大氣污染控制工程_除塵裝置-電除塵器ppt課件

1、第6章 除塵安裝-電除塵器 2 電除塵器 Electrostatic Precipitators(ESP)一、電除塵器的任務(wù)原理二、電暈放電三、粒子荷電 四、荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集五、被捕集粉塵的去除六、電除塵器的構(gòu)造七、粉塵比電阻八、電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)電除塵器的任務(wù)原理荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集電除塵器的構(gòu)造電除塵器的選擇和設(shè)計(jì).2電除塵器旋風(fēng)除塵器對(duì)于 dp 5m的粒子處置效率低，必需借助外力電場(chǎng)力等捕集更小的粒子 利用高壓電場(chǎng)使塵粒荷電，在電場(chǎng)力作用下使粉塵從氣體中去除的安裝與其他除塵器的根本區(qū)別在于，分別力直接作用在粒子上，而不是作用在整個(gè)氣流上具有耗能小、氣流阻力小的特點(diǎn).

2、電除塵器外觀圖臥式立式. 電除塵器.Dust-collection plateLHigh voltage wire for corona dischargeClean gashDirty gasCorona discharge along the length of wireCollected dust on plateDust removed from plates to hoppers2H 集塵板煙氣清潔氣體電暈線長(zhǎng)度搜集在集塵板上的塵. 電除塵器電除塵器的主要優(yōu)點(diǎn)壓力損失小，普通為200500Pa處置煙氣量大，可達(dá)105106m3/h能耗低，大約0.20.4kWh/1000m3對(duì)細(xì)粉塵有

3、很高的捕集效率，可高于99可在高溫或強(qiáng)腐蝕性氣體下操作缺陷:1、一次性投資高2、安裝精度要求高3、對(duì)粉塵比電阻有一定要求. 一、電除塵器的任務(wù)原理 三個(gè)根本過(guò)程懸浮粒子荷電高壓直流電暈帶電粒子在電場(chǎng)內(nèi)遷移和捕集延續(xù)的電暈電場(chǎng)單區(qū)電除塵器或光滑的不放電的電極之間的純靜電場(chǎng)雙區(qū)電除塵器捕集物從集塵外表上去除振打除去接地電極上的粉塵層并使其落入灰斗 . 一、電除塵器的任務(wù)原理靜電極. 電暈放電 粉塵荷電 粉塵運(yùn)動(dòng) 氣體電離放電金屬線電暈極 含負(fù)離子區(qū)區(qū) 電暈區(qū) 金屬管集塵極 三步曲 一、電除塵器的任務(wù)原理表示圖：. 二、電暈放電1.電暈放電機(jī)理金屬絲放出的電子迅速向正極挪動(dòng)，與氣體分子撞擊使之離子化

4、氣體分子離子化的過(guò)程又產(chǎn)生大量電子雪崩過(guò)程遠(yuǎn)離金屬絲，電場(chǎng)強(qiáng)度降低，氣體離子化過(guò)程終了，電子被氣體分子捕獲氣體離子化區(qū)域電暈區(qū)自在電子和氣體負(fù)離子是粒子荷電的電荷來(lái)源. 二、電暈放電續(xù)2.起始電暈電壓-開(kāi)場(chǎng)產(chǎn)生電暈電流所施加的電壓管式電除塵器內(nèi)任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度起始電暈電壓與煙氣性質(zhì)和電極外形、幾何尺寸等要素有關(guān)，起始電暈所需求電場(chǎng)強(qiáng)度皮克閱歷公式一空氣的相對(duì)密度 m導(dǎo)線光滑修正系數(shù)，無(wú)因次，0.5m102s， 完全可以忽略不計(jì)所以，驅(qū)進(jìn)速度電場(chǎng)力與空氣阻力到達(dá)平衡. 1.驅(qū)進(jìn)速度驅(qū)進(jìn)速度與粒徑和場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系當(dāng)顆粒直徑為250m時(shí)，與粒徑成正比. 2.捕集效率一德意希公式德意希公式的假定:除塵器中

5、氣流為湍流形狀在垂直于集塵外表的任一橫斷面上粒子濃度和氣流分布是均勻的粒子進(jìn)入除塵器后立刻完成了荷電過(guò)程忽略電風(fēng)、氣流分布不均勻、被捕集粒子重新進(jìn)入氣流等影響 . 2.捕集效率一德意希公式dt時(shí)間內(nèi)在長(zhǎng)度為dx的空間所捕集的粉塵量為由dtdx/u積分最終得. 3.有效驅(qū)進(jìn)速度當(dāng)粒子的粒徑一樣且驅(qū)進(jìn)速度不超越氣流速度的1020時(shí)，德意希方程實(shí)際上才是成立的 作為除塵總效率的近似估算，應(yīng)取某種方式的平均驅(qū)進(jìn)速度有效驅(qū)進(jìn)速度-實(shí)踐中經(jīng)常根據(jù)在一定的除塵器構(gòu)外型式和運(yùn)轉(zhuǎn)條件下測(cè)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e表示 e =0.22m/sK指數(shù)，普通取0.5. 3.有效驅(qū)進(jìn)

