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靜電除塵器

靜電除塵器的工作原理是利用高壓電場使煙氣發生電離,氣流中的粉塵荷電在電場作用下與氣流分離。負極由不同斷面形狀的金屬導線制成,叫放電電極。

正極由不同幾何形狀的金屬板制成,叫集塵電極。靜電除塵器的性能受粉塵性質、設備構造和煙氣流速等三個因素的影響。粉塵的比電阻是評價導電性的指標,它對除塵效率有直接的影響。比電阻過低,塵粒難以保持在集塵電極上,致使其重返氣流。比電阻過高,到達集塵電極的塵粒電荷不易放出,在塵層之間形成電壓梯度會產生局部擊穿和放電現象。這些情況都會造成除塵效率下降。

靜電除塵器的電源由控制箱、升壓變壓器和整流器組成。電源輸出的電壓高低對除塵效率也有很大影響。因此,靜電除塵器運行電壓需保持40一75kV乃至100kV以上。

靜電電除塵器由兩大部分組成:一部分是電除塵器本體系統;另一部分是提供高壓直流電的供電裝置和低壓自動控制系統。電除塵器的結構原理圖如圖1所示,高壓供電系統為升壓變壓器供電,除塵器集塵極接地。低壓電控制系統用來控制電磁振打錘、卸灰電極、輸灰電極以及幾個部件的溫度。

電除塵器的基本原理是利用電力捕集煙氣中的粉塵,主要包括以下四個相互有關的物理過程:

1.氣體的電離。

2.粉塵的荷電。

3.荷電粉塵向電極移動。

4.荷電粉塵的捕集。

荷電粉塵的捕集過程:在兩個曲率半徑相差較大的金屬陽極和陰極上,通過高壓直流電,維持一個足以使氣體電離的電場,氣體電離后所產生的電子:陰離子和陽離子,吸附在通過電場的粉塵上,使粉塵獲得電荷。荷電極性不同的粉塵在電場力的作用下,分別向不同極性的電極運動,沉積在電極上,而達到粉塵和氣體分離的目的。

由靜電除塵器除塵過程來看,提高除塵效率可以從三個階段著手。

階段:從煙塵進入著手。在靜電除塵里,粉塵的捕集跟粉塵的自身參數有關:如粉塵的比電阻、介電常數和密度、氣體的流速、溫度和濕度、電場的伏安特性以及收塵極的表面狀態等等。在煙塵進入靜電除塵之前先加除塵器,除去一些大顆粒、比重大的粉塵。如用旋風除塵,煙塵以高速經過旋風分離器,使含塵氣體沿軸線螺旋向下旋轉,利用離心力,除掉較粗顆粒的粉塵,控制了進入電場的初始含塵濃度。還可用水膜除塵,水霧用來控制粉塵的比電阻和介電常數,使煙氣進入除塵器后有強的荷電能力。但是要控制好除塵的水用量,防止結露。

階段:從煙塵處理著手。通過挖掘靜電除塵本身的除塵潛力,著重解決靜電除塵器本身在除塵過程中的缺陷和問題,以的提高除塵效率。主要措施包括以下幾種。

1.不均勻的煙氣流速分布,調整氣流分布裝置的技術參數。

2.注重收塵系統的保溫,保溫層的材料和厚度。收塵器外部的保溫層,會直接影響收塵氣體的的溫度,由于外部環境中含有量的水分,氣體的溫度一旦低于露點會產生結露現象。由于結露,粉塵粘附在集塵極和電暈極上,即使振打也不能地使其脫落。粘附的粉塵量達到程度時,就會阻止電暈極產生電暈,從而使收塵效率下降,電收塵器不能正常工作。另外,由于結露會造成收塵器的電極系統及殼體和貯斗產生腐蝕,從而縮短使用壽命。

3.收塵系統的密封,收塵系統的漏風率低于3%。電收塵器通常為負壓操作,因此在使用中注意密封,減少漏風以其工作性能。因為外部空氣的進入,會帶來以下三個不利的后果:

降低收塵器內氣體的溫度,有可能產生結露,尤其是在氣溫低的冬季,引起上述結露而產生的問題。

增大電場風速,使含塵氣體在電場中的停留時間縮短,從而降低收塵效率。

如果是集灰斗和排灰口處漏風,則漏入的空氣直接將已沉降下的粉塵吹起,揚入氣流中,造成嚴重的二次揚塵,導致收塵效率降低。

4.根據煙氣的化學成分,調節電極板的材料,以便增加電極板的強度,防止極板腐蝕,造成短路。

5.調整電極的振打周期和振打力,以提高電暈功率和減少粉塵的再飛揚。

6.增加電除塵器的容量或收塵面積,即增加一個電場,或將電除塵器的電場加高或擴寬。

7.調整電源設備的控制方式和供電方式。高頻(20~50kHz)高壓開關電源的應用,為電除塵器的升級提效提供了一個新的技術途徑。高頻高壓開關電源(SIR)的頻率是常規變壓/整流器(T/R)的400~1000倍。常規T/R電源,往往在火花放電嚴重的場合不能輸出大的功率。在電場存在高比電阻粉塵而產生反電暈時,電場的火花將進一步增大,這將導致輸出功率的急劇下降,有時甚至會下降到幾十毫安,嚴重影響了收塵效率的提高。而SIR的情況則不同,因為其輸出電壓的頻率是常規電源的500倍,當發生火花放電時其電壓波動很小,可以產生幾乎平滑的高壓直流輸出,因此SIR能夠對電場提供大的電流。通過多臺電除塵器的運行情況表明,一般SIR的輸出電流在常規T/R電源的2倍以上,所以電除塵器的效率會有顯著提高。

第三階段:從尾氣處理著手??梢栽陟o電除塵后也加入除塵,如采用布袋除塵,可以較為的除去一些顆粒較小的粉塵,提高凈化的效果,以達到排放的目的。



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