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1、电除尘器工作原理,南京国电环保设备有限公司,报告人：,日期：,一、电除尘器简介,电除尘器工作原理：烟气通过电除尘器主体结构前的烟道时，使其烟尘带负电荷，然后烟气进入设置多层极板的电除尘器通道，由于带负电荷烟尘与阳极电板的相互吸附作用，使烟气中的颗粒烟尘吸附在阳极板上，定时打击极板，使具有一定厚度的烟尘在自重和振动的双重作用下跌落在电除尘器结构下方的灰斗中，从而达到清除烟气中的烟尘的目的。,电除尘器是火力发电厂必备的配套设备，它的功能是将燃灶或燃油锅炉排放烟气中的颗粒烟尘加以清除，从而大幅度降低排入大气层中的烟尘量，这是改善环境污染、提高空气质量的重要环保设备。,1.1 电除尘器工作原理,公元前
2、六世纪，古希腊哲学家撤勒（Thales）发现经过摩擦后的琥珀能吸引微细纤维现象。1824年，德国人霍非尔德(M.Hohlfeld)作了静电收尘的第一个演示。二十世纪初，英国物理学家洛奇爵士（Sir Oliver Lodge），将静电收尘技术应用于工业烟气净化的实验研究。1911年，美国人斯特朗开始研究静电收尘理论。1922年，多依奇和安德森，推导出著名的静电收尘效率公式。1923年，罗曼确立了电场荷电原理。1932年，波德尼尔发表了粒子碰撞荷电和扩散荷电的方程式。1934年，弗兰克等人对火花放电进行了研究。1948年，怀特报道了捕集高比电阻粉尘时反电晕影响的研究结果。1954年，我国自行设计制
3、造了第一台卧式四电场静电型收尘器，用于炼锌氧化多膛焙烧炉回收有价值的金属。,1.2 电除尘器的发展概况,1.3 电除尘器的分类,1.3.1 按电极清灰方式不同分类,1、干式电除尘器 在干燥状态下捕集烟气中的粉尘，沉积在除尘板上的粉尘借助机械振打清灰的除尘器称为干式电除尘器。这种除尘器振打时，容易使粉尘产生二次飞扬，所以，设计干式电收尘器时，应充分考虑粉尘二次飞扬问题，现大多数收尘器都采用干式。2、湿式电除尘器 收尘极捕集的粉尘，采用水喷淋或用适当的方法在除尘极表面形成一层水膜，使沉积在除尘器上的粉尘和水一起流到除尘器的下部而排出，采用这种清灰方法的电除尘器称为湿式电除尘器。这种电除尘器不存在粉
4、尘二次飞扬的问题，但是极板清灰排出水会造成二次污染。3、雾状粒子电捕集器 这种电除尘器捕集像硫酸雾，焦油雾那样的液滴，捕集后呈液态流下并除去，它也是属于湿式电除尘器的范畴。4、半湿式电除尘器 吸取干式和湿式电收尘器的优点，出现了干、湿混合式电除尘器，也称半湿式电除尘器，高温烟气先经干式除尘室，再经湿式除尘室后经烟囱排出。湿式除尘室的洗涤水可以循环使用，排出的泥浆，经浓缩池用泥浆泵送人干燥机烘干，烘干后的粉尘进入干式除尘室的灰斗排出。,1.3.2 按气体在电除尘器内的运动方向分类,1、立式电除尘器：气体在电除尘器内自下而上作垂直运动的称为立式电除尘器。2、卧式电除尘器：气体在电除尘器内沿水平方向
5、运动的称为卧式电除尘。,立式电除尘器,卧式电除尘器,1.3.3 按除尘器的形式分类,1、管式电除尘器 这种电除尘器的除尘极由一根或一组呈圆形、六角形或方形的管子组成，管子直径一般为200300mm，长度35m。截面是圆形或星形的电晕线安装在管子中心，含尘气体自上而下从管内通过。2、板式电除尘器：这种电除尘器的收尘板由若干块平板组成，为了减少粉尘的二次飞扬和增强极板的刚度，极板一般要扎制成各种不同的断面形状，电晕极安装在每排收尘极板构成的通道中间。,管式电除尘器,板式电除尘器,1.3.4 按除尘板和电晕极的不同配置分类,1、单区电除尘器 这种电除尘器的收尘板和电晕极都安装在同一区域内，所以粉尘的
