流水平通過。在長度方面根據(jù)結(jié)構(gòu)及供電的要求，通常每隔3m左右(有效長度)劃分成單獨(dú)的電場，

19、常用的是23個電場，除塵效率高時，也有多到4個以上電場的。1 1、理論理論驅(qū)進(jìn)速度驅(qū)進(jìn)速度 當(dāng)粉塵所受的靜電力與空氣阻力相等時，當(dāng)粉塵所受的靜電力與空氣阻力相等時，塵塵粒在靜電力的作用下向集塵板運(yùn)動的速度粒在靜電力的作用下向集塵板運(yùn)動的速度即為即為理論驅(qū)進(jìn)速度。理論驅(qū)進(jìn)速度。=qE/(3dc)=qE/(3dc)其中：其中： q q為粉塵所帶的電荷量，為粉塵所帶的電荷量， E E為電場強(qiáng)度，為電場強(qiáng)度， 為空氣動力粘度，為空氣動力粘度， dcdc為粉塵直徑為粉塵直徑靜電除塵器的性能參數(shù)靜電除塵器的性能參數(shù) 捕集效率方程式捕集效率方程式( (德意希德意希方程式方程式) )式中式中 驅(qū)進(jìn)速度，驅(qū)進(jìn)速

20、度，m ms s； A A集塵集集塵集面積，面積，m m2 2； Q Q除塵器處理風(fēng)量，除塵器處理風(fēng)量，m m3 3s s。)exp(1QA2 2、有效驅(qū)進(jìn)速度、有效驅(qū)進(jìn)速度 實(shí)際中常常根據(jù)在一定的除塵器結(jié)構(gòu)型式和實(shí)際中常常根據(jù)在一定的除塵器結(jié)構(gòu)型式和運(yùn)行條件下測得的總捕集效率值，代入德意希方運(yùn)行條件下測得的總捕集效率值，代入德意希方程式中反算出的相應(yīng)驅(qū)進(jìn)速度值，以程式中反算出的相應(yīng)驅(qū)進(jìn)速度值，以p p表示。表示。 電除塵器內(nèi)粉塵的運(yùn)動要受電場強(qiáng)度、煙氣和粉塵電除塵器內(nèi)粉塵的運(yùn)動要受電場強(qiáng)度、煙氣和粉塵性質(zhì)、氣流分布、振打以及二次揚(yáng)塵等因素在電除塵性質(zhì)、氣流分布、振打以及二次揚(yáng)塵等因素在電除塵器運(yùn)行過程中是不斷變化的，為此設(shè)計(jì)時的驅(qū)進(jìn)速度器運(yùn)行過程中