第06章 颗粒物污染控制技术2

1、一、电除尘器的工作原理一、电除尘器的工作原理二、电晕放电二、电晕放电三、粒子荷电三、粒子荷电 四、荷电粒子的运动和捕集四、荷电粒子的运动和捕集五、被捕集粉尘的清除五、被捕集粉尘的清除六、电除尘器的结构六、电除尘器的结构七、粉尘比电阻七、粉尘比电阻八、电除尘器的选择和设计八、电除尘器的选择和设计教学重点教学重点电除尘器的工作原理电除尘器的工作原理荷电粒子的运动和捕集荷电粒子的运动和捕集电除尘器的结构电除尘器的结构电除尘器的选择和设计电除尘器的选择和设计Electrostatic Precipitators (ESP)第第6 6章章 除尘装置除尘装置电除尘是利用高压电场使气体发生电离，再使气体中的

2、粉尘荷电，并在电场力的作用下，使气体中的悬浮粒子分离出来的装置。n特点：特点：1 1. .分离的作用力直接施之于粒子本身，而机械方法大多把作用分离的作用力直接施之于粒子本身，而机械方法大多把作用力作用在整个气体。力作用在整个气体。2.气流阻力小。耗电少：气流阻力小。耗电少：0.20.4度度/1000m3，压损小：一般为，压损小：一般为200500Pa。3.捕集细小颗粒（捕集细小颗粒（1m左右）的效率高。左右）的效率高。4.除尘效率高，一般在除尘效率高，一般在95-99%(最高可达最高可达99.9%)。5.处理气量大，可达处理气量大，可达105106m3/h6.可在高温或强腐蚀性气体下操作。可在

3、高温或强腐蚀性气体下操作。7.主要缺点是设备庞大，消耗钢材多，初投资大，要求安装和运主要缺点是设备庞大，消耗钢材多，初投资大，要求安装和运行管理技术较高。行管理技术较高。 旋风除尘器对于旋风除尘器对于 dp 5m的粒子效率低，必须借助外的粒子效率低，必须借助外力（电场力等）捕集更小的粒子力（电场力等）捕集更小的粒子 使尘粒荷电并在电场力的作用下沉积在集尘极上使尘粒荷电并在电场力的作用下沉积在集尘极上 与其他除尘器的根本区别在于，分离力直接作用在粒与其他除尘器的根本区别在于，分离力直接作用在粒子上，而不是作用在整个气流上子上，而不是作用在整个气流上 具有耗能小、气流阻力小的特点具有耗能小、气流阻

4、力小的特点 电除尘发展简介电除尘发展简介早在公元前公元前600600年年，希腊人就知道被摩擦过的琥珀对细粒子和纤维的静电吸引作用，库仑发现库仑发现的平方反比定律称为静电学的科学基础，它也是电除尘理论的出发点电除尘理论的出发点。 威廉描述到：电能吸引由熄灭的火花产生的烟。17451745年，富兰克林开始研究尖端放电年，富兰克林开始研究尖端放电，他似乎是首先研究我们现在所涉及到的发电尖端的电晕放电。最早有关烟尘电力吸引的文学叙述出自英国的宫廷内科医生威廉吉伯特，时间是1600年。17721772年，年，贝卡利亚贝卡利亚对于大量烟雾的气体中的放电、对于大量烟雾的气体中的放电、电风现象进行了试验以后，

5、电风现象进行了试验以后，1824-19081824-1908年，一些人做年，一些人做了一些有关净化过程中烟雾、烟草中的烟等试验。了一些有关净化过程中烟雾、烟草中的烟等试验。19081908年，年，柯特雷尔柯特雷尔发表了他的第一个专利，并在赛发表了他的第一个专利，并在赛尔拜冶炼厂电除尘成功地回收了过去很难处理的硫酸尔拜冶炼厂电除尘成功地回收了过去很难处理的硫酸雾。后来在他的学生施密特协助下又进行了发展，为雾。后来在他的学生施密特协助下又进行了发展，为在冶金和水泥工业中迅速广泛地采用电除尘，成功地在冶金和水泥工业中迅速广泛地采用电除尘，成功地控制空气污染奠定了基础，控制空气污染奠定了基础，从本世纪

