電除塵器工作原理

2021-03-04 05:34:14 字數 4036 閱讀 8377

南京國電環保裝置****

2023年10月10日

目錄第一章緒論 1

1.1 引言 1

1.2 電除塵器的發展概況 1

1.3 電除塵器的分類 3

1.3.1 按電極清灰方式不同分類 3

1.3.2 按氣體在電除塵器內的運動方向分類 4

1.3.3 按除塵器的形式分類 4

1.3.4 按除塵板和電暈極的不同配置分類 4

1.3.5 按振打方式分類 5

1.4 電除塵器的常用術語 5

第二章電除塵基礎理論 8

2.1 氣體的電離 8

2.1.1 原子結構 8

2.1.2 負電性氣體 8

2.1.3 氣體的電離和導電過程 9

2.2 煙氣粉塵的荷電 10

2.2.1 電場荷電 10

2.2.2 擴散荷電 11

2.3 荷電塵粒的運動 11

2.4 荷電塵粉的捕集 11

2.5 振打清灰及灰料輸送 13

2.6 電除塵器的選型設計 13

2.6.1 電除塵器型號規格的確定 13

2.6.2 進出氣方式的確定 15

2.6.3 極配型式的確定 15

2.6.4 供電方式的選擇 15

2.6.5 配套電源規格的確定 15

第三章影響電除塵器效能的主要因素 16

3.1 粉塵特性的影響 16

3.1.1 粉塵的粒徑分布: 16

3.1.2 粉塵的真密度和堆積密度 16

3.1.3 粉塵的粘附性: 18

3.1.4 粉塵的比電阻 18

3.2 煙氣性質的影響 20

3.2.1 煙氣的溫度和壓力 20

3.2.2 煙氣的成分 21

3.2.3 煙氣的濕度: 21

3.2.4 煙氣的流速(電場風速) 22

3.2.5 煙氣的含塵濃度 22

3.3 結構因素的影響 23

3.3.1 電極幾何因素 23

3.3.2 氣流分布 23

3.4 操作因素的影響 24

3.4.1 伏一安特性 24

3.4.2 漏風 24

3.4.3 氣流旁路 25

3.4.4 粉塵二次飛揚 25

3.4.5 電暈線肥大 26

第一章緒論

1.1 引言

電除塵器是火力發電廠必備的配套裝置,它的功能是將燃灶或燃油鍋爐排放煙氣中的顆粒煙塵加以清除,從而大幅度降低排入大氣層中的煙塵量,這是改善環境汙染、提高空氣質素的重要環保裝置。國外多稱靜電除塵器,而實際上「靜電除塵」這個名詞並不確切,因為粉塵粒子荷電後和氣體離子在電場力作用下,要產生微小的電流,並不真正是靜電。但是習慣上將所有高壓低電流現象也包括在靜電範圍之內,所以把這種除塵裝置也稱為靜電除塵器。

而我國習慣上叫靜電除塵器或電除塵器。

它的工作原理是煙氣通過電除塵器主體結構前的煙道時,使其煙塵帶正電荷,然後煙氣進入設定多層陰極板的電除塵器通道,由於帶正電荷煙塵與陰極電板的相互吸附作用,使煙氣中的顆粒煙塵吸附在陰極上,定時打擊陰極板,使具有一定厚度的煙塵在自重和振動的雙重作用**落在電除塵器結構下方的灰鬥中,從而達到清除煙氣中的煙塵的目的。

首先回顧一下國內外電除塵器的發展概況,對掌握、了解電除塵技術是很有幫助的。

1.2 電除塵器的發展概況

靜電除塵的第乙個演示是由德國人霍非爾德(m.hohlfeld)在2023年完成的。他證明用萊頓瓶的電荷供給乙個盛滿帶煙霧的玻璃瓶,通過放在瓶中的金屬線產生放電現象而使煙氣被淨化。

二十世紀初時的2023年美國加里福尼亞大學化學教授科特雷爾,(p.g.cottreu)將第一台電除塵器成功地用於工業生產。他的試驗裝置用於捕集比電阻較低的硫酸霧和採用新發明的同步機械整流器。

2023年用於冶煉銅、鉛和鋅**煙氣中的金屬氧化物。

2023年用於水泥工業生產。第一次採用細導線作放電電極,操作電壓達。

隨著世界科學技術發展和工業水平的提高,西歐各工業發達的國家,在本世紀初時,相繼開展電除塵的研究工作。特別是第二次世界大戰以後,一些發達的資本主義國家,在發展工業的同時,出現了大氣汙染的社會問題。自五十年代倫敦煙霧使四千餘人在兩周內喪生的事件發生後,大氣汙染的工廠日益受到社會各階層的關注。

