第8章电除尘器及电袋复合除尘器ppt课件.ppt

Chapter8 电除尘器及电袋复合除尘器,8.1 电除尘器概述,电除尘器是Cotterll在1907年发明的，经历近百年的技术发展，广泛应用于各个领域。,电除尘器优点：(1)压力损失小，一般为200500 Pa；,(2)处理烟气量大，一般为105106 m3/h；,电除尘器缺点：(1)受尘粒荷电性影响显著；,(2)设备的前期投资及运行维护费用较高。,(3)能耗低，大约0.20.4 kWh/1000m3；,(4)对细粉尘的捕集效率可高于99%；,(5)可处理高达500的高温气体或腐蚀性气体，也可捕集雾滴。,8.1 电除尘器概述,8.1 电除尘器概述,管式电除尘器,8.2 电除尘器工作原理,电除尘器工作过程,8.2 电除尘器工作原理,气体的电离,电离：气体在一般情况下不含自由电子或离子，几乎是完全绝缘的。当气体中的自由电子从电场中获得能量，它将和气体分子激烈碰撞，将分子外围的电子撞击出来，形成正离子和自由电子，这种现象称为电离。欲使气体发生电离，必须在一定高的电场强度下才能产生。,8.2 电除尘器工作原理,气体的电离,电晕：通常采用非均匀电场，即在一曲体半径很小的电极上施加高电压，另一级为平板或同心圆筒。当两极间的电位差逐渐增大而又小于火花放电电压时，曲率半径小的电极由于高的电荷密度而部分击穿气体，这种不完全击穿的极电现象称为电晕。电晕出现以后，在电场内形成一个围绕着放电极附件的电晕区和电晕区以外到达另一极的电晕外区。,8.2 电除尘器工作原理,气体的电离,在电晕区，由于放电极表面电场强度很高，使气体电离，产生大量自由电子和正离子。在电晕外区，电场强度急剧下降，并不产生气体电离，但由于电晕区内产生的离子或电子进入这一区后会碰撞其中的中性分子而形成正离子或负离子，粉尘的荷电就在这一区内进行。,8.2 电除尘器工作原理,尘粒的荷电,通常认为尘粒荷电有两种机理：电场荷电和扩散荷电。对于粒径大于1m的尘粒，电场荷电起主要作用；对于粒径小于0.4m的尘粒，扩散荷电起主要作用，而对于0.41m的尘粒，二者均起作用。,电场荷电：在电场作用下，离子沿电力线移动，与尘粒碰撞粘附，将电荷传给尘粒,扩散荷电：由于无规则热运动，离子与尘粒碰撞粘附，将电荷传给尘粒,8.2 电除尘器工作原理,荷电尘粒的运动及沉降,尘粒荷电后，在电场作用下，各自按所带电荷的极性不同，向极性相反的电极运动，并沉积于其上。,8.2 电除尘器工作原理,荷电尘粒的运动及沉降,当荷电尘粒在电场力的作用下向收尘极运动时，若电场力和气流曳力达到平衡，荷电尘粒便向收尘极作等速运动，此速度称为尘粒的驱进速度。电除尘器的理论驱进速度可由下式计算得到：,式中：qe为粉尘荷电量，E0为荷电区场强，Ep为集尘区电场强度，dp为颗粒粒径，为烟气动力粘度，s为粉尘的介电常数。,8.2 电除尘器工作原理,清灰与排灰,当收尘极上沉积的粉尘达到一定厚度时，电气条件恶化，从而影响除尘效率。,8.2 电除尘器工作原理,清灰与排灰,电阻率大于51010 cm的高比电阻颗粒粒，到达收尘板后，电荷不易释放，逐步沉积于收尘表面上的粉尘将排斥随后的粉尘向收尘板运动，还有可能当粉尘达到一定厚度后，在尘层内形成一定的电场，粉尘表面为负极，收尘板为正极，以致达到尘层内的空气被击穿，产生反电晕放电。,8.2 电除尘器工作原理,清灰与排灰,颗粒的导电性强表示荷电或失电快，因此不稳定，反之则稳定。颗粒的导电性用电阻率（比电阻）表示，它是指颗粒自然堆积的截面积为1cm2、高为1cm的圆柱体，沿高度方向测得的电阻值，单位为cm。,8.2 电除尘器工作原理,清灰与排灰,根据比电阻的大小，可将颗粒分为三类：,电阻率低于104 cm的为低比电阻颗粒。这类颗粒落到电极上时，立即放电，并被气流重新带走；电阻率104 51010 cm为中比电阻颗粒，落到电极上时，需经一定时间才积集成粉尘层，电除尘器易清除这类粒子；电阻率大于51010 cm的高比电阻颗粒，这类颗粒很难在电除尘器清洗过程中除掉，此时电除尘器效率急剧下降。