6、二十年代到四十年代开始应用于其它工业从本世纪二十年代到四十年代开始应用于其它工业电除尘发展简介电除尘发展简介等离子态等离子态n 等离子体态是物质的第四态。它由电离的导电气等离子体态是物质的第四态。它由电离的导电气体组成，其中包括六种典型的粒子，即电子、正离子、体组成，其中包括六种典型的粒子，即电子、正离子、负离子、激发态的原子或分子、基态的原子或分子以负离子、激发态的原子或分子、基态的原子或分子以及光子。及光子。n 无论是部分电离还是完全电离，其中的正、负电无论是部分电离还是完全电离，其中的正、负电荷总数相等，是一种高度电离的准中性气体，所以叫荷总数相等，是一种高度电离的准中性气体，所以叫等离

7、子体。等离子体。 等离子态等离子态等离子体分类等离子体分类按温度高温等离子体108109 K，完全电离的等离子体.如太阳、受控热核聚变等离子体 低温等离子体热等离子体103105K如电弧、高频和燃烧等离子体。 冷等离子体电子温度高(103104K),气体温度低低压辉光放电等离子体电晕放电等离子体电晕放电等离子体DBDDBD介质阻挡放电等离子体介质阻挡放电等离子体 按状态平衡态等离子体电子温度与气体温度大致相等。如常压下的电弧放电等离子体 高频感应等离子体 非平衡态等离子体电子温度远大于气体温度。如辉光放电等离子体 DBDDBD介质阻挡放电等离子体介质阻挡放电等离子体 电晕放电等离子体电晕放电等

8、离子体等离子体产生方法等离子体产生方法气体放电气体放电低气压低气压辉光放电辉光放电直流/脉冲等形式，P10mba 如荧光灯次大气压次大气压辉光放电辉光放电雾状放电，电压低/功率大主要用于表面处理滑动电弧滑动电弧放电放电又称(索梯)放电弧形电极，局部击穿产生脉冲喷射等离子体炬，温度很低。射频放电射频放电高频高压放电，线形放电或喷射放电射频低温等离子喷枪射流放电射流放电氩弧焊、等离子体切割等电晕放电电晕放电气体介质在不均匀电场中的局部自持放电 ，产生脉冲电晕电流。分直流电晕放电和脉冲电晕放电。如静电除尘、空气净化等。介质阻挡介质阻挡放电放电有绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态有绝缘介质插入放电空间

9、的一种非平衡态大空间均匀放电大空间均匀放电 ，可在常压和宽频范围，可在常压和宽频范围内工作。内工作。 如废气处理、恶臭治理。如废气处理、恶臭治理。因尖端电极的极性不同而有区别，这主要是电晕放电时空间电荷的积累和分布状况不同所造成的。在直流电压作用下，负极性电晕或正极性电晕均在尖端电极附近聚集起空间电荷。在负极性电晕中，当电子引起碰撞电离后，电子被驱往远离尖端电极的空间，并形成负离子，在靠近电极表面则聚集起正离子。电场继续加强时 ，正离子被吸进电极，此时出现一脉冲电晕电流，负离子则扩散到间隙空间。此后又重复开始下一个电离及带电粒子运动过程。如此循环，以致出现许多脉冲形式的电晕电流。 电晕放电电晕

10、放电形成机制形成机制阵列式针阵列式针-板电晕电场发生装置板电晕电场发生装置几种电晕放电情形几种电晕放电情形 电晕放电电晕放电情形情形电晕放电实例电晕放电实例 卸尘斗 电除尘器烟道气烟道气烟道气烟道气详图：严密的放电极详图：严密的放电极收集的粉尘收集的粉尘风板的风板的距离距离清洁气体n电除尘器的主要优点电除尘器的主要优点 压力损失小，一般为压力损失小，一般为200500Pa 处理烟气量大，可达处理烟气量大，可达105106m3/h 能耗低，大约能耗低，大约0.20.4kWh/1000m3 对细粉尘有很高的捕集效率，可高于对细粉尘有很高的捕集效率，可高于99 可在高温或强腐蚀性气体下操作可在高温或

11、强腐蚀性气体下操作缺点缺点: :1、一次性投资高、一次性投资高2、安装精度要求高、安装精度要求高3、对、对粉尘比电阻粉尘比电阻有一定要求有一定要求n三个基本过程三个基本过程悬浮粒子荷电高压直流电晕悬浮粒子荷电高压直流电晕 放电极与集尘极间施加高压放电极与集尘极间施加高压放电极附近发生电晕放电放电极附近发生电晕放电气气体电离体电离产生产生 正离子正离子移向电晕极移向电晕极 自由电子和部分随即形成的负离子自由电子和部分随即形成的负离子与粉尘碰撞并附着其与粉尘碰撞并附着其上，实现粉尘荷电上，实现粉尘荷电 带电粒子在电场内迁移和捕集延续的电晕电场带电粒子在电场内迁移和捕集延续的电晕电场（单区电除（单区

