通風(fēng)工程中粉塵的控制課件

1、第四章 通風(fēng)工程中粉塵的控制1六、電除塵器2 電除塵器以其除塵效率高、阻力低、煙氣處理量大、耐熱溫度高等優(yōu)點(diǎn)而成為粉塵捕集回收和氣體凈化的主要設(shè)備，廣泛應(yīng)用于有色金屬、冶金、電力、建材、石油、化工等行業(yè)。 3（一）工作原理 使塵粒荷電，并在電場(chǎng)的作用下作定向運(yùn)動(dòng)，從而起到分離和捕集塵粒的作用。含有粉塵顆粒的氣體，在接有高壓直流電源的陰極線(又稱電暈極)和接地的陽極板之間所形成的高壓電場(chǎng)通過時(shí)，由于陰極發(fā)生電暈放電、氣體被電離，此時(shí)，帶負(fù)電的氣體離子，在電場(chǎng)力的作用下，向陽板運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)中與粉塵顆粒相碰，則使塵粒荷以負(fù)電，荷電后的塵粒在電場(chǎng)力的作用下，亦向陽極運(yùn)動(dòng)，到達(dá)陽極后，放出所帶的電子，塵

2、粒則沉積于陽極板上，而得到凈化的氣體排出除塵器外。41、工作步驟建立高壓的直流電場(chǎng)電壓升高，場(chǎng)強(qiáng)增大，電流增加；電壓繼續(xù)升高，場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)一步增大，電暈極附近空氣電離；電離區(qū)域擴(kuò)大，電場(chǎng)局部被擊穿。粉塵的荷電與捕集粉塵在電暈區(qū)荷正電，趨向電暈極，被氣流沖刷；粉塵在電暈區(qū)外荷負(fù)電，趨向集塵極，數(shù)量多，清灰。52、說明電暈負(fù)電暈：起暈電壓低，擊穿電壓高，工作范圍廣；負(fù)離子運(yùn)動(dòng)速度大，有利于分離粉塵；多用于除塵。正電暈：產(chǎn)生臭氧少，用于空調(diào)進(jìn)風(fēng)。電場(chǎng)均勻電場(chǎng)：不能夠使得塵粒有效荷電，用于分離區(qū)。非均勻電場(chǎng)：用于荷電區(qū)。放電電暈放電：正常工作狀態(tài)?；鸹ǚ烹姡弘妶?chǎng)局部擊穿，塵粒不能夠有效荷電，對(duì)集塵層形成干擾

3、，效率下降。最佳火花率：當(dāng)電壓升高時(shí)，有利于提高效率；但是出現(xiàn)火花又會(huì)使效率下降；兩者平衡，使得效率最高，此時(shí)的火花率稱為最佳火花率。63、結(jié)構(gòu)示意圖1-陽極；2-陰極；3-陰極上架4-陽極上部支架；5-絕緣支座；6-石英絕緣管；7-陰極懸吊管；8-陰極支撐架；9-頂板；10-陰極振打裝置；11-陽極振打裝置；12-陰極下架；13-陽極吊錘；14-外殼；15-進(jìn)口第一塊分布板；16-進(jìn)口第二塊分布板；17-出口分布板；18-排灰裝置。7主要部件電暈極要求電性能好（起暈電壓低、電暈電流大）一定強(qiáng)度、耐腐蝕集塵極要求強(qiáng)度高、造價(jià)低清灰方便、防止二次飛揚(yáng)振打裝置氣流分布裝置8（二）電除塵器的種類按集

