第六章除尘装置3 李丹.ppt

机械除尘器电除尘器湿式除尘器过滤式除尘器除尘器的选择与发展,第六章除尘装置,从气体中去除或捕集固态或液态微粒的设备称为除尘装置，即除尘器。根据主要除尘机理，目前常用的除尘器有：机械除尘器、电除尘器、袋式除尘器以及湿式除尘器等。,第二节电除尘器,电除尘器是利用静电力从气流中分离悬浮粒子（尘粒或液滴）的装置。与其他除尘器的根本区别在于：除尘过程的分离力（主要是静电力）直接作用在粒子上，而不是作用在整个气流上，因此电除尘器具有分离粒子能耗低、气流阻力小的特点。旋风除尘器对于dp102s，完全可以忽略不计则驱进速度：同样，对于滑动区的颗粒，还应乘以系数C。,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,粒子的捕集效率一德意希公式,德意希公式的假定:除尘器中气流为湍流状态；在垂直于集尘表面的任一横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。,德意希公式推导变量设置：气体流向x，气体和粉尘在x方向的流速皆为u（m/s)，气体流量为Q(m3/s)；x方向上每单位长度的集尘板面积为a(m2/m)，总集尘板面积为A(m2)；电场长度为L(m)，气体流动截面积为F(m2)；直径为dpi的颗粒，其驱进速度（m/s)，在气体中的浓度i(g/m3)。,dt时间内在长度为dx的空间所捕集的粉尘量为:,由dtdx/u，代入上式：将其由除尘器入口(含尘浓度为)到出口(含尘浓度为)进行积分，同时FU=Q,aL=A:则理论分级捕集效率：上式即为德意希分级效率方程。,该方程概括了分级除尘效率与集尘板面积、气体流量和颗粒驱进速度之间的关系，指明了提高电除尘捕集效率的途径，因而在除尘器性能分析和设计中被广泛采用。,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表示.对于工业电除尘器，有效驱进速度变化于0.22m/s间。,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沿着气流方向，随着大颗粒的不断捕集，烟气中的颗粒越来越小，也就变得越来越难以捕集。为将这一现象考虑进设计过程，可采用修正的德意希方程：式中：k为一指数，一般取0.5。许多电除尘器效率的实际测量表明，对于粒径在亚微米间的粒子，除尘效率有增大的趋势，这说明电除尘过程是去除微小粒子的有效办法。,各种工业粉尘的有效驱进速度,6、被捕集粉尘的清除,电晕极和集尘极上都会有粉尘沉积，粉尘厚度为几mm，甚至几cm。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，清灰方法有湿法和干法在湿式电除尘器中，用水冲洗集尘极板，使极板表面经常保持着一层水膜，粉尘降落在水膜上时，随水膜流下，从而达到清灰的目的。湿法清灰的主要优点是粉尘重新进入量小，改进了电除尘器的操作，同时也净化部分有害气体，如SO2、HF等，缺点是极板腐蚀和污泥处理。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。振打强度的大小主要有除尘器的容量、极板安装方式、振打方向、粉尘性质和烟气温度等来决定的。,7、电除尘器结构,电晕电极电晕极又称放电电极，型式很多，目前常采用直径为3mm左右的圆形线、星形线及锯齿线、芒刺线等。电晕线固定方式有重锤悬吊，重锤重量10kg；另一种为管框绷线式。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,电晕线固定方式重锤悬吊式管框绷线式,集尘极管式集尘极：小型为直径为15cm、长3m的圆管；大型为直径为40cm、长6m。板式集尘极：极板二侧通常设有沟槽和挡板，既能加强板的刚性，又能防止气流直接冲刷极板的表面，产生二次扬尘。极板之间的间距，对电除尘器的电场性能和除尘效率影响较大。间距太小(200mm)电压升不高，间距太大又受供电设备允许电压的限制。集尘极结构对粉尘的二次扬起，及除尘器金属消耗量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,常用板式电除尘器集尘极,进展发展宽间距电除尘器。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。宽间距电除尘器可使制作、安装、维修等变得方便，而且设备小，能耗也小。,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20年之上；通常高压供电设备的输出峰值电压为70l000kV，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，但投资增加；电场分组数的确定必须考虑效率和投资两方面因素。,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；为减少涡流，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，而以多孔板使用最为广泛；通常采用厚度为3-3.5mm的钢板，孔径为30-50mm，分布板层数为2-3层。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25%。,气流分布不均匀时，电除尘器通过率的校正系数FV。气流均匀分布时，除尘器的通过率为P0；气流分布不均匀时，通过率约为。,气流分布不均匀时，电除尘器通过率的校正系数FV,粉尘的导电性为了在电晕极和集尘极之间输送粒子电流，沉积在集尘极表面的粉尘必须具有一定的导电性；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。,8、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1010/cm时，比电阻几乎对除尘器操作和性能没有影响；当比电阻介于10101011/cm之间时，火花率增加，操作电压降低；当高于1011/cm时，集尘板粉尘层内会出现电火花，产生明显反电晕。反电晕的产生导致电晕电流密度大大降低，进而严重干扰粒子荷电和捕集。,粉尘比电阻对除尘器伏安特性的影响,粉尘比电阻对有效驱进速度的影响,克服高比电阻影响的办法保持电极表面尽可能清洁：提高振打强度可以使电极表面粉尘层的厚度保持在1mm以下，能基本上消除高比电阻的不利影响；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，该方法称为烟气调质。最常用的化学调质剂是SO3实验室和现场研究表明：向煤中加入少量的钠化合物可以减少飞灰的比电阻。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,9、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,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：与集尘板高度相比，假如集尘板不够长，部分下落粉尘在到达灰斗之前可能被烟气带出除尘器，从而降低了除尘效率；要求除尘效率大于99%时，除尘器的长高比至少要1.01.5。,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：,气流速度的确定通常由处理烟气量和电除尘器过气断面积，计算烟气的平均流速。平均流速高于某一临界速度时，作用在粒子上的空气动