12、电除尘器）或光滑的不放电的电极之间的纯静电场（双区电除尘尘器）或光滑的不放电的电极之间的纯静电场（双区电除尘器）器） 捕集物从集尘表面上清除捕集物从集尘表面上清除振打除去接地电极上的粉尘层并振打除去接地电极上的粉尘层并使其落入灰斗使其落入灰斗 主要构件：主要构件： 电晕极电晕极 集尘极集尘极 清灰装置清灰装置静电除尘器构造静电除尘器构造Source: www.state.ia.us除尘过程大致就是这样一过程，两电极间加一电压。一对电极的电位差必须大得使放电极周围产生电晕（常常加直流），高电压使含尘气体通过这对电极之间时，形成气体离子（正离子、负离子）这些负离子迅速向集尘极运动，并且由于同粒子相

13、撞而把电荷转移给它们粉尘荷电，然后与粒子上的电荷互相作用的电场就使它们向收尘电极漂移，并沉积在集尘电极上，形成灰尘层。当集尘电极表面粉尘沉集到一定厚度后，用机械振打等方法将沉集的粉尘层清除掉落入灰斗中。n单区和双区电除尘器单区和双区电除尘器n单区和双区电除尘器单区和双区电除尘器单区电除尘器单区电除尘器含尘气体清洁气体集尘板（+）电晕线(一)粉尘荷电和分离沉降都在同一空间区域内进行粉尘荷电和分离沉降都在同一空间区域内进行。 双区电除尘器双区电除尘器荷电段集尘段电晕线集尘板（-）高压板（+）双区：现有一组电极使粉尘荷电，然后另一组电极供给静电力，使带电粒子沉降。典型的双区除尘器多用于空调方面。国外

14、有将它应用于工业废气净化方面的。 电晕放电 粉尘荷电 粉尘运动 （气体电离）放电金属线电晕极电晕极 含负离子区含负离子区电晕区电晕区 金属管集尘极 三步曲n金属丝放出的电子迅速向金属丝放出的电子迅速向正极移动，与气体分子撞正极移动，与气体分子撞击使之离子化击使之离子化n气体分子离子化的过程又气体分子离子化的过程又产生大量电子产生大量电子雪崩过程雪崩过程n远离金属丝，电场强度降远离金属丝，电场强度降低，气体离子化过程结束，低，气体离子化过程结束，电子被气体分子捕获电子被气体分子捕获n气体离子化区域称为气体离子化区域称为电电晕区晕区n自由电子自由电子和和气体负离子气体负离子是是粒子荷电的电荷来源粒

15、子荷电的电荷来源负离子浓度一般负离子浓度一般1014-1015个个/m3n电晕的发生和空间电荷的形成电晕的发生和空间电荷的形成n 1.电晕的发生电晕的发生 分为三种方式：分为三种方式：电晕放电：不完全电击穿，只发生在电晕放电：不完全电击穿，只发生在非均匀电场中放中放电极表面附近的小距离区域内。电极表面附近的小距离区域内。火花放电：在两电极之间有若干条狭窄的电击穿，瞬火花放电：在两电极之间有若干条狭窄的电击穿，瞬间电流急剧增大，气体压力和温度上升。间电流急剧增大，气体压力和温度上升。弧光放电：两极间整个空间被击穿。弧光放电：两极间整个空间被击穿。电压电压小大雪崩过程自由电子正离子负极二次电子附着

16、电负附着电负性气体性气体气体负离子气体负离子形成空间电流 电子附着对保持稳定的负电晕是很重要的。电除尘所遇到的气体中，一般都存在着数量足够的电负性气体，如O2、Cl2、CCl4、HF、SO2等，因而有良好的电子附着性质，也有良好的负电晕特性。 2.2.电子的附着和空间电荷的形成电子的附着和空间电荷的形成 为什么工业电除尘器一般都采用负电晕？为什么工业电除尘器一般都采用负电晕？为什么空气调节中的微粒净化装置不采用负电晕而为什么空气调节中的微粒净化装置不采用负电晕而采用正电晕？采用正电晕？思考题思考题为什么工业电除尘器一般都采用负电晕？为什么工业电除尘器一般都采用负电晕？通常负电晕产生的负离子的迁