,对电除尘器，颗粒电阻率的最佳范围为104 51010 cm。否则，不适于除尘，应设法调节颗粒的的电阻率。,8.2 电除尘器工作原理,清灰与排灰,收尘极清灰方法有湿式、干式和声波三种方法。湿式电除尘器中，收尘极板表面经常保持一层水膜，粉尘沉降在水膜上随水膜流下。湿法清灰的优点是无二次扬尘，同时可净化部分有害气体；缺点是腐蚀结垢问题较严重，污水需要处理。干式电除尘器由机械撞击或电磁振打产生的振动力清灰，干式振打清灰需要适合的振打强度。通常，对于发电厂燃煤锅炉烟气粉尘、水泥厂回转窑粉尘等一般粉尘，振动加速度不应小于重力加速度的50倍；对于水泥磨粉尘等粘性较大的粉尘，其振动加速度应不小于重力加速度的5080倍。声波清灰对电晕极和收尘极都具有较好效果，但是其能耗较大，尚未得到大规模应用。,按介质分类,8.3 电除尘器的分类,表1 电除尘器按介质分类表,按介质分类,8.3 电除尘器的分类,立式电除尘器,卧式电除尘器,按电极形式分类,表2 电除尘器按电极形式分类表,8.3 电除尘器的分类,按电极形式分类,8.3 电除尘器的分类,板式电除尘器,管式电除尘器,按电极形式分类,8.3 电除尘器的分类,表2 电除尘器按电极形式分类表(续),8.3 电除尘器的分类,按电极形式分类,卧式静电除尘器属于非标设备，其基本形式如下：,8.4 卧式电除尘器,卧式电除尘器的基本结构是由电场本体结构和供电电源两大部分组成的。电场本体结构由阳极、阴极、清灰系统、外壳等部分组成。,阳极,阳极(收尘极)是静电除尘器的主要部件，承担静电除尘器的粉(烟)尘收集，对静电除尘器的性能有较大的影响，其质量占整个本体设备的1/4 1/3。,(1)阳极的选择原则。卧式静电除尘器的阳极主要由极板组成，极板应具备电性能好，板面电流密度分布均匀，防止粉尘二次扬尘性能好；板面的振打加速度大，振打力分布均匀，清灰性能好，极板有足够的刚度；在较高温度下不变形、不扭曲；钢材消耗量少，且便于制造、安装和检修。,8.4 卧式电除尘器,阳极,(2)极板形式。极板形式大致可以分成平板式极板、箱式极板和型板式极板等三种类型。,平板式极板主要有网状极板和棒帏式极板。,网状极板,网状极板由2.53.4mm的钢丝编织而成，网孔尺寸为10mm10mm15mm15mm，四周框架由宽5070mm，厚57mm的扁钢制成。为保证极板表面平整，高度方向和宽度方向设有加强扁钢。网状极板是在国内使用最早的极板，可以就地取材，其集尘面积较小，适用于小型电除尘。,8.4 卧式电除尘器,阳极,棒帏式极板,棒帏式极板由角钢、扁钢和铆钉组成的框架构成，直径为2mm的圆钢均匀的分布在框架内，两圆钢之间的中心距为2225mm，框架长度小于4500mm。其电极结构简单，能耐较高的烟气温度(350450)，不产生扭曲；但设备重量重，产生二次扬尘严重，电场风速应小于1m/s，近年来已较少采用。,平板式极板主要有网状极板和棒帏式极板。,8.4 卧式电除尘器,阳极,箱式极板,箱式极板,箱式极板主要形式有鱼鳞极板等，在防止二次扬尘方面优于平板式极板，但其钢材消耗量大，目前较少采用。,8.4 卧式电除尘器,阳极,型板式极板,型板式极板,主要形式有C型极板、Z型极板等形式，制造简单，防止粉尘二次飞扬性能、刚度和清灰性能也较好，并且可防止高温变形，应用最为广泛。,8.4 卧式电除尘器,阳极,(3)极板材质。极板一般采用冷轧碳素钢板制作，为了防腐蚀，也可选用不含硅的优质结构钢板(08Al)。,(4)极板在电场中的组装。极板组装除网状、棒帷式等已经形成了框架板排外，型板式极板需根据每个电场的长度组合排列，上部有横梁相连，下部有振打杆固定每块极板。为了提高振打效果，上部吊挂采用单点连接偏心悬挂的铰接式，对于高温电除尘器，也有两端紧固悬挂的固接式，极板之间的间隙1520mm。