6、荷电和捕集在同一区域内，所以粉尘的荷电和捕集在同一区域内完成，单区电收尘器是被广泛采用的电除器装置。2、双区电除尘器 这种电除尘器的除尘系统和电晕系统分别装在两个不同的区域内。前区内安装电晕极和阳极板，粉尘在此区域内进行荷电，这个区为电离区，后区内安装收尘极和阴极板，粉尘在此区域内被捕集，称此区为收尘区，由于电离区和收尘区分开，称此为双区除尘器。,双区电除尘器,单区电除尘器,1.3.5 按振打方式分类,1、侧部振打电除尘器 这种除尘器的振打装置设置于除尘器的阴极或阳极的侧部，称为侧部振打电除尘器；现用的较多的为挠臂锤振打，为防止粉尘的二次飞扬，在振打轴的360上均匀布置各锤头，避免同时振打而引
7、起的二次飞扬。其振打力的传递与粉尘下落方向成一定夹角。2、顶部振打电除尘器 这种电除尘器的振打整置设置除尘器的阴极或阳极的顶部，称为顶部振打电除尘器。早期引进美式电除尘器多为顶部锤式振打，由于其振打力不便调整，且普遍用于立式电除尘，因此得不到广泛应用，现应用较多的是顶部电磁振打，安装在除尘器顶部，振动的传递效果好，且运行安全可靠、检修维护方便。,顶部振打电除尘器,侧部振打电除尘器,二 电除尘基础理论,电除尘的类型和结构很多，但都是按照同样的基本原理设计出来的，用电除尘的方法分离气体中的悬浮尘粒，主要包括以下四个复杂而又相互有关的物理过程：,(1)气体的电离(2)悬浮尘粒的荷电(3)荷电尘粒向电
8、极运动(4)荷电尘粒沉积在电极上(5)振打清灰及灰料输送,2.1 气体的电离,空气在正常状态下几乎是不能导电的绝缘体，但是当气体分子获得能量时就可能使气体分子中的电子脱离而成为自由电子，这些电子成为输送电流的媒介、气体就具有导电的能力了。使气体具有导电能力的过程就称之为气体的电离。,气体的电离,2.2 烟气粉尘的荷电,电除尘中使尘粒分离的力主要是库伦力，而库伦力与尘粒所带的电荷量和除尘区电场强度的乘积成比例。所以，要尽量使尘粒多荷电，如果荷电量加倍，则库伦力会加倍。,理论和实践证明单极性高压电晕放电使尘粒荷电效果更好，能使尘粒荷电达到很高的程度，所以，电除尘都是采用单极性荷电。,实践中对电性的
9、选择，是由其它标准所决定的，工业气体净化的电除尘器，选择阴性是由于它具有较高的稳定性，并且能获得较高的操作电压和较大的电流。,烟气粉尘荷电,粉尘荷电后，在电场的作用下，带有不同极性电荷的尘粒，则分别向极性相反的电极运动，并沉积在电极上，工业电除尘多采用负电晕，在电晕区内少量带正电荷的尘粒沉积到电晕极上，而电晕外区的大量尘粒带负电荷，因而向收尘极运动。,2.3 荷电尘粒的运动,驱进速度：荷电悬浮尘粒在电场力作用下向收尘极板表面运动的速度。,通过公式推导（推导略）：,驱进速度E尘粒所在处电场强度a尘粒半径粘滞系数,由上式可知，尘粒驱进速度与收尘区的电场强度和粒径成正比，而与气体的粘滞系数成反比。,
10、2.4 荷电尘粉的捕集,在电除尘器中，荷电极性不同的尘粉在电场力的作用下，分别向不同极性的电极运动。在电晕区和靠近电晕区很近的一部分荷电尘粒与电晕极的极性相反，于是就沉积在电晕极上，但因为电晕区的范围小，所以数量也小。电晕外区的尘粒，绝大部分带有电晕极极性相同的电荷，所以当这些荷电尘粒接近收尘极表面时，使沉积在极板上而被捕集。,尘粒的捕集与许多因素有关。如尘粒的比电阻、介电常数和密度。,除尘效率：除尘效率为除尘器捕捉下来的飞灰重量与进入除尘器的烟气含有的飞灰重量之比，用表示。,A收尘极板面积Q烟气量 驱进速度,从式中可以看出，当收尘效率一定时，除尘器的大小和尘粒驱进速度成反比，和处理烟气量Q成