17、移率（即电场强度为通常负电晕产生的负离子的迁移率（即电场强度为1V/m1V/m时离子的迁移速度）比正电晕产生的正离子的高。高离子时离子的迁移速度）比正电晕产生的正离子的高。高离子迁移率形成的离子电流也高；而且离子迁移率愈高，在电迁移率形成的离子电流也高；而且离子迁移率愈高，在电场中与粉尘碰撞的机会也愈多，对粉尘的荷电有利。场中与粉尘碰撞的机会也愈多，对粉尘的荷电有利。负电负电晕的起始电晕电压低而击穿电压高晕的起始电晕电压低而击穿电压高，因而负电晕的有效工，因而负电晕的有效工作电压范围比正电晕宽，有利于电除尘器的运行。一般作电压范围比正电晕宽，有利于电除尘器的运行。一般气气体中有足够的电负性气体

18、分子以形成负离子体中有足够的电负性气体分子以形成负离子，所以工业电，所以工业电除尘器一般都采用负电晕。除尘器一般都采用负电晕。为什么空气调节中的微粒净化装置不采用负电为什么空气调节中的微粒净化装置不采用负电晕而采用正电晕？晕而采用正电晕？但负电晕放电时，产生速度很高的自由电子和负离子，但负电晕放电时，产生速度很高的自由电子和负离子，在碰撞电离过程中会产生比正电晕多得多的臭氧（在碰撞电离过程中会产生比正电晕多得多的臭氧（O3）和氮氧化物（和氮氧化物（NOx），所以空气调节中的微粒净化装置不），所以空气调节中的微粒净化装置不采用负电晕而采用正电晕。采用负电晕而采用正电晕。3. 3. 离子迁移率离子

19、迁移率 EKvii 荷电离子在电场中的运动速度vi与电场强度E成正比，即粒子迁移率粒子迁移率Ki：单位场强下的离子运动速度。Ki与气体温度T（K）和压力P(Pa)的关系为 PTTPNNKiKi0 ，KTN273Np式中 Ki0标态（1.013105Pa）时的离子迁移率。n起始电晕电压开始产生电晕电流所施加的电压起始电晕电压开始产生电晕电流所施加的电压管式电除尘器内任一点的电场强度管式电除尘器内任一点的电场强度起始电晕电压与烟气性质和电极形状、几何尺寸等因起始电晕电压与烟气性质和电极形状、几何尺寸等因素有关，起始电晕所需要电场强度（皮克经验公式）素有关，起始电晕所需要电场强度（皮克经验公式） 一

20、空气的相对密度一空气的相对密度 m m导线光滑修正系数，无因次，导线光滑修正系数，无因次，0.50.5m m1.01m）以场荷电为主，而扩散荷电相对较小可以忽略。很小的粒子（10102 2s s， 完全可以忽略不计完全可以忽略不计所以，驱进速度所以，驱进速度（电场力与空气阻力达到平衡电场力与空气阻力达到平衡）p3()pp(1 e)cm/s3dtmqEd43ppp242p11818 1.8 103/3/( )3240610 101（）dmdddp3()edtmpp/(3)qEdn驱进速度与粒径和场强的关系驱进速度与粒径和场强的关系n当颗粒直径为当颗粒直径为250 m时，时， 与粒径成正比与粒径成

21、正比n捕集效率一德意希公式捕集效率一德意希公式 德意希公式的假定德意希公式的假定: 除尘器中气流为湍流状态除尘器中气流为湍流状态 在垂直于集尘表面的任一横断面上粒子浓度和气在垂直于集尘表面的任一横断面上粒子浓度和气流分布是均匀的流分布是均匀的 粒子进入除尘器后立即完成了荷电过程粒子进入除尘器后立即完成了荷电过程 忽略电风、气流分布不均匀、被捕集粒子重新进忽略电风、气流分布不均匀、被捕集粒子重新进入气流等影响入气流等影响 ndt时间内在长度为时间内在长度为dx的空间所捕集的粉尘量为的空间所捕集的粉尘量为n由由d dtd dx/ /un积分积分n最终得最终得d(d )(d )dd iiinaxtF