,8.4 卧式电除尘器,阳极,(4)极板在电场中的组装,单点连接偏心悬挂铰接式,两端紧固悬挂固接方式,8.4 卧式电除尘器,阳极,(5)极板放置方向。大多数极板放置的位置都是与气流平行的，少数情况下，极板放置方向与气流方向垂直。,阴极,阴极(也称电晕极)是静电除尘器中对气体产生电晕放电的电极，它由电晕线及框架、悬吊装置和绝缘支撑三部分组成。,(1)阴极线的选择。阴极线是静电除尘器的主要部件之一，对其要求如下:有较好的放电性能，在额定的高供电条件下产生的电晕电流大，起晕电压低；对不同的烟气适应性强，组装后的阴极能产生较高的振打加速度，对粘附在阴极线上的粉尘易脱落，极线机械强度好，有足够的刚度，能够耐高温，耐腐蚀等。,8.4 卧式电除尘器,阴极,(2)阴极线的种类与形式。阴极线主要可分为有固定放电点的阴极线、无固定放电点的阴极线。,常见的有固定放电点的阴极线主要包括：柱状芒刺线、扁钢芒刺线、管状芒刺线、锯齿线、角钢芒刺线、波形芒刺线和鱼骨线等，在卧式静电除尘器中主要采用此种阴极线，优点：可通过芒刺间距和高度改变电晕电流；缺点：芒刺电极的刺点容易结瘤结灰，不易清除。,8.4 卧式电除尘器,阴极,(2)阴极线的种类与形式。,最早在中国有色冶金系统使用的阴极芒刺线为柱状芒刺线，在直径为5mm的圆钢上焊上柱锥体、芒刺(单芒或双芒)；扁钢芒刺线是近年使用较普遍的电晕电极，其效果与管状芒刺线相近。管状芒刺线也称RS线，整体RS线强度好，不掉尖刺，组装RS线可以采用管和尖刺不同材质，比较灵活，但在铆接或焊接时特别要注意要防止尖刺脱落。,全线要求平直，长度5m以内，不平直度小于0.7/1000;5m以上，不平直度小于1/1000;局部波动小于1.5mm/m，扭转小于2mm/m；,芒刺齿与半圆管要压紧焊牢成为一体，每一焊点直径4-5mm，剪切强度不小于450kg，焊点深度不小于板厚的1/10，不掉齿、不开缝、焊点处光滑、不得有过烧和未焊透现象；,极线全部要求光滑整洁，无毛刺、无划痕；极线与吊杆连接应光滑无飞边、铆正、铆牢。,管状芒刺线的技术要求比较严格：,8.4 卧式电除尘器,阴极,(2)阴极线的种类与形式。,常见的无固定放电点的阴极线主要有星形线等。在卧式静电除尘器中，无固定点的星形线多用于静电除尘器的末电场中，星形线通常规格为4mm4mm或6mm6mm，4个棱边为小半径弧形，其放电性能和小直径圆线相似，但是断面面积比圆线大，强度好，但是在运行过程之中仍然会断线，往往被RS线代替。,卧式静电除尘器一般在末电场用采用星形线；入口粉(烟)尘质量浓度为2050g/m3时，第一、二电场采用管状芒刺线(RS线)和扁钢芒刺线为宜。,8.4 卧式电除尘器,阴极,(3)阴极线的材质。阴极线的材质根据烟气的性质决定，通常星形线采用普通碳钢(Q235A)或制钉钢，芒刺状电极线采用普通碳钢(Q235A)；若在处理有腐蚀性的烟尘或湿式电除尘器中，可在尖端或全部采用不锈钢(1Cr18Ni9Ti)；湿式电除尘器根据防腐需要也可在星形线外包铅。,(4)阴极线的组装。阴极线组装之后，要有较高的强度和刚度，并能获得均匀的振打速度，将粘在阴极线上的粉尘振落。,8.4 卧式电除尘器,阴极,(4)阴极线的组装。,重锤吊挂式阴极结构。由上框架、下框架和拉杆组成的刚性立体框架，中间按不同的极距和线距悬挂若干条阴极线，下部悬挂重锤，将极线拉直(重锤一般46kg/个)，下框架有定向环套，套着重锤吊杆，保证阴极线间距。此结构形式可耐450的高温，高温热变形主导方向是向下，各线变形均匀向下，不影响极间距；但要求烟气流速不能太大，以免引起框架摆动。,8.4 卧式电除尘器,阴极,(4)阴极线的组装。,框架式阴极结构。由圆形管或方形管制成框架，将阴极线以多种方式拉紧固接在框架上，为了保证框架的平面度和具有一定的强度以及方便运输，将框架分成小框架拼装成大框架，阴极线被小框架上的加固杆分成若干小段，极线垂直布置。,8.4 卧式电除尘器,阴极,(4)阴极线的组装。