4、塵極管式（結(jié)構(gòu)緊湊、小型、占地少，效率不高）板式（效率高，系統(tǒng)連接方便）按工作區(qū)域單區(qū)：荷電、分離在同一個(gè)區(qū)域雙區(qū)：荷電、分離分區(qū)多區(qū)按氣流流動(dòng)方向豎式臥式按清灰方式干式：振打、振動(dòng)、機(jī)械、電磁（方便，效率不太高）濕式：噴霧、水膜（效率高，但是帶來污水處理、防腐等問題）9（三）影響性能指標(biāo)的主要因素驅(qū)進(jìn)速度效率有效驅(qū)進(jìn)速度粉塵的比電阻10驅(qū)進(jìn)速度定義：塵粒所受靜電力與空氣阻力相等時(shí)做橫向運(yùn)動(dòng)的速度。W=kcopdcEp2 / (p+2)=f(dc)不同粒徑大小的塵粒有不同的驅(qū)進(jìn)速度11效率多依奇公式假設(shè)條件塵粒分布均勻在內(nèi)部速度一定，為w忽略氣流塵粒之間的影響及紊流程度=1-exp(-Aw/L

5、)多依奇公式表達(dá)的是分級(jí)效率，即=f(dc)12有效驅(qū)進(jìn)速度we定義：由實(shí)測(cè)效率按照多依奇公式推算出來的驅(qū)進(jìn)速度。we=-L ln(1-)/A13粉塵的比電阻定義：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度、單位斷面積粉塵的電阻值。電除塵一般要求的比電阻為1041011 .cm分析比電阻過小除塵效率下降比電阻過大粉塵集塵層形成一個(gè)電壓降，會(huì)出現(xiàn)電流減小、擊穿電壓降低、反電暈（單向荷負(fù)電的電場(chǎng)中又出現(xiàn)正離子，使粉塵不能夠有效荷電）等情況，使得效率下降。降低比電阻的方式：升高工作溫度、加濕、加調(diào)節(jié)劑、采用新型電除塵器（三級(jí)）14（四）電除塵器的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)集塵面積采用有效驅(qū)進(jìn)速度，由需要的效率根據(jù)多依奇公式推算出 A=L/we .ln

6、1/(1-)確定電場(chǎng)風(fēng)速V=L/FV一般取1.01.5 m/s對(duì)初始濃度的考慮若初始濃度加大，可能使電流降低，導(dǎo)致電暈閉塞當(dāng)初始濃度很大時(shí)，要求進(jìn)行預(yù)除塵（如旋風(fēng)除塵器）15（五）電除塵器的特點(diǎn)電除塵器的優(yōu)點(diǎn)：電除塵器直接將能量給粉塵，故電除塵器的能耗指標(biāo)抵。凈化效率高，能夠鋪集0.01微米以上的細(xì)粒粉塵。在設(shè)計(jì)中可以通過不同的操作參數(shù)，來滿足所要求的凈化效率。阻力損失小，一般在20毫米水柱以下，和旋風(fēng)除塵器比較，即使考慮供電機(jī)組和振打機(jī)構(gòu)耗電，其總耗電量仍比較小。允許操作溫度高，如SHWB型電路塵器最好允許操作溫度250，其他類型還有達(dá)到350400或者更高的。處理氣體范圍量大。可以完全實(shí)現(xiàn)

7、操作自動(dòng)控制。16電除塵器的缺點(diǎn)：設(shè)備比較復(fù)雜，要求設(shè)備調(diào)運(yùn)和安裝以及維護(hù)管理水平高。對(duì)粉塵比電阻有一定要求，所以對(duì)粉塵有一定的選擇性，不能使所有粉塵都的獲得很高的凈化效率。受氣體溫、溫度等的操作條件影響較大，同是一種粉塵如在不同溫度、濕度下操作，所得的效果不同，有的粉塵在某一個(gè)溫度、濕度下使用效果很好，而在另一個(gè)溫度、濕度下由于粉塵電阻的變化幾乎不能使用電除塵器了。一次投資較大，臥式的電除塵器占地面積較大。目前在某些企業(yè)實(shí)用效果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。17（六）電除塵器的維護(hù)電除塵器本體的維護(hù)電除塵器電氣部分的維護(hù)181、電除塵器本體的維護(hù)（1）每周對(duì)保溫箱進(jìn)行一次清掃，在清掃過程中需同時(shí)檢查電暈極

