电除尘器(原板重新找到).ppt

电除尘器,电除尘器的原理 电除尘器的主要性能参数计算 电除尘器的主要结构部件与装置 影响电除尘效果的因素 电除尘器的分类,一、电除尘器的工作原理,带电的粉尘颗粒在电场中将作定向运动。带正电的粉尘颗粒向负极运动，带负电的粉尘颗粒向正极运动。电除尘器就是利用这一性质实现粉尘分离的。要实现分离的关键是： 如何使粉尘带上电（即荷电）？ 如何形成有利于分离的电场？,（一）电场的形成与气体电离,如图所示，正极（集尘极）与负极（放电极）之间构成高压电场。 在电场的作用下，空气中自由离子向两极运动，电压越高，电场强度越高，离子运动速度越快。,离子的运动，形成了极间电流。 当电压高到一定程度后，离子获得能量大，运动速度快，撞击空气中性原子，中性原子分解成正离子和负离子，即空气发生了电离。极间电流（即电晕电流）急剧增加，空气成了导体。 空气电离范围（电晕区）不能过大，要局限在电晕极附近。 几个概念： 极间空气全部发生电离时，称为电场击穿。电场击穿时，发生火花放电，电路短路，电除尘器停止工作。 击穿电压-发生火花击穿时的电压。 起晕电压-开始产生电晕放电时的电压。,电场的形式：,线管式电场 线板式电场 如图所示（1-放电极；2-集尘极） 电场的形式不同，起晕电场强度和起晕电压也不同。,1,1,2,2,起晕电场强度Ec: 线管式电场： 线板式电场： 起晕电压Vc: 线管式电场： 线板式电场： R1-电晕极半径；m-电晕极表面粗糙系数； -相对空气密度；R2-集尘圆管半径； b-电晕极到集尘极之间距离；a-相邻电晕极之间距离,（二）尘粒荷电,尘粒荷电就是尘粒与离子接触而带上电的过程。粉尘的荷电作用包括碰撞荷电和扩散荷电。碰撞荷电也称为电场荷电, 它是直接由空气离子与尘粒碰撞而使尘粒荷电。大于0.5m的尘粒以碰撞荷电为主。扩散荷电是通过空气离子扩散和粉尘扩散作用使空气离子与粉尘接触而荷电。小于0.2m的粉尘以扩散荷电为主。0.20.5m的粉尘, 两种荷电同时作用。,尘粒荷电过程,1-电源 2-电晕极 3-集尘极 4-自由电子 5-正离子 6-负离子 7-尘粒,尘粒荷电量： 碰撞荷电量： 0-真空介电常数；p-尘粒的相对介电常数 Ef-电晕极周围的电场强度；dc-尘粒直径 t-荷电时间；-荷电时间常数 饱和时的荷电量： 扩散荷电量： e-基本电荷的电量,（三）收尘,2、电除尘效率,x,进口 集尘极 出口 y1（浓度） w y2（浓度）,y y+dy dx v,尘气,净气,集尘极,集尘极单位长度上的集尘面积为: a（m2/m) 除尘器的横断面积为：F（m2) 电场长度为：l(m),二、电除尘器的技术参数,1、有效驱进速度： 尘粒驱进速度受多种因素制约，对一定的电除尘器, 通过试验测出其效率0, 其处理量为L0, 设除尘器的总集尘面积为A0, 由效率公式=1-exp(-AW/L)反推所得的W0值即为有效驱进速度。其计算式为: W0=(L0/A0)ln(1-0),2、比收尘极板面积(f) 是指收尘极板的总投影面积A与处理尘气量L的比值，即：f=A/L 3、电场风速（v） 即通过电场的平均风速，v=L/F。 4、比电晕功率：分为 体积比电晕功率：指处理单位体积尘气量所需的电晕功率。 面积比电晕功率：指单位集尘板面积所需的电晕功率。 5、比电晕电流 指单位集尘板面积或单位电晕线长度上所需的电晕电流。,三、电除尘器结构部件与装置,电除尘器的主要组成部件和装置有： 电晕极 集尘极 振打清灰装置 气流分布装置 供电装置等,1. 电晕极: 它是电除尘器的主要部件, 直接影响电除尘器的效率. 对电晕极的要求是: 起晕电压低, 击穿电压高; 放电强度高, 电晕电流高; 机械强度高, 耐腐蚀。 电晕极的放电性质与它的几何形状有密切关系. 