,框架式阴极结构。阴极线在框架上固定方式有螺栓连接、楔子连接、弯钩连接或挂钩连接等。,8.4 卧式电除尘器,阴极,(5)悬吊装置。,悬吊装置既要承载阴极系统，包括阴极线、框架、振打装置和积灰重量(静载荷)；又要承担振打力的冲击(动荷载)。电晕电极的支承和绝缘一般采用绝缘瓷瓶组梁和石英套管或陶瓷套管。,8.4 卧式电除尘器,气流均布构件,电除尘器内气流分布对除尘效率具有较大影响，为了减少涡流，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式、多孔板、分布格子、槽形钢式和栏杆型分布板等，而以多孔板使用最为广泛。通常采用厚度为33.5m的钢板，孔径为3050mm，分布板层数为2 3层，开孔率需要通过试验确定。,8.4 卧式电除尘器,气流分布板的设计,气流分布板层数：,确定阻力系数：,一般的，Sk/S06选用单层分布板；6Sk/S020选用两层分布板；Sk/S020选用三层分布板。通常选用23层分布板。,阻力系数应满足分布板的总阻力不大于20 30Pa的要求。,8.4 卧式电除尘器,气流分布板的设计,确定开孔率：,气流分布板的开孔形式：方形、圆形,式中，f为开孔率，一般，开孔率取30%50%。,气流分布板型式很多，实际工程上应用多为平板形分布板，平板型分布的开孔率与阻力系数的关系如下：,8.4 卧式电除尘器,气流分布板的设计,分布板位置确定,电场中分布板的位置见右图，进口烟管到第一层分布板距离L0.6D(D为进出口烟管直径)；第二层分布板的位置L可取0.2Dr(Dr为大端喇叭口的水力直径)：,第三层分布板的位置大多数在扩散管或电除尘入口本体的直段部分，扩散管的总长度可按除尘器的入口本体的断面与烟气的管道断面之比(1520):1选取，一般烟气的管道内风速取1520m/s为佳。,8.4 卧式电除尘器,气流分布板的设计,分布板位置确定,烟尘首先经过分布板后进入电除尘器本体，故分布板上存在粉尘附着。为防止粉尘淤积，在分布板的下部留有间隙，=0.02h，其中：分布板下部和进口变径管管底间的间隙；h为工作室的高度。,出口气流分布板除调整气流外，还具备捕集粉尘的功能。出口气流分布板有带孔平板等型式，近年来多采用槽形板代替带孔平板。槽形板一般由两层槽板组成，槽宽100mm，翼高2530mm，板厚3mm，槽形板轧制成型或模压成型，两层板之间的间隙为50mm。,出口气流分布板,8.4 卧式电除尘器,清灰装置,及时清除阴极、阳极和气流分布板上积附的烟尘，避免烟尘堵塞分布板、阴极和阳极，避免反电晕和电晕闭锁现象的发生。,电除尘器的清灰方法主要有湿式清灰和机械清灰。,(1)湿式清灰。湿式卧式静电除尘器一般采用水喷淋湿式清灰，运用喷雾或溢流方式使阳极板表面形成水膜，烟尘附在水膜上，达到清灰目的。,优点：粉尘的二次扬尘少，粉尘的高电阻率问题得以解决，不会产生反电晕。此外，湿式卧式电除尘器还可以同时净化有害气体，如二氧化硫、氟化氢等。,缺点：需要考虑极板、极线、外壳壁板的防腐问题以及污水的二次处理问题，操作维护费用增加。,8.4 卧式电除尘器,清灰装置,(2)机械清灰。机械清灰方式有机械振打、刷子清扫、电磁振打、电容振打、高压气体清扫等，应用最多的是机械振打清灰。,机械振打装置的设置原则：将粘附于分布板、阴极、阳极上的粉尘有效振落；阴极振打系统属于负高压区域，其传动部分(电机、减速机)和外壳应绝缘良好；振打装置运动力矩小、检修方便、漏风量低等。,机械振打清灰的效果：主要取决于振打强度和振打周期。振打强度的大小决定于锤头的质量和挠臂的角度；振打强度用阴极板面法向产生的重力加速度g 表示，适宜的振打强度在100200g，振打强度过小，粘附粉尘难以振落，产生反电晕；振打强度过大，易产生二次扬尘，且振打设备容易损坏。,8.4 卧式电除尘器,清灰装置,(2)机械清灰。,振打形式：振打可分成与板面平行和垂直两种，气流分布板多采取垂直振打，阳极和阴极大部分采用平行振打。