大气污染控制工程-第六章-电除尘器

机械除尘器有哪几种？,层流式重力沉降室：,湍流式重力沉降室：,重力沉降室的压力损失较小：50130Pa,旋风除尘器的除尘原理？,气流运动的三个方向：切向、轴向和径向,气流切向速度在哪里达到最大？,旋风除尘器的压力损失：局部阻力系数；Vin：气体入口速度A：旋风除尘器进口截面面积de：排出筒的直径,内外涡旋的界面上,vT0为交界面处气流的切向速度,m/s;vr为旋转气流的径向速度r0为交界圆柱面的半径,dc确定后，可根据雷思利希特模式计算其他粒子的分级效率：,n为涡旋指数。,对于球形Stokes粒子：,旋风除尘器的除尘效率,经验公式：,旋风除尘器的设计,选择除尘器的型式根据含尘浓度、粒度分布、密度等烟气特征、及除尘要求、允许的阻力和制造条件等因素根据允许的压力降确定进口气速，或取为12-25m/s确定入口截面A，入口宽度b和高度h确定各部分几何尺寸,旋风除尘器的设计,旋风除尘器的比例尺寸,第二节电除尘器,旋风除尘器对于dp0.5m。另一种是气体离子作不规则热运动时与粉尘粒子碰撞，使其荷电，这种荷电称为扩散荷电，dp0.15m。粒子介于0.15-0.5m的粒子，两种荷电机制均存在。,（1）电场荷电在电场中气体离子沿电力线运动时与粉尘粒子碰撞使其荷电。随着粉尘粒子荷电量的增加，粉尘粒子自身将产生局部电场，结果使附近的电力线向外偏转，于是减少了离子向粉尘粒子运动的机会，直至最后完全偏离粉尘粒子，这时粉尘粒子的电荷不再增加，达到饱和。单个球形颗粒的饱和荷电量：,qs粉尘粒子饱和荷电量,C;-粉尘粒子的相对介电常数,无量纲；0真空介电常数,8.8510-12，C2V-1m-2或F/m；E0电场强度,V/m；dp颗粒粒径,m。可见，电场强度越高，颗粒越大，饱和荷电量越大。,（1）电场荷电（续）,影响电场荷电的因素粒径dp和介电常数电场强度E0和离子密度N0一般粒子的荷电时间仅为0.1s，相当于气流在除尘器内流动10-20cm所需要的时间，一般可以认为粒子进入除尘器后立刻达到了饱和电荷,（1）电场荷电（续）,（2）扩散荷电,与电场电荷过程相反，不存在扩散荷电的最大极限值（根据分子运动理论，不存在离子动能上限）荷电量取决于离子热运动的动能、粒子大小和荷电时间扩散荷电理论方程,k一玻尔兹曼常数，1.381023J/KT一气体温度，KN0离子密度，个/m3e电子电量，e1.61019C一气体离子的平均热运动速度，m/s,（3）电场荷电和扩散荷电的综合作用,处于中间范围（0.150.5m）的粒子，需同时考虑电场荷电和扩散荷电,根据Robinson的研究，简单地将电场荷电的饱和电荷和扩散荷电的电荷相加，可近似地表示两种过程综合作用时的荷电量，与实验值基本一致,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,破坏正常电晕过程气流中微小粒子的浓度高时，荷电尘粒所形成的电晕电流不大，可是所形成的空间电荷却很大，严重抑制着电晕电流的产生当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，尘粒在电场中根本得不到电荷，电晕电流几乎减小到零，失去除尘作用，即电晕闭塞,3.荷电粒子的迁移和捕集,（1）驱进速度qE(电场作用在荷电粉尘粒子上的静电力）=3dp(粉尘粒子向集尘极迁移时受到的介质阻力）,同样，对于滑动区的颗粒，还应乘以系数C。,q-粉尘颗粒的荷电量，C;E-粉尘颗粒所出位置的电场强度，V/m；-气体介质的动力粘度,Pa.s；dp-粉尘粒子的粒径，m;-荷电粉尘粒子在电场中的驱进速度（终末沉降速度），m/s。,（1）驱进速度（续）,驱进速度与粒径和场强的关系当颗粒直径为250m时，与粒径成正比,（2）捕集效率德意希假设：除尘器中气流为湍流状态，在垂直于集尘表面的任一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。,气体流向x，气体和粉尘在x方向的流速皆为u，气体流量为Q;x方向上每单位长度的集尘版面积为a，总集尘板面积为A；电场长度为L，气体流动截面积为F；直径为dpi的颗粒，其驱进速度，在气体中的浓度。,（2）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dtdx/u积分最终得,捕集效率随粒径的变化,（2）捕集效率,有效驱进速度,当粒子的粒径相同且驱进速度不超过气流速度的1020时，德意希方程理论上才是成立的作为除尘总效率的近似估算，应取某种形式的平均驱进速度有效驱进速度实际中常常根据在一定的除尘器结构型式和运行条件下测得的总捕集效率值，代入德意希方程式中反算出的相应驱进速度值，以e表式工业电除尘器的有效驱进速度为0.2-2m/s,4.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,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,4.被捕集粉尘的清除,按集尘电极的结构形式分类（1）管式电除尘器,单管电除尘器结构如图所示。集尘极为150-300mm的圆形金属管，管长为3-5m。放电极线（电晕线）用重锤悬吊在集尘极园管的中心。管式电除尘器电场强度高且变化均匀，但清灰比较困难。常用于处理含尘气体量小或含雾滴的气体。,集尘极由多块一定形状的钢板组合而成。放电极（电晕极）均布在两平行集尘极间。两平行集尘极的距离一般为0.2-0.4m，极板长10-20m，高10-15m。板式电除尘器电场强度变化不均匀，清灰方便，制作安装容易。,（2）板式电除尘器,电除尘器结构电晕电极,电晕电极常用的有直径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,a.圆形线b.星形线c.锯齿线d.芒刺线,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,电除尘器结构集尘极,常用板式电除尘器集尘极进展宽间距压电除尘器：现已公认，在某些情况下板间距可比平常增加50100%，然而除尘器性能并未改变。其原理还没有完全解释清楚,电除尘器结构高压供电设备,高压供电设备提供粒子荷电和捕集所需要的高场强和电晕电流供电设备必须十分稳定，希望工作寿命在二十年之上通常高压供电设备的输出峰值电压为70一l000kV，电流为1002000mA增加供电机组的数目，减少每个机组供电的电晕线数，能改善电除尘器性能，但投资投资增加。必须考虑效率和投资两方面因素,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%。,电除尘器结构气流分布板,气流分布不均匀时，电除尘器通过率的校正系数FV,粉尘比电阻,通常所需要的粉尘的最小导电率是1010（/cm）1高比电阻粉尘导电率低于大约1010（/cm）1，即电阻率大于1010/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10/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10101011/cm之间时，火花率增加，操作电压降低高于1011/cm时，产生明显反电晕,粉尘比电阻,粉尘比电阻对除尘器伏安特性的影响,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,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,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,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e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1.01.5。,电除尘器的选择和设计,气