目前采用的放电极可分为两类, 一是线状放电的电晕极, 其中包括圆线, 星形线, 刀形线等, 另一类是点状放电的电晕极, 其中包括芒刺式, 锯齿形等。 电晕极的固定方式通常有三种: 重锺悬吊式, 框架式和桅杆式。,电晕极结构-1,电晕极结构-2,电晕极固定方式,电晕极框架悬挂系统,2. 集尘极:,对集尘极的要求是能防止二次扬尘; 金属消耗量少, 单位质量的集尘面积大; 有足够的机械强度和耐腐性; 振打清灰均匀, 清灰容易; 制作方便,造价低。 目前常用的集尘极结构形式有波纹形、C形、CS形、Z形。,集尘极板结构-1,集尘极板结构-2,集尘极板的固定,3. 振打清灰装置 当集尘极上沉积粉尘过多, 将会形成火花放电和反电晕现象, 导致除尘效率下降。 因此, 利用清灰装置定期地清除集尘极上的粉尘层是保证电除器正常工作, 充分发挥效率的重要条件。 清灰装置类型较多, 常用的有机械锤击式、颤动式(如电磁振荡器)、自重振动式等。 对清灰的要求是, 振打力不能过大, 频率不能过高, 以免造成二次扬尘。,机械振打清灰装置,4. 气流分布装置 电除尘器中气流分布的均匀性对除尘效率有较大影响, 气流分布不均匀, 除尘效率降低。气流分布装置的作用就是使气流均匀通过电除尘器。气流分布装置的形式有导流叶片, 圆孔板, 方孔板和百叶窗式。,5. 供电装置 供电装置性能直接影响电除尘器的效率和工作稳定性。对供电装置的要求是具有足够高的电场强度和电晕电流, 工作可靠, 寿命长, 检查及维修量少。供电装置由升压变压器、整流器和控制装置三部分组成。常规电除尘器中的电压为6070KV, 超高压电除尘器中电压可达80200KV甚至更高。,四、 电除尘器的分类 按集尘极形式分管式电除尘器和板式电除尘器。 按内部荷电区和分离区布置分单区电除尘器(荷电与分离在同一区内完成)和双压电除尘器(荷电与分离分别在两个区完成)。 按气流流动分卧式电除尘器(气流水平运动)和立式电除尘器(气流垂直运动)。 按清灰方式分干式电除尘器(采用振打清灰)和湿式电除尘器(集尘极上的粉尘靠水流排出)。,管式和板式电除尘器,板式电除尘器,一体化电除尘器,比电阻在1041011cm之间的粉尘, 电除尘效果好. 当粉尘比电阻小于104cm时, 由于粉尘导电性能好, 到达集尘极后, 释放负电荷的时间快, 容易感应出与集尘极同性的正电荷, 由于同性相斥而使“粉尘形成沿极板表面跳动前进”, 降低除尘效率。,五、影响电除尘效果的因素,当粉尘比电阻大于1011cm时, 粉尘释放负电荷慢, 粉尘层内形成较强的电场强度而使粉尘空隙中的空气电离, 出现反电晕现象。正离子向负极运动过程中与负离子中和, 而使除尘效率下降。 影响比电阻的因素有烟气的温度和湿度。,1. 粉尘的比电阻,粉尘的比电阻与效率,比电阻与湿度、温度关系,2. 气体含尘浓度,粉尘浓度过高, 粉尘阻挡离子运动, 电晕电流降低, 严重时为零, 出现电晕闭塞, 除尘效果急剧恶化。,3. 气流速度,随气流速度的增大, 除尘效率降低, 其原因是, 风速增大, 粉尘在除尘器内停留的时间缩短, 荷电的机会降低。同时, 风速增大二次扬尘量也增大。,除尘器的选择,在设计中选择除尘器时应考虑以下匹配问题: 1. 除尘器出口净化后气体的粉尘浓度要与环保规定的排放浓度要求相匹配。设计时应根据处理气体的粉尘浓度, 处理量和环保规定的排放要求确定所要求除尘器的除尘效率, 然后选择合适的除尘器类型。在运行中, 还应注意由于运动工况不稳定对除尘效率的影响。,2. 除尘器的性能要与处理的气体特性和粉尘性质相匹配：气体的温度, 湿度, 腐蚀性, 可燃与爆炸性等都直接制约除尘器的使用。 如袋式除尘器不能用于处理高温, 高湿的气体. 粉尘的粒径及其分布, 粘结性, 湿润性, 比电阻, 可燃性和浓度等性质直接决定了除尘器的除尘效果和应用。 不同的除尘器所能去除的粉尘粒径范围也不同; 对于粘结性粉尘不宜采用袋式除尘器; 比电阻大的粉尘电