6、速度粉塵種類驅(qū)進(jìn)速度/ms-1粉塵種類驅(qū)進(jìn)速度/ms-1煤粉飛灰0.100.14沖天爐鐵焦比100.030.04紙漿及造紙0.08水泥消費(fèi)干法0.060.07平爐0.06水泥消費(fèi)濕法0.100.11酸霧H2SO40.060.08多層床式焙燒爐0.08酸霧TiO20.060.08紅磷0.03飄旋焙燒爐0.08石膏0.160.20催化劑粉塵0.08二級(jí)高爐80生鐵0.125. 五、被捕集粉塵的去除 電暈極和集塵極上都會(huì)有粉塵堆積 粉塵堆積在電暈極上會(huì)影響電暈電流的大小和均勻性，普通方法采取振打清灰方式去除 從集塵極去除已堆積的粉塵的主要目的是防止粉塵重新進(jìn)入氣流在濕式電除塵器中，用水沖洗集塵極板在

7、干式電除塵器中，普通用機(jī)械撞擊或電極振動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)力清灰. 五、被捕集粉塵的去除現(xiàn)代的電除塵器大都采用電磁振打或錘式振打清灰。振打系統(tǒng)要求既能產(chǎn)生高強(qiáng)度的振打力，又能調(diào)理振打強(qiáng)度和頻率常用的振打器有電磁型和撓臂錘型 . 振打安裝表示圖本圖為搖臂錘振打表示圖每排收塵極板設(shè)置一搖臂錘，各錘錯(cuò)開(kāi)振打力度影響除塵效果。請(qǐng)問(wèn)：影響振打力度的主要要素有哪些。錘臂長(zhǎng)、捶重、材質(zhì)等. 六、電除塵器構(gòu)造除塵器類型 1.除塵器類型雙區(qū)電除塵器通風(fēng)空氣的凈化和某些輕工業(yè)部門(mén)單區(qū)電除塵器控制各種工藝尾氣和熄滅煙氣污染管式電除塵器用于氣體流量小，含霧滴氣體，或需求用水洗刷電極的場(chǎng)所板式電除塵器為工業(yè)上運(yùn)用的主要型式，氣

8、體處置量普通為2550m3/s以上. 2.電暈電極電暈電極 常用的有直徑3mm左右的圓形線、星形線及鋸齒線、芒刺線等 電暈線的普通要求：起暈電壓低、電暈電流大、機(jī)械強(qiáng)度高、能維持準(zhǔn)確的極距、易清灰等 a.圓形線 b.星形線 c.鋸齒線 d.芒刺線. 2.電暈電極電暈電極 電暈線固定方式重錘懸吊式管框繃線式 . 3.集塵極集塵極集塵極構(gòu)造對(duì)粉塵的二次揚(yáng)起，及除塵器金屬耗費(fèi)量 約占總耗量的4050%有很大影響性能良好的集塵極應(yīng)滿足下述根本要求振打時(shí)粉塵的二次揚(yáng)起少單位集塵面積耗費(fèi)金屬量低極板高度較大時(shí)，應(yīng)有一定的剛性，不易變形振打時(shí)易于清灰，造價(jià)低. 3.集塵極常用板式電除塵器集塵極. 4.高壓供

9、電設(shè)備高壓供電設(shè)備提供粒子荷電和捕集所需求的高場(chǎng)強(qiáng)和電暈電流供電設(shè)備必需非常穩(wěn)定，希望任務(wù)壽命在二十年之上通常高壓供電設(shè)備的輸出峰值電壓為70l000kV，電流為1002000mA 添加供電機(jī)組的數(shù)目，減少每個(gè)機(jī)組供電的電暈線數(shù)，能改善電除塵器性能，但投資添加。必需思索效率和投資兩方面要素. 5.氣流分布板電除塵器內(nèi)氣流分布對(duì)除塵效率具有較大影響為保證氣流分布均勻，在進(jìn)出口處應(yīng)設(shè)變徑管道，進(jìn)口變徑管內(nèi)應(yīng)設(shè)氣流分布板最常見(jiàn)的氣流分布板有百葉窗式、多孔板分布格子、槽形鋼式和欄桿型分布板 對(duì)氣流分布的詳細(xì)要求是任何一點(diǎn)的流速不得超越該斷面平均流速的 40%在任何一個(gè)測(cè)定斷面上，85%以上測(cè)點(diǎn)的流速與