22、 xdd iiiaxFu2121ddln iiCiCiiiaxFuAQ2111 exp()iiiiAQ n捕集效率随粒径的变化捕集效率随粒径的变化n实际测量表明：对于粒径在亚微米区的粒子，除尘效率实际测量表明：对于粒径在亚微米区的粒子，除尘效率有增大的趋势。有增大的趋势。n当当粒子的粒径相同粒子的粒径相同且且驱进速度不超过气流速度的驱进速度不超过气流速度的1020时，德意希方程理论上才是成立的时，德意希方程理论上才是成立的 n作为除尘总效率的近似估算作为除尘总效率的近似估算，应取某种形式的平均驱进速应取某种形式的平均驱进速度度n有效驱进速度有效驱进速度实际中常常根据在一定的除尘器结构型式和实际

23、中常常根据在一定的除尘器结构型式和运行条件下测得的总捕集效率值，代入德意希方程式中反算运行条件下测得的总捕集效率值，代入德意希方程式中反算出的相应驱进速度值，以出的相应驱进速度值，以e表示表示 1 exp()eAQ 这里，这里， e e实际上已成为一个把实际上已成为一个把集尘极总面积和气体处理量集尘极总面积和气体处理量以外的各种影响捕集效率的因素包括在内的参数。以外的各种影响捕集效率的因素包括在内的参数。粉尘种类粉尘种类驱进速度驱进速度/ms-1粉尘种类粉尘种类驱进速度驱进速度/ms-1煤粉（飞灰）煤粉（飞灰）0.100.14冲天炉（铁焦比冲天炉（铁焦比10）0.030.04纸浆及造纸纸浆及造

24、纸0.08水泥生产（干法）水泥生产（干法）0.060.07平炉平炉0.06水泥生产（湿法）水泥生产（湿法）0.100.11酸雾（酸雾（H2SO4）0.060.08多层床式焙烧炉多层床式焙烧炉0.08酸雾（酸雾（TiO2）0.060.08红磷红磷0.03飘旋焙烧炉飘旋焙烧炉0.08石膏石膏0.160.20催化剂粉尘催化剂粉尘0.08二级高炉（二级高炉（80生铁）生铁）0.125n电晕极和集尘极上都会有粉尘沉积电晕极和集尘极上都会有粉尘沉积 n粉尘沉积在电晕极上会影响电晕电流的大小和均匀性，粉尘沉积在电晕极上会影响电晕电流的大小和均匀性，一般方法采取振打清灰方式清除一般方法采取振打清灰方式清除 n

25、从集尘极清除已沉积的粉尘的主要目的是防止粉尘重从集尘极清除已沉积的粉尘的主要目的是防止粉尘重新进入气流新进入气流在湿式电除尘器中，用水冲洗集尘极板在湿式电除尘器中，用水冲洗集尘极板在干式电除尘器中，一般用机械撞击或电极振动产生在干式电除尘器中，一般用机械撞击或电极振动产生的振动力清的振动力清灰灰n现代的电除尘器大都采用电磁振打或锤式振打清灰。振现代的电除尘器大都采用电磁振打或锤式振打清灰。振打系统要求既能产生高强度的振打力，又能调节振打强打系统要求既能产生高强度的振打力，又能调节振打强度和频率度和频率n常用的振打器有电磁型和挠臂锤型常用的振打器有电磁型和挠臂锤型 n影响捕集效率的因素影响捕集效

26、率的因素1.1.粉尘比电阻粉尘比电阻各种物质的电阻与其长度成正比，与其横截面积成反比，并和各种物质的电阻与其长度成正比，与其横截面积成反比，并和温度有关：温度有关： Rs比电阻；比电阻；L长度；长度；A横截面积。横截面积。定义：定义：由此可知，一种物质的比电阻是其长度和横截面积各由此可知，一种物质的比电阻是其长度和横截面积各为一单位时的电阻，比电阻的倒数称为电阻率为一单位时的电阻，比电阻的倒数称为电阻率。电除尘器运行的最佳比电阻范围一般为电除尘器运行的最佳比电阻范围一般为10104 4-2-210101010cmcm。粒子比电阻过低，粒子沿着极板表面跳动着前进，最后被气粒子比电阻过低，粒子沿着

27、极板表面跳动着前进，最后被气流带出除尘器。如石墨、炭黑和金属粉末等。流带出除尘器。如石墨、炭黑和金属粉末等。粒子比电阻很高，出现粒子比电阻很高，出现反电晕反电晕。 AlRRs粉尘层的导电机制粉尘层的导电机制工业粉尘导电方式有两种，工业粉尘导电方式有两种，取决于粉尘和气体的温度及组成取决于粉尘和气体的温度及组成。在在高温时高温时（约大于（约大于200200），导电主要通过），导电主要通过粉尘本体内部的电子粉尘本体内部的电子或离子进行或离子进行。在本体导电占优势的温度范围内，粉尘比电阻称。在本体导电占优势的温度范围内，粉尘比电阻称为为容积比电阻容积比电阻；在较低温度下，气体中存在的水分或其它化学；