,阳极振打装置：有横向冲击振打、撞击式振打、电磁振打、挠臂锤振打、压锤式振打等。由于大型电除尘器的极板高而且宽，为保证极板各部位受到均匀振打，采用多点或双向振打。,多点振打装置,压锤式振打装置,8.4 卧式电除尘器,清灰装置,(2)机械清灰。,阴极振打装置：阴极上虽然积灰不多，但是为了避免电晕闭塞，也须振打清灰。因阴极上附着负高压电，必须解决好振打传动系统的高压绝缘，常用材料有绝缘瓷轴、绝缘木、环氧树脂和聚四氟乙烯等。,螺孔连接式绝缘瓷轴,8.4 卧式电除尘器,清灰装置,(2)机械清灰。,阴极振打通常是连续振打，振打频率为1 2次/min；根据阴极的结构形式，振打方式可分顶部振打、侧部振打；顶部振打装置又分内部振打和外部振打。,阴极顶部振打装置,8.4 卧式电除尘器,外壳,电除尘器的外壳是设备的围护层，壳体容纳和支撑阴、阳极以及气流分布板；阳极、阴极振打机构；进出风口、内外部操作平台、检修门、梯子、防雨棚、保温层；烟尘及其他荷重等，同时也是烟气的通道；并且须考虑风雪载荷和地震载荷。,目前，电除尘器广泛使用钢结构外壳。钢结构外壳密封性好，便于制作与安装，但钢材用量较大，占整个电除尘器设备重量的30%40%。设计时应最大限度的压缩钢结构外壳重量，节省材料费，降低投资。,8.4 卧式电除尘器,外壳,(1)电除尘器钢壳体设计原则：,1)电除尘器的外壳不应漏风。除尘器正压操作时，若漏风时有害气体逸出，会污染操作区，损害工人健康，腐蚀周围的设备和建筑物；除尘器负压操作时，漏入空气，会因电场风速的提高而降低电除尘器的效率，增加运行费用；若是高炉煤气、转炉煤气等可燃性烟气，混入空气则可能会引爆；高温烟气若遇冷空气的渗入，可能使局部烟气温度降到露点以下，导致电除尘器的构件积灰和腐蚀。根据不同的介质，漏风率范围应控制在03%之间。,2)电除尘器的外壳要有一定的强度和刚度。保证在各种条件下，能承受所有的荷重而不变形和损坏。,8.4 卧式电除尘器,外壳,(1)电除尘器钢壳体设计原则：,3)电除尘器的外壳根据烟气的腐蚀性应充分考虑壳体的防腐措施。,4)电除尘器的外壳应适应烟气温度的变化。烟气温度通常在150450，壳体须具有适宜烟气温度剧变的形变收容与导出设施。,(2)电除尘器钢结构外壳组成：主要包括框架梁柱、侧壁板、进出口管、灰斗走台等。,1)钢外壳框架梁柱。电除尘器的全部荷重均由梁、柱支撑，梁柱的布置还应满足除尘工艺要求，梁的挠度太大会影响极板、极线的距离，影响除尘效果，甚至导致整个电场的瘫坏。,2)侧壁板。电除尘器外壳的侧壁板与主柱相连。侧壁板外侧和内侧焊有若干个加强筋，主要承受设备系统所受负压、风载荷、设备自重、保温层重量以及温度应力等，一般用5mm的钢板制作。,8.4 卧式电除尘器,(2)电除尘器钢结构外壳组成：,3)进出口风管。进风口风管一端连接管路系统，另一端连接设备进口，进风管按气流分布要求尽量长些，但太长容易积灰。为避免积灰，进口风管亦可设置灰斗，常见的进出口风管是水平方向设置，特殊情况也有垂直设置。,水平式进口风管,垂直式进口风管,外壳,8.4 卧式电除尘器,3)进出口风管。进风口风管是变径的，进口喇叭管长度按下式计算:,为缩短进口喇叭管长度，可在喇叭管内设置导向板，此时上式中的系数K可降至0.350。,喇叭管所带灰斗的上沿宽LE为LZ的0.60.65倍，灰斗下口LM应大于400mm，灰斗斜角大于70。,进口喇叭管布置,(2)电除尘器钢结构外壳组成：,外壳,8.4 卧式电除尘器,3)进出口风管。,进出口喇叭管一般采用56mm钢板制成，其外壁四周用型钢作加强筋，型钢间再用扁钢加强。大型电除尘器的进出口喇叭管，由于体积庞大、运输困难，多为分体制造，运到现场组装。,出口喇叭管形式见右图。为减少出口处烟尘的二次飞扬，出口喇叭管大端尺寸应小于进口喇叭管的大端尺寸。出口喇叭管长度可取为进口喇叭管的0.8倍。