10、平均流速不得相差 25%。. 七、粉塵比電阻比電阻各種物質(zhì)的電阻與其長(zhǎng)度成正比，與其橫截面積成反比，并和溫度有關(guān)： Rs比電阻； L長(zhǎng)度； A橫截面積。定義：一種物質(zhì)的比電阻是其長(zhǎng)度和橫截面積各為一單位時(shí)的電阻，比電阻的倒數(shù)稱為電阻率。. 1.粉塵的導(dǎo)電性工業(yè)粉塵導(dǎo)電方式有兩種:本體導(dǎo)電：取決于粉塵和氣體的溫度及組成。在高溫時(shí)約大于200，導(dǎo)電主要經(jīng)過(guò)粉塵本體內(nèi)部的電子或離子進(jìn)展。在本體導(dǎo)電占優(yōu)勢(shì)的溫度范圍內(nèi)，粉塵比電阻稱為容積比電阻。外表導(dǎo)電：在較低溫度下，氣體中存在的水分或其它化學(xué)調(diào)理劑被塵粒外表吸附，因此導(dǎo)電主要是沿塵粒外表所吸附的水分和化學(xué)膜進(jìn)展的，在導(dǎo)電沿塵粒外表進(jìn)展的溫度范圍內(nèi)，粉

11、塵比電阻稱為外表比電阻。堆積在集塵電極上的灰塵的比電阻對(duì)電除塵器能否有效地運(yùn)轉(zhuǎn)有顯著的影響：. 1.粉塵的導(dǎo)電性比電阻過(guò)高或過(guò)低都會(huì)大大降低電除塵器的除塵效率，適宜的范圍是從103-104cm-21010cm。通常所需求的粉塵的最小導(dǎo)電率是1010/cm1 高比電阻粉塵導(dǎo)電率低于大約1010/cm1，即電阻率大于1010/cm的粉塵，通常稱為高比電阻粉塵。影響粉塵層比電阻除粒子溫度和組成之外，還包括粒子大小和外形，粉塵層厚度和緊縮程度，施加于粉塵層的電場(chǎng)強(qiáng)度等 在評(píng)價(jià)電除塵器的操作性能時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的粉塵比電阻數(shù)據(jù) . 1比電阻過(guò)低假設(shè)灰塵的比電阻小于103-104cm，構(gòu)成在集塵電極上騰躍

12、的景象，最后能夠被氣流帶出電除塵器。用電除塵器處置各種金屬粉塵和石墨粉塵、炭黑粉塵都可以看到這一景象。處理途徑：采取在電除塵氣后面串聯(lián)旋風(fēng)除塵器的方法來(lái)處理。.j-+V 比電阻過(guò)高時(shí)模擬電路圖2比電阻過(guò)高當(dāng)灰塵的比電阻超越1010cm，電除塵器的性能就隨著比電阻的添加而下降。主要是由于比電阻過(guò)高，容易構(gòu)成反電暈景象，使電除塵器的效率降低。. 1.粉塵的導(dǎo)電性煙氣濕度和溫度對(duì)粉塵比電阻的影響a.飛灰 b.水泥窯粉塵. 2.高比電阻粉塵對(duì)電除塵器性能的影響高比電阻粉塵會(huì)干擾電場(chǎng)條件，導(dǎo)致除塵效率下降低于1010/cm時(shí)，比電阻幾乎對(duì)除塵器操作和性能沒(méi)有影響比電阻介于10101011/cm之間時(shí)，火

13、花率添加，操作電壓降低高于1011/cm時(shí)，產(chǎn)生明顯反電暈. 2.高比電阻粉塵對(duì)電除塵器性能的影響粉塵比電阻對(duì)有效驅(qū)進(jìn)速度的影響 . 2.高比電阻粉塵對(duì)電除塵器性能的影響粉塵比電阻對(duì)場(chǎng)強(qiáng)分布的影響 . 3.抑制高比電阻影響的方法堅(jiān)持電極外表盡能夠清潔采用較好的供電系統(tǒng)煙氣調(diào)質(zhì)添加煙氣濕度，或向煙氣中參與SO3、NH3，及Na2CO3等化合物，使粒子導(dǎo)電性添加。最常用的化學(xué)調(diào)質(zhì)劑是SO3 改動(dòng)煙氣溫度向煙氣中噴水，同時(shí)添加煙氣濕度和降低溫度開(kāi)展新型電除塵器 . 八、電除塵器的選擇和設(shè)計(jì) 電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)依然主要采用閱歷公式類比如法 參數(shù)符號(hào)取值范圍板間距S2328cm驅(qū)進(jìn)速度318cm/s比