28、在较低温度下，气体中存在的水分或其它化学调节剂被尘粒表面吸附，因而导电主要是沿尘粒表面所吸附的调节剂被尘粒表面吸附，因而导电主要是沿尘粒表面所吸附的水分和化学膜进行的，在导电沿尘粒表面进行的温度范围内，水分和化学膜进行的，在导电沿尘粒表面进行的温度范围内，粉尘比电阻称为粉尘比电阻称为表面比电阻表面比电阻。一般在高温范围内，粉尘比电阻取决于一般在高温范围内，粉尘比电阻取决于物质的化学组成物质的化学组成。在低。在低温范围内，比电阻与烟气中存在的水蒸汽或其它化学调节剂有温范围内，比电阻与烟气中存在的水蒸汽或其它化学调节剂有关，是一种关，是一种离子迁移现象离子迁移现象。燃烧锅炉飞灰的比电阻主要与烟气。

29、燃烧锅炉飞灰的比电阻主要与烟气中的中的SO3SO3和水蒸汽含量成和水蒸汽含量成反比关系反比关系，高硫煤高硫煤产生的飞灰比电阻比产生的飞灰比电阻比低硫煤低硫煤的低。烟气温度低时的低。烟气温度低时SO3SO3的吸附率较高，因此可通过改变的吸附率较高，因此可通过改变烟气温度的方法是飞灰比电阻控制在某一范围。对于其它工业烟气温度的方法是飞灰比电阻控制在某一范围。对于其它工业生产过程，如水泥窑和冶金炉烟尘，在烟气含水量较高和温度生产过程，如水泥窑和冶金炉烟尘，在烟气含水量较高和温度较低时，粉尘的比电阻较低。较低时，粉尘的比电阻较低。n通常所需要的粉尘的最小导电率是通常所需要的粉尘的最小导电率是1010（

30、/cm/cm）1 1 n高比电阻粉尘高比电阻粉尘导电率低于大约导电率低于大约1010（/cm/cm）1 1，即电阻率大于即电阻率大于1010/cm/cm的粉尘的粉尘n影响粉尘层比电阻除粒子温度和组成之外，还包括粒影响粉尘层比电阻除粒子温度和组成之外，还包括粒子大小和形状，粉尘层厚度和压缩程度，施加于粉尘子大小和形状，粉尘层厚度和压缩程度，施加于粉尘层的电场强度等层的电场强度等 n在评价电除尘器的操作性能时应根据现场测得的粉尘在评价电除尘器的操作性能时应根据现场测得的粉尘比电阻数据比电阻数据 n烟气湿度和温度对粉尘比电阻的影响烟气湿度和温度对粉尘比电阻的影响a.飞灰飞灰 b.水泥窑粉尘水泥窑粉尘

31、n较为干燥的粉尘的比电阻在较为干燥的粉尘的比电阻在3000F（420K）左右达到最大值）左右达到最大值n高比电阻粉尘对电除尘器性能的影响高比电阻粉尘对电除尘器性能的影响 高比电阻粉尘会干扰电场条件，导致除尘效率下降高比电阻粉尘会干扰电场条件，导致除尘效率下降 低于低于10101010/cm时，比电阻几乎对除尘器操作和性能没有影响时，比电阻几乎对除尘器操作和性能没有影响 比电阻介于比电阻介于10101011/cm之间时，火花率增加，操作电压降低之间时，火花率增加，操作电压降低 高于高于1011/cm时，产生明显反电晕时，产生明显反电晕n粉尘比电阻对场强分布的影响粉尘比电阻对场强分布的影响 n影响

32、捕集效率的因素影响捕集效率的因素n 解决比电阻过高粉尘的电除尘办法有：解决比电阻过高粉尘的电除尘办法有： 调节烟气温度调节烟气温度，使除尘器在适宜的比电阻范围内运行；，使除尘器在适宜的比电阻范围内运行； 向烟气中喷水，同时增加烟气湿度和降低温度向烟气中喷水，同时增加烟气湿度和降低温度 较低温度运行较低温度运行时，在烟气中添加比电阻调节剂，如时，在烟气中添加比电阻调节剂，如SOSO3 3、NH3NH3和水雾等。加和水雾等。加SOSO3 3的量一般不超过的量一般不超过202010-10-6 6，特殊时达，特殊时达40401010-6-6； 增加烟气湿度，或向烟气中加入增加烟气湿度，或向烟气中加入S