,出口喇叭管布置,(2)电除尘器钢结构外壳组成：,外壳,8.4 卧式电除尘器,4)灰斗。灰斗可分成锥形灰斗和槽形灰斗，槽形灰斗比锥形灰斗通畅，但运灰的机械设备庞大，安装和管理的工作量增加。锥形灰斗可以分成几个独立的灰斗，便于烟尘分别收集，降低了返混几率。灰斗的侧角不小于烟尘的静安息角，一般不小于60。各电场灰斗的收尘量不同，第一电场收集的灰尘量占80%以上。灰斗一般装设料位指示，高位一般在60%，低位是防止气流短路漏风。灰斗的侧壁设检查门，便于烟尘堵塞时清理。,(2)电除尘器钢结构外壳组成：,外壳,8.4 卧式电除尘器,(3)电除尘器钢结构外壳的热膨胀,当高温烟气进人电除尘器时，电除尘器热膨胀，有时可达数十毫米。为防止膨胀时的推力损坏混凝土支架，壳体和混凝土平台之间应设活动支座，支座中应有一个固定支座，防止不规则移动，支座布置方式分双排支座和三排支座。,外壳,8.4 卧式电除尘器,(4)电除尘器的保温,为防止烟气中水蒸气和三氧化硫冷凝而腐蚀壳体，壳体外壁加设保温层，保温层厚度一般为150250mm。处理干燥烟气时，烟气温度低于100，保温层外还须设蒸汽管加热，蒸汽压力0.20.3MPa，管径25mm。,保温层外面应包以镀锌铁板或槽形铝板，防止雨水进入保温层而影响保温效果。为防止粘灰，应设有振动装置。,外壳,8.4 卧式电除尘器,(5)电除尘器钢外壳的防腐,延长壳体寿命除适当增加壁厚外，可采取以下措施：内壁衬红砖，砖层120mm或240mm，砖缝必须填满砂浆；可在钢壳内壁涂防腐层，每层厚1mm，共涂两层，涂料配比：水玻璃：石墨粉=2.5：1。,(6)特殊烟尘对电除尘器外壳的要求,处理有可燃性易爆的煤粉烟尘时，外壳要求内部光滑，没有堆积粉尘的死角，另外还须设置防爆阀；在含尘煤气净化中应用静电除尘器时，外壳要做成圆桶形，壳体耐压不低于0.3MPa，承载由电除尘器进、出口及电场间的环梁托座支撑，振打装置、除灰系统以及人孔等穿过外壳时要严密不漏风。,外壳,8.4 卧式电除尘器,8.5 电除尘工艺参数计算,影响电除尘器工艺参数的因素,(1)烟尘的电阻率,烟尘的电阻率是指尘粒自然堆积状态下，截面积为1cm2、高为1cm的圆柱体，沿高度方向测得的电阻值，单位为cm。,最适合的烟尘电阻率为10451010cm，低于104cm的烟尘为低电阻率的烟尘，导电性能较好，烟尘荷电后到达阳极表面立即失去电荷，并获得与阳极同极电荷，被排斥脱离阳极，产生二次扬尘，除尘效率降低。,电阻率高于51010cm的烟尘为高电阻率烟尘，这类烟尘荷电后，吸附于阳极难以释放电荷，不易振落，粉尘层越积越厚，粉尘层与阳极间的电场越来越强，此区域内空气发生电离击穿，发生“反电晕”现象。“反电晕”由阳极向阴极放出正电荷，这些电荷很快的与迎上来的负电荷中和，破坏正常的收尘作用。,影响电除尘器工艺参数的因素,(1)烟尘的电阻率,高电阻率的粉尘，在阴极上达到一定厚度，电阻碍电荷放电，产生阴极电晕闭锁现象，除尘效率降低。,影响粉尘电阻率的因素很多，其中有温度、湿度、烟气成分等。,烟气温度。粉尘导电是两种独立的导电机理的综合：一种是粉尘内部的容积导电(通常在200的高温范围内占主导)，与粉尘化学成分有关；另一种是沿粒子表面进行的表面导电(通常在低温范围内占主导)，与烟尘、烟气成分有关。粉尘电阻率随烟气温度的增大而显著降低。,8.5 电除尘工艺参数计算,烟气湿度。烟气湿度增加，可降低粉尘的表面电阻率，对粉尘导电性提高，粉尘的击穿电压升高，降低了火花放电的发生几率。,影响电除尘器工艺参数的因素,(1)烟尘的电阻率,8.5 电除尘工艺参数计算,烟气成分。烟气中的三氧化硫、氨等化学成分可有效降低烟尘的电阻率，增强导电性，常用于改善高比电阻粉尘的导电性。,(2)烟尘的温度,烟尘温度除了影响粉尘的电阻率外，还直接影响烟气的粘度以及火花放电电压值。从设备的投资运行角度来看，低温下运行比较好，但是烟尘温度应高于露点温度2030，否则会产生腐蚀、破坏绝缘，降低除尘效率。