11、正比。,2.5 振打清灰及灰料输送,荷电尘粉到达电极后，在电场力和介质阻力的作用下附集在电极上形成一定厚度的尘层，在电除尘器中设计有振打装置，能给电极一个足够大的加速度，在已捕集的粉尘层中产生惯性力，用来克服粉尘在电极上的附着力，将粉尘打下来。,在电极上形成一定厚度的尘层，受到振打后，该尘层脱离电极，一部分会在重力的作用下落入灰斗，而另一部分会在下落过程中，重新回到气流中去，已被电极捕捉的粉尘重新回到气流中去成为粉尘的二次飞扬，二次飞扬影响除尘效率，在电除尘过程中是不能完全避免的。,理论和实践都证明，粉尘层在电极上形成一定厚度后再振打，让粉尘成块状下落避免引起较大的二次飞扬。积聚在灰斗中的粉尘
12、采用合适的卸、输灰设备输送到灰库或灰场,三 影响电除尘器性能的主要因素,影响电除尘性能的因素很多，可以大致归纳为如下四大类：,1、粉尘特性：主要包括粉尘的粒径分布，真密度和堆积密度、粘附性和比电阻等。2、烟气性质：主要包括烟气温度，压力、成分、温度、流速和含尘浓度等。3、结构因素：主要包括电晕线的几何形状、直径、数量和线间距，收尘极的形式、极板断面形状、极间距、极板面积以及电场数、电场长度、供电方式、振打方式(方向、强度、周期)、气流分布装置、外壳严密程度、灰斗形式和出灰口锁风装置等。4、操作因素：主要包括伏安特性、漏风率、气流短路、二次飞扬和电晕线肥大等。,3.1.1 粉尘的比电阻,粉尘的比
13、电阻是衡量粉尘导电性能的指标，根据粉尘的比电阻对电除尘性能的影响，大致可分为三个范围：,，,(1),比电阻这一范围内的粉尘，称为低比电阻粉尘；,(2),比电阻在这范围内最适合于电除尘；,(3),比电阻在这一范围内的粉尘，称为高比电阻粉尘。,粉尘比电阻的单位为cm,当粉尘比电阻超过临界值 时，电除尘器的性能就随着比电阻的增高而下降，采用常规电除尘器就难以获得理想的效率，甚至发生通常所说的反电晕。,低比电阻的粉尘在到达收尘板表面时获得和收尘极同极性的正电荷，同时脱离收尘极而重返气流，重返气流的粉尘在空间又与离子相碰撞并再次向收尘极运动，形成在收尘板上跳跃的现象，最后可能被气流带出电除尘器。,克服高
14、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,四 电除尘器结构,常用的有直径3mm左右的圆形线、星形线及锯齿线、芒刺线等 电晕线的一般要求：起晕电压低、电晕电流大、机械强度高、能维持准确的极距、易清灰等,4.1、电晕电极,a.圆形线 b.星形线 c.锯齿线 d.芒刺线,重锤悬吊式 管框绷线式,电晕线固定方式：,重锤悬吊式,管框绷线式,4.2 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4050%）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,收尘极板形式,4.3 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土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土25%。,谢 谢,