8、支撐絕緣子及石英套管是否有破損、爬電等現(xiàn)象，如果有破損，則應(yīng)及時(shí)更換。（2）每周應(yīng)檢查一次各振打轉(zhuǎn)動(dòng)裝置及卸灰輸灰轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的減速機(jī)油位，并適當(dāng)補(bǔ)充潤(rùn)滑油。（3）各減速機(jī)第一次加油運(yùn)轉(zhuǎn)一周后更換新油，并將內(nèi)部油污沖凈，以后每次6個(gè)月更換一次潤(rùn)滑油，潤(rùn)滑油可采用40#機(jī)械油，推薦采用工業(yè)齒輪油（90#）。（4）每周清掃一次電暈極振打轉(zhuǎn)動(dòng)瓷聯(lián)軸，在清掃過程中需同時(shí)檢查是否有破壞，爬電等現(xiàn)象，如果有破壞，則應(yīng)及時(shí)更換。（5）每年檢查一次電除塵器殼體、檢查門等處與地線的連接情況，必須保證其電阻值小于4 。（6）根據(jù)極排的積灰情況，選擇適宜的振打程序或另編程更改程序。（7）每6個(gè)月檢查一次電除塵器保溫層，

9、如發(fā)現(xiàn)破損，應(yīng)及時(shí)修理。（8）每年測(cè)定一次電除塵器進(jìn)出口處煙氣量、含塵濃度和壓力降，從而分析電收塵器性能的變化。19（9）電除塵器工作3個(gè)月以上，則應(yīng)利用工藝生產(chǎn)停車機(jī)會(huì)對(duì)電除塵器內(nèi)部構(gòu)件進(jìn)行檢查、維護(hù)，其維護(hù)內(nèi)容包括：a)檢查各層氣體分布板孔是否被粉塵堵塞，若部分孔被粉塵堵塞，則應(yīng)仔細(xì)檢查振打裝置的工作狀況，并進(jìn)行適當(dāng)處理。b)檢查兩極間距，仔細(xì)檢查每個(gè)電場(chǎng)每個(gè)通道的偏差是否在10毫米以內(nèi)，每根電暈線與陽極距離的偏差是否在5毫米以內(nèi)，達(dá)不到要求進(jìn)行處理。c)檢查兩極排面的積灰情況，如發(fā)現(xiàn)個(gè)別極排積灰過厚，則應(yīng)分析該極排的振打情況，并進(jìn)行適當(dāng)處理。d)檢查各檢查門、頂蓋、法蘭聯(lián)接等處是否嚴(yán)密，

10、如有漏風(fēng)，要進(jìn)行處理。e)檢查各振打裝置是否松動(dòng)、磨損等。f)檢查機(jī)內(nèi)的積灰情況。（10）操作人員進(jìn)入電場(chǎng)內(nèi)前須作如下工作：a)確認(rèn)電場(chǎng)已斷電。b)在高壓控制柜上掛“正在檢修設(shè)備，禁止合閘”的警告。 c)用放電線給電場(chǎng)放電。202、電除塵器電氣部分的維護(hù)（1）高壓控制柜和高壓發(fā)生器均不允許開路運(yùn)行。（2）及時(shí)清掃所有絕緣件上的積灰和控制柜內(nèi)部積灰，檢查接觸器開關(guān)、繼電器線圈、觸頭的動(dòng)作是否可靠，保持設(shè)備的清潔干燥。（3）每年測(cè)量一次，高壓發(fā)生器和控制柜的接地電阻2。（4）每年更換一次高壓發(fā)生器的干燥劑。（5）每年一次進(jìn)行變壓器油耐壓試驗(yàn)，其擊穿電壓不低于交流有效值40kV/2.5mA。 21七