,烟气温度对火花放电电压和伏安特性的影响,影响电除尘器工艺参数的因素,(1)烟尘的电阻率,8.5 电除尘工艺参数计算,影响电除尘器工艺参数的因素,(3)烟气含尘量,电除尘器对烟气的含尘量有一定的适用范围，当烟气含尘量超过一定数量会产生抑制电晕电流，收尘效率下降。,电除尘器允许的最高含尘浓度与粉尘的粒径有关。如中位径为24.7m的钢铁厂烧结机尾粉尘，入口质量浓度为30g/m3，电流下降不明显；而中位径为3.2m的粉尘，入口浓度8g/m3，就足以使电流比通烟尘前下降80%以上。有资料认为，粒径为1m的粉尘，对电除尘器的效率影响尤为严重。克服因烟尘浓度过大引起电除尘器效率下降的较好办法是设置预处理器，预先降低烟尘的含尘浓度，使之符合进入电除尘器的粉尘浓度。,8.5 电除尘工艺参数计算,影响电除尘器工艺参数的因素,(4)粉尘的密度、黏附力,粉尘的密度与烟气在电场内的最佳流速及二次扬尘有密切关系。尤其是堆积密度小的粉尘，更容易形成二次扬尘，从而降低除尘效率。,粉尘的黏附力是发生在粉尘之间或粉尘颗粒与极板之间接触时的机械作用力、电气作用力等综合作用力的结果。粉尘黏附力大的不易振打清除，而黏附力小的容易产生二次扬尘。粉尘黏附力与烟尘的物质成分有关，如矿渣粉、炭黑粉尘、氧化铝粉、黏土熟料等的黏附力小；水泥粉尘、纤维粉尘、无烟煤粉尘黏附力大。黏附力同时与其他状态有关，如颗粒的粒径、含尘量等。,8.5 电除尘工艺参数计算,电除尘器主要参数的确定,(1)电场内烟气流速(电场风速),在保证收尘效率的前提下，选取较大流速，可减小设备的尺寸，降低占地面积，节省投资。电除尘器的电场风速推荐见表如下。,烟气流速与板线形式的关系,烟气流速也决定了烟气在电场内停留时间，一般取颗粒在电场内有效停留时间为812s。停留时间也涉及到电场的长度和放置的位置，以及投资的多少。,8.5 电除尘工艺参数计算,电除尘器主要参数的确定,(2)电除尘器的有效截面积,有效截面积的确定根据工况下的烟气量和选定的烟气流速，按下式计算：,电除尘器的高宽比可取11.3。高宽比大，则设备稳定性不好，气流分布不均匀；高宽比小时，占地面积大，材料消耗多。,8.5 电除尘工艺参数计算,电除尘器主要参数的确定,(3)电除尘器的驱进速度,当荷电尘粒在电场力的作用下向收尘极运动时，若电场力和气流曳力达到平衡，荷电尘粒便向收尘极作等速运动，此速度称为尘粒的驱进速度。电除尘器的理论驱进速度可由下式计算得到：,式中：qe为粉尘荷电量，E0为荷电区场强，Ep为集尘区电场强度，dp为颗粒粒径，为烟气动力粘度，s为粉尘的介电常数。,8.5 电除尘工艺参数计算,电除尘器主要参数的确定,(3)电除尘器的驱进速度,单纯从理论计算上来确定尘粒驱进速度是很困难的，因为驱进速度还受烟气的成分、温度、含尘浓度和尘粒的直径、化学成分、比电阻以及内部结构等多种因素的影响，设计时通常都用有效驱进速度来计算。有效驱进速度是根据某一电除尘器实际测定的除尘效率和收尘极总面积以及操作气体流量，利用除尘效率指数方程式反算出来的驱进速度。,有效驱进速度推荐值只能在类似工艺中应用。对某种新型电除尘器或是烟气特性与应用中电除尘器工作特性有很大差别时，只能通过小型实验，确定此种静电除尘工艺的有效驱进速度推荐值。此外，对于宽间距电除尘器也应给予修正。,8.5 电除尘工艺参数计算,电除尘器主要参数的确定,(3)电除尘器的驱进速度,8.5 电除尘工艺参数计算,电除尘器主要参数的确定,(4)电除尘器的捕集效率,电除尘器的捕集效率可由德意希(Deutsch)效率公式计算：,式中，A收尘极面积，m2；QVS进入电除尘器的烟气量，m3/s；w尘粒的有效驱进速度，m/s；f比集尘面积，即单位时间单位体积烟气所需的收尘面积，m2/(m3s-1),8.5 电除尘工艺参数计算,电除尘器主要参数的确定,(5)电场数,在卧式电除尘器中，为了适应生产要求，一般把电极沿气流方向分成几段，即称几个电场。