14、集塵極外表積A/Q3002400m21000m3/min氣流速度v12m/s長(zhǎng)高比L/H0.51.5比電暈功率Pc/Q180018000W/(1000m3/min)電暈電流密度Ic/A0.051.0A/m2平均氣流速度煙煤鍋爐v1.11.6m/s褐煤鍋爐v1.82.6m/s、. 八、電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)1.比集塵外表積確實(shí)定 根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)和設(shè)計(jì)閱歷，確定有效驅(qū)進(jìn)速度e按德意希方程求得比集塵外表積A/Q2.長(zhǎng)高比確實(shí)定集塵板有效長(zhǎng)度與高度之比，直接影響振打清灰時(shí)二次揚(yáng)塵的多少要求除塵效率大于99%時(shí)，除塵器的長(zhǎng)高比至少要1.01.5。. 八、電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)3.氣流速度確實(shí)定通常由處置煙氣量和電

15、除塵器過(guò)氣斷面積，計(jì)算煙氣的平均流速平均流速高于某一臨界速度時(shí)，作用在粒子上的空氣動(dòng)力學(xué)阻力會(huì)迅速添加，粉塵的重新進(jìn)入量亦迅速添加4.氣體的含塵濃度假設(shè)氣體含塵濃度很高，電場(chǎng)內(nèi)塵粒的空間電荷很高，易發(fā)生電暈閉塞應(yīng)對(duì)措施提高任務(wù)電壓，采用放電劇烈的芒剌型電暈極，電除塵器前增設(shè)預(yù)凈化設(shè)備等. 八、電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)電除塵器的輔助設(shè)計(jì)要素 電暈電極：支撐方式和方法集塵電極：類型、尺寸、裝配、機(jī)械性能和空氣動(dòng)力學(xué)性能整流安裝：額定功率、自動(dòng)控制系統(tǒng)、總數(shù)、儀表和監(jiān)測(cè)安裝電暈電極和集塵電極的振打機(jī)構(gòu)：類型、尺寸、頻率范圍和強(qiáng)度調(diào)整、總數(shù)和陳列灰斗：幾何外形、尺寸、容量、總數(shù)和位置輸灰系統(tǒng)：類型、才干、

16、預(yù)防空氣走漏和粉塵反吹殼體和灰斗的保溫，電除塵器頂蓋的防雨雪措施便于電除塵器內(nèi)部檢查和維修的檢修門(mén)高強(qiáng)度框架的支撐體絕緣器：類型、數(shù)目、可靠性氣體入口和出口管道的陳列需求的建筑和地基獲得均勻的低湍流氣流分布的措施. 電除塵器的選擇設(shè)計(jì)和運(yùn)用小結(jié)1 電除塵的選擇 煙塵和煙氣的來(lái)源和消費(fèi)過(guò)程； 煙塵粒度大小的分布； 煙塵濃度； 煙塵成分和構(gòu)造； 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐的煙塵比電阻； 總煙量； 煙氣的壓力、溫度和成分； 煙氣和煙塵的腐蝕性。 2電除塵的設(shè)計(jì)1搜集資料 2確定有效驅(qū)進(jìn)速度 3集塵極板面積 4其它輔助設(shè)計(jì)內(nèi)容. 1搜集資料根據(jù)以上各節(jié)的討論，可以歸納選擇和設(shè)計(jì)除塵器時(shí)的主要參數(shù)。 要求的除塵效率或除塵的進(jìn)出口含塵濃度，； 煙氣和煙塵的性質(zhì)及回收價(jià)值 設(shè)備資料的供應(yīng)情況及價(jià)錢2確定有效驅(qū)進(jìn)速度 . 3集塵極板面積按多依奇方程式計(jì)算。留意：板式除塵的有效集塵面積是指電暈放電空間的收塵電極的凈當(dāng)量面積。 4其它 輔助設(shè)計(jì)內(nèi)容氣流速度v：指總的氣體流量和通道截面積計(jì)算而得的平均氣速。降低氣速，效率可以提高，但低到一定程度，有效驅(qū)進(jìn)速度卻隨之下降。因此，應(yīng)在滿足所需的效率下選取有效驅(qū)進(jìn)速度高的風(fēng)速，才是較經(jīng)濟(jì)的。普通取0.4-4.5m/s。此外設(shè)計(jì)內(nèi)容還有電暈功率、管式電除塵的管徑、有效的高壓分組電場(chǎng)數(shù)、電暈電極長(zhǎng)度、電極的振打等。