33、O3、NH3，及，及Na2CO3等化合物，等化合物，使粒子导电性增加。最常用的化学调质剂是使粒子导电性增加。最常用的化学调质剂是SO3 设计比正常情况更大的电除尘器设计比正常情况更大的电除尘器，以弥补比电阻过高对，以弥补比电阻过高对除尘效率的影响。此外，还可以开发新型电除尘器，如超除尘效率的影响。此外，还可以开发新型电除尘器，如超高压宽间距电除尘器、双区脉冲电除尘器、冷壁面电除尘高压宽间距电除尘器、双区脉冲电除尘器、冷壁面电除尘器等。器等。 也可采用湿式电除尘器解决过高、过低比电也可采用湿式电除尘器解决过高、过低比电阻对效率的影响。阻对效率的影响。 保持电极表面尽可能清洁保持电极表面尽可能清洁

34、采用较好的供电系统采用较好的供电系统nS含量对粉尘比电阻的影响含量对粉尘比电阻的影响Log10resistivity, cmn影响捕集效率的因素影响捕集效率的因素n2.2.粒径粒径 粒径不同时，粒子荷电的机制（电场荷电和扩散荷粒径不同时，粒子荷电的机制（电场荷电和扩散荷电）和荷电量不同，理论驱进速度显著不同，因而在电）和荷电量不同，理论驱进速度显著不同，因而在相同条件下的除尘效率也不一样。相同条件下的除尘效率也不一样。 dp1.0m以后，效率随粒径迅速增加，因此，当含尘浓度不是太高时，不希望在电除尘器前设置机械除尘装置以除去粗尘。 dp1011），除尘效率提高。），除尘效率提高。n电除尘器的选

35、择和设计仍然主要采用经验公式类比方法电除尘器的选择和设计仍然主要采用经验公式类比方法 参数参数符号符号取值范围取值范围板间距板间距S2328cm驱进速度驱进速度318cm/s比集尘极表面积比集尘极表面积A/Q3002400m2（1000m3/min）气流速度气流速度v12m/s长高比长高比L/H0.51.5比电晕功率比电晕功率Pc/Q180018000W/(1000m3/min)电晕电流密度电晕电流密度Ic/A0.051.0A/m2平均气流速度平均气流速度 烟煤锅炉烟煤锅炉v1.11.6m/s褐煤锅炉褐煤锅炉v1.82.6m/sn比集尘表面积的确定比集尘表面积的确定 根据运行和设计经验，确定有

36、效驱进速度根据运行和设计经验，确定有效驱进速度e e按德意希按德意希方程求得比集尘表面积方程求得比集尘表面积A/Qn长高比的确定长高比的确定集尘板有效长度与高度之比，直接影响振打清灰时二集尘板有效长度与高度之比，直接影响振打清灰时二次扬尘的多少次扬尘的多少要求除尘效率大于要求除尘效率大于99%时，除尘器的长高比至少要时，除尘器的长高比至少要1.01.5。ee11111/ln()ln()A QP流速度是影响电除尘器工作的主要因素之一。当气流速度增大时，除尘效率随之降低。气流速度与电除尘器的有效长度是密切相关的，二者共同决定了粉尘在电除尘器中的停留时间。为保证必需的除尘效率，气流速度的增加，可用相

37、应增加电场长度来补偿，即应保证必需的气流停留时间。实际上，气流速度增加到一定值气流速度增加到一定值后，电除尘器的有效长度再增加，除尘效率也不可能再提高很多后，电除尘器的有效长度再增加，除尘效率也不可能再提高很多。其中的原因之一是气流速度的增加会引起二次扬尘量大大增加气流速度的增加会引起二次扬尘量大大增加。因此，对于平板式、棒帏式收尘极，由于其防止二次扬尘的性能不好，其气流速度不应大于1ms。而对于型板式收尘极板(C形、Z形、CS形等)，气流速度可以提高到1.51.7ms。 气流速度的确定气流速度的确定通常由处理烟气量和电除尘器过气断面积，计算烟气的通常由处理烟气量和电除尘器过气断面积，计算烟气