11、、除塵技術(shù)的發(fā)展近年來，塵源控制發(fā)展的重點(diǎn)集中于以下方面：改善控制效果的同時(shí)減少抽風(fēng)量；密閉罩方便生產(chǎn)操作及檢修；移動(dòng)性和陣發(fā)性塵源的控制；爐窯二次煙塵的控制。 22改善控制效果的同時(shí)減少抽風(fēng)量 膠帶（或鏈板）輸送機(jī)的受料點(diǎn)是大量存在的塵源，新型的“雙層密閉罩”取代傳統(tǒng)密閉罩，有效地削弱了物料溜放時(shí)產(chǎn)生的沖擊作用，并防止物料逸出，因而控制效果更好，抽風(fēng)量卻下降50。 23密閉罩方便生產(chǎn)操作及檢修 克服密閉同生產(chǎn)和檢修矛盾的有效途徑是采用活動(dòng)框架和凹槽蓋板結(jié)構(gòu)。蓋板可輕便地取下或打開，利于觀察和操作，凹槽密封效果好。檢修時(shí)，框架很容易拆卸并按原樣恢復(fù)。對(duì)于振動(dòng)篩一類的產(chǎn)塵設(shè)備，這種密閉型式更具優(yōu)

12、越性。 24移動(dòng)性和陣發(fā)性塵源的控制 許多工業(yè)部門存在著移動(dòng)塵源，位置不定，移動(dòng)規(guī)律不明顯，固定式控制難以奏效?！耙苿?dòng)通風(fēng)口塵源控制裝置（ 礦山地下的塵源控制，在原有的灑水和通風(fēng)降塵基礎(chǔ)上，注入了凈化技術(shù)，通風(fēng)氣流含塵量大幅度降低，井下作業(yè)環(huán)境進(jìn)一步改善。為了有效控制露天礦山路面揚(yáng)塵，開發(fā)了高效抑塵劑，將其加水調(diào)制并噴灑于路面、料場(chǎng)或地表，可減少揚(yáng)塵95，使實(shí)施區(qū)域的粉塵濃度低于2mg/nm3。25爐窯二次煙塵的控制 工業(yè)爐窯伴隨加、出料產(chǎn)生的二次煙塵具有陣發(fā)性，其控制難度較大。對(duì)于轉(zhuǎn)爐、煉鋼電爐、混鐵爐等許多爐窯，已開發(fā)了適合其特點(diǎn)的煙塵控制技術(shù)。一種將塵源控制和凈化合一的技術(shù)是“屋頂電除塵

13、”，已于1998年成功地在“攀鋼”提釩煉鋼轉(zhuǎn)爐車間應(yīng)用，依靠煙氣熱壓和合理氣流組織，使煙塵通過設(shè)在屋頂?shù)碾姵龎m器，不需風(fēng)機(jī)和管道，排塵濃度和降低崗位粉塵濃度都達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)。 26工業(yè)防塵技術(shù)展望1）工業(yè)防塵法規(guī)更完善，執(zhí)法更強(qiáng)化。進(jìn)入21世紀(jì)，我國經(jīng)濟(jì)將繼續(xù)高速發(fā)展，公眾對(duì)工作和生活環(huán)境的要求將更高，有關(guān)法規(guī)更趨完善，執(zhí)法力度將更為加強(qiáng)。工業(yè)防塵技術(shù)必須在高效、低耗、可靠、方便等方面達(dá)到一個(gè)新的水平。 2）加強(qiáng)工業(yè)防塵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)。目前，許多防塵設(shè)施不規(guī)范，標(biāo)準(zhǔn)化程度差，質(zhì)量不高，達(dá)不到預(yù)期效果。在塵源控制方面，尤顯薄弱，工業(yè)防塵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問題，已直接影響工業(yè)防塵工作的進(jìn)行。 3）工業(yè)防塵

