大气污染处理工程第05章电除尘

1、n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 。n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n具有耗能小、气流阻力小的特点。具有耗能小、气流阻力小的特点。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

2、高温或强腐蚀性气体下操作n四个步骤四个步骤气体电离气体电离- -气体在放电电极周围的强电场作用下电离气体在放电电极周围的强电场作用下电离（高压直流电晕放电）（高压直流电晕放电）悬浮粒子荷电离子与颗粒碰撞接触，颗粒带上电荷悬浮粒子荷电离子与颗粒碰撞接触，颗粒带上电荷带电粒子在电场内迁移和捕集荷电颗粒在电场力作带电粒子在电场内迁移和捕集荷电颗粒在电场力作用下迁移至集尘极板上被捕获用下迁移至集尘极板上被捕获捕集物从集尘表面上清除振打除去接地电极上的粉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使其落入灰斗尘层并使其落入灰斗 按集尘极型式：按集尘极型式： 管式管式：电场强度高且变化均匀，但清灰较

3、困难：电场强度高且变化均匀，但清灰较困难 2 2 板式板式：电场强度变化不均匀，清灰方便、制作比较容易：电场强度变化不均匀，清灰方便、制作比较容易按电极在静电除尘器内的布置：按电极在静电除尘器内的布置： 单区式：气流中颗粒的荷电与迁移、沉积在同一区域进行，单区式：气流中颗粒的荷电与迁移、沉积在同一区域进行，广泛用于工业生产广泛用于工业生产 双区式双区式：气流中颗粒的荷电与迁移、沉积由两个区域完成，：气流中颗粒的荷电与迁移、沉积由两个区域完成，多用于空气调节器多用于空气调节器n单区和双区电除尘单区和双区电除尘器器双区电除尘器双区电除尘器单区电除尘器单区电除尘器气流方向：气流方向： 立式：含尘气流

4、至下而上，占地面积小，可捕集粒度较细颗粒，立式：含尘气流至下而上，占地面积小，可捕集粒度较细颗粒，但容易产生再飞扬。但容易产生再飞扬。 卧式：含尘气流沿水平方向流动，可分电场供电，避免各电场间卧式：含尘气流沿水平方向流动，可分电场供电，避免各电场间相互干扰，以利于除尘效率的提高，容易实现除尘颗粒在大小荷相互干扰，以利于除尘效率的提高，容易实现除尘颗粒在大小荷组成上的分级，可减轻二次飞扬，但占地面积大，投资高、制作组成上的分级，可减轻二次飞扬，但占地面积大，投资高、制作比较容易比较容易清灰方式：清灰方式： 干式：机械、电磁、压缩空气等方式清灰、处理气体温度可达干式：机械、电磁、压缩空气等方式清灰

5、、处理气体温度可达350450350450，有利于回收有较高经济价值的积尘，有利于回收有较高经济价值的积尘 湿式：采用液体清洗集尘极和放电电极，因无粉尘飞扬，除尘效湿式：采用液体清洗集尘极和放电电极，因无粉尘飞扬，除尘效率高，但操作温度要求低，适用于收集无经济价值的颗粒率高，但操作温度要求低，适用于收集无经济价值的颗粒n“电子雪崩电子雪崩” 电压达到一定大小时，放电电极附近具有相当高的电场强度，电压达到一定大小时，放电电极附近具有相当高的电场强度，气体所含固有的少量电子被加速到足够的速度并具有足够气体所含固有的少量电子被加速到足够的速度并具有足够的能量，当与中性气体分子碰撞时，将中性分子中的电

6、子的能量，当与中性气体分子碰撞时，将中性分子中的电子碰出，从而使中性分子又电离出正离子和自由电子，如此碰出，从而使中性分子又电离出正离子和自由电子，如此多次反复，放电电极周围聚集大量自由电子和气体离子。多次反复，放电电极周围聚集大量自由电子和气体离子。这一过程称为这一过程称为“电子雪崩电子雪崩”n“电晕现象电晕现象” 气体分子离子化的过程又产生大量电子电晕现象在气体分子离子化的过程又产生大量电子电晕现象在“电电子雪崩子雪崩”过程中，伴随着光的闪射，且时常发出响声，这过程中，伴随着光的闪射，且时常发出响声，这一现象称为一现象称为“电晕现象电晕现象”n电晕区放电电极附近、气体离子化区域；极线周围电

7、晕区放电电极附近、气体离子化区域；极线周围23mm范围内范围内n电晕外区远离金属丝，电场强度降低，不发生气体电离，电晕外区远离金属丝，电场强度降低，不发生气体电离，电晕现象消失，电子被气体分子捕获电晕现象消失，电子被气体分子捕获电子去向：电子去向： 被电负性气体被电负性气体“吸住吸住”（如氧气、水蒸气、二氧化（如氧气、水蒸气、二氧化碳、氯气、二氧化硫等）形成气体负离子向正极迁碳、氯气、二氧化硫等）形成气体负离子向正极迁移或与尘粒碰撞（颗粒荷电）移或与尘粒碰撞（颗粒荷电） 直接跑向集尘极（正极）直接跑向集尘极（正极） 很大电流、火花放电，很大电流、火花放电，破坏放电，使电离过程不能破坏放电，使电