38、的平均流速平均流速平均流速高于某一平均流速高于某一临界速度临界速度时，作用在粒子上的空气动时，作用在粒子上的空气动力学阻力会迅速增加，粉尘的重新进入量亦迅速增加力学阻力会迅速增加，粉尘的重新进入量亦迅速增加气体的含尘浓度气体的含尘浓度如果气体含尘浓度很高，电场内尘粒的空间电荷很高，易如果气体含尘浓度很高，电场内尘粒的空间电荷很高，易发生电晕闭塞发生电晕闭塞应对措施应对措施提高工作电压，采用放电强烈的芒剌型电晕极提高工作电压，采用放电强烈的芒剌型电晕极，电除尘器前增设预净化设备等，电除尘器前增设预净化设备等气流速度与除尘效率气流速度与除尘效率n电除尘器的辅助设计因素电除尘器的辅助设计因素 电晕电

39、极：支撑方式和方法电晕电极：支撑方式和方法集尘电极：类型、尺寸、装配、机械性能和空气动力学性能集尘电极：类型、尺寸、装配、机械性能和空气动力学性能整流装置：额定功率、自动控制系统、总数、仪表和监测装置整流装置：额定功率、自动控制系统、总数、仪表和监测装置电晕电极和集尘电极的振打机构：类型、尺寸、频率范围和强度调整、总数和排列电晕电极和集尘电极的振打机构：类型、尺寸、频率范围和强度调整、总数和排列灰斗：几何形状、尺寸、容量、总数和位置灰斗：几何形状、尺寸、容量、总数和位置输灰系统：类型、能力、预防空气泄漏和粉尘反吹输灰系统：类型、能力、预防空气泄漏和粉尘反吹壳体和灰斗的保温，电除尘器顶盖的防雨雪

40、措施壳体和灰斗的保温，电除尘器顶盖的防雨雪措施便于电除尘器内部检查和维修的检修门便于电除尘器内部检查和维修的检修门高强度框架的支撑体绝缘器：类型、数目、可靠性高强度框架的支撑体绝缘器：类型、数目、可靠性气体入口和出口管道的排列气体入口和出口管道的排列需要的建筑和地基需要的建筑和地基获得均匀的低湍流气流分布的措施获得均匀的低湍流气流分布的措施 烟尘和烟气的来源和生产过程；烟尘和烟气的来源和生产过程； 烟尘粒度大小的分布；烟尘粒度大小的分布； 烟尘浓度；烟尘浓度； 烟尘成分和结构；烟尘成分和结构； 现场实际的烟尘比电阻；现场实际的烟尘比电阻； 总烟量；总烟量； 烟气的压力、温度和成分；烟气的压力、

41、温度和成分； 烟气和烟尘的腐蚀性。烟气和烟尘的腐蚀性。 电除尘选择的技术问题基本上是电除尘选择的技术问题基本上是使电除尘的设计与所需的使电除尘的设计与所需的除尘效率和规范相符合除尘效率和规范相符合的问题。正确选择电除尘要求了解的问题。正确选择电除尘要求了解的烟尘和烟气的基本性质包括：的烟尘和烟气的基本性质包括：1 1电除尘的选择电除尘的选择2 2电除尘的设计电除尘的设计（1 1）收集资料）收集资料 （2 2）确定有效驱进速度）确定有效驱进速度 （3 3）集尘极板面积）集尘极板面积 （4 4）其它辅助设计内容）其它辅助设计内容n（1 1）收集资料）收集资料n根据以上各节的讨论，可以归纳选择和设计

42、除尘器时的主要参数。根据以上各节的讨论，可以归纳选择和设计除尘器时的主要参数。n 要求的除尘效率或除尘的进出口含尘浓度，；要求的除尘效率或除尘的进出口含尘浓度，；n 烟气和烟尘的性质及回收价值烟气和烟尘的性质及回收价值n 设备材料的供应情况及价格设备材料的供应情况及价格n（2 2）确定有效驱进速度）确定有效驱进速度n影响有效驱进速度的因素如下：影响有效驱进速度的因素如下：n a a粒径粒径d dp：在除尘效率一定时，粒径较大，则所需单位集尘极：在除尘效率一定时，粒径较大，则所需单位集尘极板面积（板面积（A/VA/V）减小，有效驱进速度可取高点；反之可取小点。）减小，有效驱进速度可取高点；反之可取小点。n b b除尘效