电场数的确定可按如下原则:,按设计要求的基本除尘效率来确定电场数；,按配置的供电机组大小，考虑能达到的最佳电流和电压值确定电场数；,按承载绝缘套管能承受的载荷大小来确定电场数。,电场数的确定,8.5 电除尘工艺参数计算,电除尘器主要参数的确定,(5)电场数,结合我国具体情况，建议单电场长度以取3.5 4m为宜，从驱进速度及效率等综合考虑，电场数可按下表选择。,8.5 电除尘工艺参数计算,电除尘器主要参数的确定,(6)电场总长度,各电场长度之和为电场的总长度，可按下式计算：,式中：n收尘极排数；,其中B为电场断面宽度(按最边板间距计算)，b为收尘极间距。,H极板高度（或电场高度），m。,8.5 电除尘工艺参数计算,电除尘器主要参数的确定,(7)电场极距、线距、通道数,电场极距为同极通道宽度；线距为相邻电晕线间距离。,常规电除尘器的极距宽度为250350mm，极距宽为300mm的较为普遍；宽间距电除尘器的极距宽度为400600mm，有的达到1000mm。,通道数可按下式计算：,8.5 电除尘工艺参数计算,电除尘器设计示例,1、钢铁厂90m2烧结尾气电除尘器的实验结果为：电除尘器进口含尘浓度C1=26.8g/m3，出口含尘浓度C2=0.133g/m3，进口烟气流量Q=44.4m3/s。该除尘器采用Z形极板和星形电晕线，断面积为40m2，集尘板总面积A=1982m2(两个电场)。若参考以上数据设计另一新建130m2烧结尾气电除尘器，要求除尘效率达到99.8%，工艺设计给出的总烟气量为70.0m3/s。试求：原电除尘器的电场风速；新建电除尘器的集尘板总面积。,8.5 电除尘工艺参数计算,电除尘器设计示例,2、设计一电除尘器用来处理烧结厂原料仓产生的石膏粉尘。若处理量为129600m3/h，入口含尘浓度为310-2kg/m3，要求出口含尘浓度降至1.510-4kg/m3。已知选烧结机产生的粉尘在电除尘器中的有效驱进速度为0.115m/s，电场风速为1.0m/s，极板间距为300mm，高为4m，试计算该除尘器所需收尘极面积、电场断面积、收尘极排数和电场长度。,8.5 电除尘工艺参数计算,8.6 电袋复合除尘器,8.6 电袋复合除尘器,同极电荷相互排斥,提高粉层孔隙率,降低阻力,粉尘排列规则有序,提高清灰效率,荷电作用,异性电荷细颗粒电凝并,提高细微离子捕集率,电袋复合除尘器原理,8.6 电袋复合除尘器,电袋复合除尘器原理,无荷电的粉尘堆积密实,荷电粉尘堆积蓬松,8.6 电袋复合除尘器,电袋复合除尘器主要性能特点,1、除尘性能长期高效稳定。不受煤种、工况、烟尘成分与比电阻变化的影响，工程应用实测：出口排放为430mg/Nm3。荷电作用提高滤袋捕集PM2.5级细微颗粒能力。,2、运行阻力低。工程应用表明，电袋除尘比布袋除尘阻力可减小5001000Pa。,3、节能。达到相同排放条件下，电袋除尘器同比其它除尘器更节能。,4、延长滤袋使用寿命。进入袋区烟尘浓度只有除尘器入口的20%以下，粉尘浓度更低，滤袋不受粗颗粒粉尘的磨损；延长滤袋清灰周期，降低滤袋清灰频率，延缓滤袋应力交变破损；滤袋内外压差更小，滤袋在过滤状态所受压力更小，延缓滤袋的疲劳破损。,8.6 电袋复合除尘器,电袋复合除尘器的适用场合,1、排尘要求低于50mg/Nm3的城市周边、经济发达地区的燃煤锅炉除尘。,2、适用于燃用低硫高灰份煤种、硅铝含量高及粒径分布小的锅炉烟灰，且电除尘器难于捕集的场合。,思考题：1、静电除尘的基本原理和工作过程？2、卧式电除尘器的基本结构由哪几部分组成？3、电除尘器的阳极、阴极主要有哪些结构形式？4、电除尘器的气流分布板有何作用？如何设计？5、电除尘器钢结构外壳由哪几部分组成？其设计原则是什么？6、尘粒的理论驱进速度和有效驱进速度的区别是什么？设计 时如何考虑？7、粉尘比电阻过高对电除尘过程的危害是什么？有哪些解决 措施？8、电袋复合除尘器的工作原理是什么？有什么优点？,