8、离过程不能 稳定进行，从而不能进稳定进行，从而不能进行除尘行除尘n自由电子和气体离子是粒子荷电的电荷来源自由电子和气体离子是粒子荷电的电荷来源n 正、负电晕极在空气中的电晕电流一电压曲线正、负电晕极在空气中的电晕电流一电压曲线 n电晕区范围逐渐扩大致使极间空电晕区范围逐渐扩大致使极间空气全部电离电场击穿；相应的电气全部电离电场击穿；相应的电压击穿电压压击穿电压n在相同电压下通常负电晕电极产在相同电压下通常负电晕电极产生较高的电晕电流，且击穿电压也生较高的电晕电流，且击穿电压也高得多高得多 n工业气体净化倾向于采用稳定性工业气体净化倾向于采用稳定性强，操作电压和电流高的负电晕极；强，操作电压和电

9、流高的负电晕极；n空气调节系统采用正电晕极，好空气调节系统采用正电晕极，好处在于其产生臭氧和氮氧化物的量处在于其产生臭氧和氮氧化物的量低低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 其中其中b b：管式电极半径，：管式电极半径，a a：电晕线半径：电晕线半径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（皮克素有关，起始电晕所需要电场强度（皮克peckpeck经验公经验公式）式） （ 5-25-2） 一空气的相对密度一空

10、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 m1.0 1m时，随颗粒粒径的减小，除尘效率降低时，随颗粒粒径的减小，除尘效率降低n当当0.1d1m时，除尘效率恒定，几乎不受颗粒粒时，除尘效率恒定，几乎不受颗粒粒径减小的影响径减小的影响n颗粒特性颗粒特性-粉尘比电阻的影响粉尘比电阻的影响 颗粒比电阻反映极尘极颗粒的导电性颗粒比电阻反映极尘极颗粒的导电性 定义：厚定义：厚1cm1cm，覆盖，覆盖1 1m m2 2收集面积的粉尘层电阻收集面积的粉尘层电阻 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

11、和形状，粉尘层厚度和压缩程度，施加于粉尘层的电场强度和形状，粉尘层厚度和压缩程度，施加于粉尘层的电场强度等等 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，导致除尘效率下降比电阻介于比电阻介于10101011/cm之间时，操作电压降低之间时，操作电压降低高于高于1011/cm时，产生明显

12、反电晕时，产生明显反电晕n克服高比电阻影响的方法克服高比电阻影响的方法 保持电极表面尽可能清洁保持电极表面尽可能清洁采用较好的供电系统采用较好的供电系统烟气调质烟气调质 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SOSO3 3、NHNH3 3，及，及NaNa2 2COCO3 3等化等化合物，使粒子导电性增加。最常用的化学调质剂是合物，使粒子导电性增加。最常用的化学调质剂是SOSO3 3 改变烟气温度改变烟气温度 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n除尘器结构的影响除尘器结构的影响集尘极面积集尘极面积 集尘极面积越大，被捕集的机会大增，

13、除尘效集尘极面积越大，被捕集的机会大增，除尘效率提高率提高 比集尘面积（比集尘面积（A/QA/Q）：）： A/QA/Q值大，除尘效率高值大，除尘效率高集尘极与电晕极之间距离集尘极与电晕极之间距离 气流速度一定的情况下，极间距越小，颗粒在一定趋进速度气流速度一定的情况下，极间距越小，颗粒在一定趋进速度下向极板移动的时间越短，越易被捕集下向极板移动的时间越短，越易被捕集 过小的板间距易造成二次飞扬过小的板间距易造成二次飞扬n操作参数的影响操作参数的影响场强场强电晕功率电晕功率 除尘效率随电场强度及除尘效率随电场强度及电晕功率的增大而提高电晕功率的增大而提高n气流速度与分布的影响气流速度与分布的影响

14、气流速度过高，降低效率气流速度过高，降低效率（二次飞扬，振打清灰时落下尘粒被卷走）（二次飞扬，振打清灰时落下尘粒被卷走）一般断面风速一般断面风速0.60.61.51.5m/sm/s气流分布均匀性影响很大气流分布均匀性影响很大 n电除尘器的选择和电除尘器的选择和设计设计仍然主要采用经验公式类比方法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/(

15、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电除尘器的选型设计电除尘器的选型设计n1.收集有关资料收集有关资料 废气流量、温度、含水率；颗粒粒径、密度、比电阻；设废气流量、温度、含水率；颗粒粒径、密度、比电阻；设备安装空间等备安装空间等n2.确定粉尘有效驱进速度确定粉尘有效驱进速度 影响粉尘驱进速度的因素很多，主要有结构形式与运行条影响粉尘驱进速度的因素很多，主要有结构形式与运行条件。件。n3.确定除尘效率确定除尘效率 按废气进口含尘浓度及出口允许排放浓度确定，同

16、时考虑按废气进口含尘浓度及出口允许排放浓度确定，同时考虑技术经济方面的影响。技术经济方面的影响。n4.确定集尘集板面积确定集尘集板面积 根据德意希方程计算积尘极板面积，进行电除尘器的选型。根据德意希方程计算积尘极板面积，进行电除尘器的选型。n5.验算电场风速验算电场风速 选定型号后进行验算，若在选定型号后进行验算，若在0.71.3m/s 范围内，说明选型范围内，说明选型合理，否则，重新选型合理，否则，重新选型。n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

17、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 QPn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，计算烟气通常由处理烟气量和电除尘器过气断面积，计算烟气的平均流速的平均流速平均流速高于某一临界速度时，作用在粒子上的空气平均流速高于某一临界速度时，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动力学阻力会迅速增加，粉尘的重新进入量亦迅速

18、增加加n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，如果气体含尘浓度很高，电场内尘粒的空间电荷很高，易发生电晕闭塞易发生电晕闭塞应对措施提高工作电压，采用放电强烈的芒剌型电应对措施提高工作电压，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晕极，电除尘器前增设预净化设备等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、