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文档简介
第二节电除尘器旋风除尘器对于
dp<5μm的粒子效率低,必须借助外力(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具有耗能小、气流阻力小的特点电除尘器电除尘器电除尘器的主要优点压力损失小,一般为200~500Pa处理烟气量大,可达105~106m3/h能耗低,大约0.2~0.4kWh/1000m3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电除尘器的工作原理Source:电除尘器的分类按集尘极的形式
管式板式按气流流动方式
立式卧式按粒子荷电段和分离段的空间布置
单区双区沉降粒子的清除
干式湿式电除尘器的工作原理单区和双区电除尘器双区电除尘器单区电除尘器电晕放电金属丝放出的电子迅速向正极移动,与气体分子撞击使之离子化气体分子离子化的过程又产生大量电子-雪崩过程远离金属丝,电场强度降低,气体离子化过程结束,电子被气体分子捕获气体离子化区域-电晕区自由电子和气体负离子是粒子荷电的电荷来源电晕放电电晕放电起始电晕电压-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)一空气的相对密度m-导线光滑修正系数,无因次,0.5<m<1.0
在r=a时(电晕电极表面上),起始电晕电压粒子荷电两种机理电场荷电或碰撞荷电-离子在静电力作用下做定向运动,与粒子碰撞而使粒子荷电扩散荷电-离子的扩散现象而导致的粒子荷电过程;依赖于离子的热能,而不是依赖于电场
粒子的主要荷电过程取决于粒径大于0.5m的微粒,以电场荷电为主小于0.15m的微粒,以扩散荷电为主介于之间的粒子,需要同时考虑这两种过程。异常荷电现象沉积在集尘极表面的高比电阻粒子导致在低电压下发生火花放电或在集尘极发生反电晕现象,破坏正常电晕过程荷电粒子的运动和捕集驱进速度
力平衡关系t=0时,=0,则最终得驱进速度驱进速度与粒径和场强的关系当颗粒直径为2~50m时,与粒径成正比捕集效率捕集效率一德意希公式
德意希公式的假定: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流分布是均匀的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、被捕集粒子重新进入气流等影响
捕集效率dt时间内在长度为dx的空间所捕集的粉尘量为由dt=dx/u积分最终得有效驱进速度粉尘种类驱进速度/m∙s-1粉尘种类驱进速度/m∙s-1煤粉(飞灰)0.10~0.14冲天炉(铁-焦比=10)0.03~0.04纸浆及造纸0.08水泥生产(干法)0.06~0.07平炉0.06水泥生产(湿法)0.10~0.11酸雾(H2SO4)0.06~0.08多层床式焙烧炉0.08酸雾(TiO2)0.06~0.08红磷0.03飘旋焙烧炉0.08石膏0.16~0.20催化剂粉尘0.08二级高炉(80%生铁)0.125被捕集粉尘的清除电晕极和集尘极上都会有粉尘沉积
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
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的振动力清灰被捕集粉尘的清除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,又能调节振打强度和频率常用的振打器有电磁型和挠臂锤型
电除尘器结构-电晕电极电晕电极
电晕线固定方式重锤悬吊式管框绷线式
电除尘器结构-集尘极集尘极集尘极结构对粉尘的二次扬起,及除尘器金属消耗量
(约占总耗量的40%~50%)有很大影响性能良好的集尘极应满足下述基本要求振打时粉尘的二次扬起少单位集尘面积消耗金属量低极板高度较大时,应有一定的刚性,不易变形振打时易于清灰,造价低电除尘器结构-气流分布板电除尘器内气流分布对除尘效率具有较大影响为保证气流分布均匀,在进出口处应设变径管道,进口变径管内应设气流分布板最常见的气流分布板有百叶窗式、多孔板分布格子、槽形钢式和栏杆型分布板对气流分布的具体要求是任何一点的流速不得超过该断面平均流速的40%在任何一个测定断面上,85%以上测点的流速与平均流速不得相差25%。粉尘比电阻通常所需要的粉尘的最小导电率是10-10(Ω/cm)-1
高比电阻粉尘-导电率低于大约10-10(Ω/cm)-1,即电阻率大于1010Ω/cm的粉尘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,施加于粉尘层的电场强度等
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数据
粉尘比电阻烟气湿度和温度对粉尘比电阻的影响a.飞灰b.水泥窑粉尘粉尘比电阻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,导致除尘效率下降低于1010Ω/cm时,比电阻几乎对除尘器操作和性能没有影响比电阻介于1010~1011Ω/cm之间时,火花率增加,操作电压降低高于1011Ω/cm时,产生明显反电晕粉尘比电阻粉尘比电阻对有效驱进速度的影响
粉尘比电阻粉尘比电阻对场强分布的影响
粉尘比电阻克服高比电阻影响的方法
保持电极表面尽可能清洁采用较好的供电系统烟气调质增加烟气湿度,或向烟气中加入SO3、NH3,及Na2CO3等化合物,使粒子导电性增加。最常用的化学调质剂是SO3
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发展新型电除尘器
烟气调质S含量对粉尘比电阻的影响Log10resistivity,Ω‧cm电除尘器的选择和设计电除尘器的选择和设计仍然主要采用经验公式类比方法
参数符号取值范围板间距S23~28cm驱进速度ω3~18cm/s比集尘极表面积A/Q300~2400m2(1000m3/min)气流速度v1~2m/s长高比L/H0.5~1.5比电晕功率Pc/Q1800~18000W/(1000m3/min)电晕电流密度Ic/A0.05~1.0A/m2平均气流速度
烟煤锅炉v1.1~1.6m/s褐煤锅炉v1.8~2.6m/s电除尘器的选择和设计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ωe按德意希方程求得比集尘表面积A/Q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次扬尘的多少要求除尘效率大于99%时,除尘器的长高比至少要1.0~1.5。电除尘器的选择和设计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动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电除尘器的选择和设计电除尘器的辅助设计因素
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
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