大气污染控制工程电除尘器.ppt

1、第五章电除尘器,电除尘器的工作原理 电晕放电 粒子荷电 荷电粒子的运动和捕集 被捕集的粉尘的清除 电除尘器的结构 粉尘的比电阻 电除尘器的选择和设计,电除尘器的选择和设计,电除尘器的主要优点 压力损失小，一般为200500Pa； 处理气量大，可达105106m3/h； 能耗低，大约0.20.4Wh/1000m3； 对细粉尘有很高的捕集效率，可高达99%； 可在高温或强腐蚀性气体下操作。,电除尘器的工作原理,气体电离（生成大量自由电子和正离子） 粒子荷电（自由电子和正离子与粉尘相撞） 粒子沉积（带电粒子在电场中的迁移和捕集） 粒子清除（捕集粉尘的清除）,电除尘器的的分类 按集尘极型式不同 管式板

2、式 按粒子荷电和放电空间布置不同 一段式二段式 按气流流动方向不同 卧式立式 按清灰方式不同 干式湿式,电除尘器的工作原理,电晕放电,电晕放电机理,电晕放电,管式电除尘器内任一点的电场强度,r距电晕线中心的距离； r0电晕线半径； re管式电除尘器的半径； V 施加于电晕线和集尘电极之间的电压。,电晕放电,起始电晕所需的电场强度,空气相对密度； m导线光滑修正系数，无因次0.5m1.0。,T0=298K P0=1.0atm,电晕放电,起始电晕电压,起始电晕电压可通过调整电极的几何尺寸来实现，电晕线趆细，起始电晕电压趆小。,电晕放电,正、负电晕极在空气中的电晕电流电压曲线,电晕放电,影响电晕特性

3、的因素 电极的形状 电极间的距离 气体组成 气体的温度、压力 粉尘的浓度、粒度、比电阻 电压的波形,电晕放电,电压波形对电晕特征的影响,粒子荷电,粒子荷电的类型 电场荷电 扩散荷电 电场荷电 荷电量的计算：,p粒子相对介电常数； 0粒子在真空中的介电常数，8.851012F/m； E0电场强度，V/m。,粒子荷电,影响电场荷电的因素 粒径大小 粒子特性 介电常数 电场强度 电晕电场 离子密度,粒子荷电,扩散荷电 扩散荷电的理论方程：,k玻尔兹曼常数， 1.381023J/K ； T气体温度，K； N0离子密度，个/m3; e电子电量，为1.61019C； u气体离子的平均热运动速度，m/s。,

4、粒子荷电,电场荷电和扩散荷电的综合作用,典型条件下粒子的荷电量,荷电粒子的运动和捕集,驱进速度 荷电粒子在电场力的作用下，向集尘极运动时，电场力与空气阻力很快达到平衡，并向集尘极作等速运动，此时粒子的驱进速度为： 一般电除尘器中，电晕电场强度E0和集尘区电场强度Ep是近似相等的。,荷电粒子的运动和捕集,驱进速度与粒径和场强的关系,荷电粒子的运动和捕集,捕集效率方程式推导示意图,荷电粒子的运动和捕集,粒子的捕集效率德意希公式 德意希公式 修正的德意希公式,荷电粒子的运动和捕集,有效驱进速度,被捕集的粉尘的清除,清灰方式 湿式电除尘器 用水冲洗集尘极板，在其表面形成一层水膜，粉尘落入水膜后随水膜流

5、下。 优点：清灰的同时净化部分有害气体（SO2、HF等） 干式电除尘器 机械振打 电磁振打 影响振打强度的因素：除尘器的容量、极板安装方式、振打方向、粉尘性质、烟气温度等。,挠臂锤型振打装置,电除尘器的结构,电晕电极 电晕电极的型式 圆形线 星形线 锯齿线 芒刺线 对电晕线的一般要求： 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。,电除尘器的结构,常用的电晕极形状 a圆形线b星形线c锯齿线,电除尘器的结构,常用的电晕极形状 d芒刺线,电除尘器的结构,重锤悬吊式电晕电极示意图,电除尘器的结构,管框绷线式电晕电极示意图,电除尘器的结构,集尘极 对集尘极的基本要求： 振打的粉尘二

6、次扬起少； 单位集尘面积消耗金属量低； 极板高度较大时，应有一定的钢性，不易变形； 振打时易于清灰，造价低。 高压供电设备 提供高场强和电晕电流。 通常高压供电设备的输出峰值电压为70100kV；电流为1002000mA。,电除尘器的结构,气流分布板 气流分布板的作用：减少涡流，保证气流均匀分布。 对气流分布的具体要求： 任何一点的流速不得超过该断面平均流速的40%； 任何一个测定断面上，85%以上的测点的流速与流速不得相差25%。,电除尘器的结构,气流分布不均匀时，电除尘器通过率的校正系数,粉尘的比电阻,粉尘的导电性 高比电阻粉尘对电除尘器性能的影响 导致电除尘器效率下降 克服高比电阻影响方