在這種背景下,電除塵器以其獨特的優越性而興盛起來。本世紀三十年代,一些國家的有色冶金工廠為了利用煙氣中大量存在的來製硫酸,便採用效率較高的電除塵器捕集煙氣中的固體金屬氧化物粒子。與此同時,水泥工業也開始採用電除塵器淨化迴轉窯的煙氣。

到五十年代,黑色冶金部門才開始採用這一裝置。2023年電除塵器第一次在淨化高爐煙氣方面獲得成功,2023年電除塵又用於淨化吹氧轉爐的煙氣,同時在燒結、平爐、電爐、石灰窯、軋機等裝置也都先後採用了電除塵器,五十年代可以說是電除塵器被廣泛推廣使用的年代。除了冶金和建材工業部門採用外,迅速擴充套件到火力發電、化肥、造紙、石油、炭墨和合成纖維等工業部門。

到六十年代,電除塵器已遍及各個工業部門,這是由於從六十年代起不少工業發達的國家制定了有關環境保**規。各企業不得不採用高效的電除塵器來淨化煙氣,隨著環境保護的日益迫切,高效的電除塵器以迅速發展,應用範圍也更加廣泛。

電除塵器的使用領域不斷擴大。電除塵器的結構、效能和控制方式等也日臻完善。

就電極構造而論,最早的是筒形管狀收塵極和細圓電暈極。四十年代出現了板狀收塵板,使電場空間利用率大為提高。2023年開始採用螺旋形細圓線代替直細圓線作電暈極,和直的細圓線相比,螺旋形線降低了起暈電壓,這對捕集某些比電阻較高的粉塵是有利的,其後出現了星形電暈線,使電場力線分布更為合理,2023年有人發現芒刺電暈線比螺旋線和星形線的起暈電壓更低,更適合於捕集高比電阻粉和淨化高濃度煙氣。

從四十年代到六十年代,為了防止已**集的粉塵產生二次飛揚,帶有各種防風槽的板狀收塵極被設計出來,在實際使用中取得了良好效果。

就電除塵器的單機處理能力而論,在二十世紀初葉,每小時只能處理數千立方公尺煙氣,其原因是受電源裝置和風機能力的限制。四十年代,處理能力突破每小時,2023年,最大處理風量為每小時,到六十年代,大型火力發電煙氣淨化的需要,電除塵單每小時處理能力已突破大關,現在對750mw乃至1000mw的火力發電機組的鍋爐煙氣也能由電除塵器來承擔淨化了。可見電除塵器的單機處理能力發展也是很快的。

就電除塵器的結構尺寸而言也是越來越大。五十年代認為板長度不能超過8m,到2023年極板長度就越過10m,2023年後,出現了20m長的收塵極板,現在的大型電收塵,就象一座高層的鋼鐵大廈。

電除塵技術的發展與高壓供電及其控制裝置的發展是密切相關的,電除塵器的高壓電源裝置一般有公升壓,整流和控制三部分。用變壓器公升壓是迄今仍在使用的經濟而實用的方法,只是隨著絕緣技術的進步,變壓器的效能更為優越、體積縮小。在整流方面,早期的電除塵器是採用機械同步整流方法,在五十年代幾乎是唯一的辦法。

五十年代後,電子元件逐漸成熟,機械整流曾被電子管整流所代替,但未獲得大規模應用。2023年開始用硒整流器,但體積龐大。在五十年代末期矽整流器的出現,很快就取代了硒整流器。

在控制方面,隨著電子技術的發展,控制技術和方法也日新月異。早期的電除塵器是靠人工控制電壓和電流,最早採用自耦變壓器或感應調壓器來調節輸入電壓。早在二十年代初就已出現用直流磁場來改變交流線圈阻抗的理論,但是直到高導磁率的磁性材料和半導體整流元件大量生產和質量提高後,飽和電抗器才真正在自動控制方面得到應用。

從五十年代起,飽和電抗器就開始代替調壓變壓器,為電除塵器的自動控制奠定了基礎。採用飽和電抗器控制還存在缺陷,即電效率低,跟蹤速度慢,控制精度低等,所以到六十年代廣泛採用可控矽控制。由於可控矽的應用,使電除塵器的電源獲得了新的控制特性,即快速降壓和公升壓。

這種特性使電除塵器有可能在電場發生閃絡的瞬間立即降壓而不產生孤光放電或擊穿,同時又能立即使電壓回公升,讓電場重新正常工作。這樣,電場的工作電壓會始終接近於擊穿前的臨界電壓,從而保證最高的除塵效率。隨著電子技術的飛速發展,控制部分也得到較大的改善和提高,先後由電晶體電路控制到積體電路控制,進而到計算機控制及智慧型控制,發展到目前的網路控制。

使電除塵的執行、管理及自動化程度,都獲得了空前的發展。

靜電除塵器的工作原理

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