14、技術(shù)將與生產(chǎn)工藝更緊密結(jié)合。首先，積極促進(jìn)生產(chǎn)工藝及設(shè)備的改進(jìn)，努力實(shí)現(xiàn)本質(zhì)無害化，達(dá)到事半功倍之效；其次，工業(yè)防塵技術(shù)應(yīng)力求促進(jìn)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的提高；再者，應(yīng)更方便操作和維修。 4）工業(yè)防塵將緊密結(jié)合節(jié)能。通過工業(yè)防塵技術(shù)的實(shí)施，使生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)化，生產(chǎn)能耗降低；促進(jìn)二次能源的回收；在保證防塵效果的同時(shí)，盡量減少處理風(fēng)量，降低系統(tǒng)阻力，從而降低自身能耗；等等。例如，前述的磨機(jī)制粉系統(tǒng)簡(jiǎn)化，還有將采暖或空調(diào)車間被抽吸的空氣中含塵氣體高度凈化后再返回利用，都是成功實(shí)例。 5）PLC的應(yīng)用將更為普遍，工控機(jī)（IPC）的應(yīng)用也將迅速擴(kuò)大，水平進(jìn)一步提高。工業(yè)防塵設(shè)施集中管理、信息圖文的遠(yuǎn)距離傳輸、專家系

15、統(tǒng)等技術(shù)都將越來越多地用于工業(yè)防塵。 271、高溫陶瓷除塵器對(duì)于燃煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)（IGCC），發(fā)展既能滿足燃?xì)廨啓C(jī)要求同時(shí)又能滿足環(huán)境保護(hù)要求的高溫燃?xì)鈨艋到y(tǒng)是非常重要的，它是燃煤聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)真正商用化的最關(guān)鍵技術(shù)之一。高溫陶瓷過濾器，目前被普遍認(rèn)為是最有前途的高溫除塵設(shè)備。陶瓷過濾器對(duì)高溫燃?xì)庵械姆蹓m進(jìn)行過濾于用砂礫層（顆粒層除塵器）或纖維層（布袋除塵器）對(duì)氣體凈化都基于同一過濾理論。28陶瓷過濾器的過濾元件目前普遍采用高密度材料，制成的陶瓷過濾元件主要有棒式、管式、交叉流式三種。下圖為一種交叉流式陶瓷過濾器元件，它由薄的多孔陶瓷板組成，通過燒結(jié)形成帶有通道的肋狀整體。含塵氣體從短

16、通道端進(jìn)入過濾器，然后在每個(gè)通道過濾后進(jìn)入通道較長(zhǎng)的清潔氣體端，清潔氣體通道的一端封死是清潔氣體流入清潔氣體匯集箱，短通道內(nèi)所捕集的塵粒通過反向脈沖氣流定期清除。 29302、水膜除塵器（濕式除塵器）利用含塵氣體沖擊除塵器內(nèi)壁或其他特殊構(gòu)件上用某種方法造成的水膜，使粉塵被水膜捕獲，氣體得到凈化，這類凈化設(shè)備叫做水膜除塵器。包括沖擊水膜、惰性（百葉）水膜和離心水膜除塵器等多種。3132含塵氣體由簡(jiǎn)體下部順切向引入，旋轉(zhuǎn)上升，塵粒受離心力作用而被分離，拋向筒體內(nèi)壁，被筒體內(nèi)壁流動(dòng)的水膜層所吸附，隨水流到底部錐體，經(jīng)排塵口卸出。水膜層的形成是由布置在筒體的上部幾個(gè)噴嘴、將水順切向噴至器壁。這樣，在簡(jiǎn)體內(nèi)壁始終覆蓋一層旋轉(zhuǎn)向下流動(dòng)的很薄水膜，達(dá)到提高除塵效果的目的。這種濕式除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，金屬耗量小，耗水量小。其缺點(diǎn)是高度較大，布置困難，并且在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)有帶水現(xiàn)象。 33八、除塵器的選擇技術(shù)指標(biāo)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)34（一）技術(shù)指標(biāo)粉塵性質(zhì)粒徑分布 分級(jí)效率親水性 干式、濕式比電阻 電除塵硬度 耐磨性粘附性 清灰爆炸性 燃燒