7、法 保持电极表面尽可能的清洁； 采用较好的供电系统； 烟气调质；,粉尘的比电阻,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,粉尘的比电阻,粉尘比电阻对除尘器伏安特性的影响,粉尘的比电阻,飞灰比电阻对有效驱进速度的影响,粉尘的比电阻,燃煤飞灰比电阻对场强分布的影响,电除尘器的选择和设计,集尘表面积的确定 长度比的确定 1.01.5 气流速度的确定 （1.52.0）m/s 气体的含尘浓度 当含尘浓度大于30g/m3时，宜加设预净化设备,电除尘器的选择和设计,电除尘器的选择和设计,第六章过滤式除尘器,袋式除尘器的工作原理 袋式除尘器的压力损失 袋式除尘器的滤料 袋式除尘器的清灰 袋式除尘器

8、的选择、设计和应用 颗粒层除尘器,袋式除尘器的特点,高效。对于微米、亚微米级的粉尘效率极高。 不受粉尘比电阻影响。 运行稳定。对不同流量及浓度的粉尘适应性强。 问题： 普通布袋不耐高温，特殊滤袋耐高温但成本较高。 不适于处理粘性含尘气体。 不适于处理吸湿性气体。,颗粒层除尘器的特点,耐高温、耐腐蚀、耐磨损。 不受粉尘比电阻影响。 滤料低廉易得，维护费用较低。 问题： 对细粉尘效率低。 阻力损失大。 过滤气速不宜过高。,袋式除尘器的滤尘过程,机械振动袋式除尘器,一阶段：清洁滤布 二阶段：粉尘初层 三阶段：清灰,袋式除尘器的工作原理,筛分效应 碰撞效应 粘附效应 扩散效应 静电效应 重力沉降,袋式

9、除尘器的滤尘原理,袋式除尘器的工作原理,袋式除尘器的分级效率曲线,袋式除尘器的性能,过滤速度 过滤面积,vf过滤速度，m/min； Af有效滤布的总面积；m2。,袋式除尘器的除尘效率,C2颗粒物的出口浓度，g/m3； C1颗粒物入口浓度， g/m3 ； Pn无量纲常数； CR脱落浓度（常数）， g/m3 ； v表面过滤速度，m/s； m粉尘负荷， g/m2。,袋式除尘器的压力损失,袋式除尘器压力损失的表示 对于清洁滤料： 颗粒层形成后： 当时，需清灰。,通过清洁滤料的压力损失； 通过颗粒层的压力损失。,清洁滤布的阻力系数，1/m; 系数；m/kg; 积聚的粉尘负荷，kg/m2; 过滤时间; 平

10、均除尘效率。,袋式除尘器的压力损失,过滤阻力与粉尘负荷,袋式除尘器的结构,按滤袋形状 圆筒形、扁筒形 按进气位置 上进风、下进风 按过滤方向 外滤式、内滤式 按壳体密闭状态 密闭式、敞开式 按清灰方式 机械振动清灰、逆气流清灰、脉冲喷吹清灰,袋式除尘器的滤料,对滤布的要求 滤料容尘量大、透气性好； 阻力损失小、分离效率高； 抗折、易清灰； 吸湿性小，耐磨、耐腐蚀、机械强度高； 使用寿命长，价格低廉。 滤布的编织方法 平纹、斜纹、缎纹、针刺毡,袋式除尘器的滤料,滤布的编织方式,滤料的种类,天然纤维滤料 （绵织、毛织、绵毛混织品） 过滤性能好、阻力低、价格低廉；但工作温度低。 合成纤维滤料 （聚酰

11、胺、聚酯化合物、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等） 过滤性能好、阻力低、效率高、强度高、不吸湿。 无机纤维滤料 （陶瓷玻璃纤维） 过滤性能好、阻力低、化学稳定性好、价格低廉；但纤维扰性差，不耐磨、易断裂。 毛毡滤料 （针刺毛毡） 工艺简单、效率高、造价低。,袋式除尘器的滤料,袋式除尘器的清灰,机械振打袋式除尘器工作过程 a过滤 b清灰,逆气流清灰袋式除尘器工作过程,脉冲喷吹清灰袋式除尘器,袋式除尘器的选择、设计和应用,袋式除尘器的选择 基本参数及条件确定 选定袋式除尘器的型式 除尘效率、厂房面积、投资等。 选择合适的滤料 气体特性 确定清灰方式 除尘器型式、滤料种类、气体含尘浓度、允许压力损失等。 确定型号、规格,袋式除尘器的选择、设计,计算过滤面积 vf的确定： 简易清灰： vf0.200.75m/min 机械振动清灰： vf1.02.0m/min 逆气流反吹清灰： vf0.52.0m/min 脉冲喷吹清灰vf2.04.0m/min ：,Q预处理烟气体积，m3/h； vf过滤气速，m/s。,袋式除尘器的选择、设计和应用,袋式除尘器的选择与设计 除尘器设计 1、选择定型产品：根据处理气量和部过滤面积选择。 2、自行设计： 确定滤袋尺寸：直径d和高度l