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静电除尘器技术解析
  • 发布日期:2020-03-13      浏览次数:22
    • 湿式静电除雾除尘器的工作原理及技术说明

      1、湿式静电除雾除尘器具有以下 4 项优点: 与静电除尘器相比湿式静电除雾除尘器具有以下优点,

      (1)由于粉尘与水相互交融形成的雾滴具有良好的导电性,因此,能够收集静电除尘器不能收集的黏性、高比电阻的粉尘。

      (2)没有振打装置而采用单管单冲装置,不存在二次飞扬问题,也不存在传动装置容易出故障的问题。

      (3)能提供几倍于静电除尘器的电晕功率,具有很高的除雾除尘效率,尤其对于细小的粉尘颗粒、雾滴、气溶胶、金属颗粒、酸雾等具有很强的捕集能力。电极之间的电场 Ex 为半径方向,其值为 Ex = U 式中: U:施加在电极间的电压;R:外部电极的半径;r:内部电极的半径;

      x lnr X:空间任一点离轴线的距离。

      (4)、在采用微机控制电源和新型放电电极的情况下,烟气中的粉尘颗粒、雾滴、气溶胶、金属颗粒、酸雾等在电场的驱进速度可以达到 0.1m/s 以上,有的高达 0.19m/s。特别值得注意的是宽极距的湿式静电除雾除尘器,在提高除尘除雾效率,降低除尘除雾成本方面有很大的优势,同时也是解决电晕闭塞的方法之一,是目前湿式静电除雾除尘器发展的一个新趋势。总之,湿式静电除雾除尘器特点是除雾除尘效率高,可达到 99%,能捕集 1um 左右的粒子,且压力损失小,一般为 0。20.5kPa,运行稳定。

      2、电晕放电简介:

      通常在自由空间中,由于宇宙辐射每立方厘米空气中大约有 1000 个自由电子存在,这些 自由电子在电场的作用下会受到加速,撞击气体原子或分子。自由电子的加速程度随着电场强度的增大而增大,自由电子在撞击气体原子或分子前积累的能量随之增大。当电场强度达到气体电离的临界值时,自由电子在撞击前积累的能量,将足以从气体原子或分子撞出一个电子。此时在极线附近一个小范围内的空气就开始电离,出现了气体的非自持放电。继续升高电压, 气体的电离将加剧形成电子崩,产生大量的电子和离子,并伴随着发出淡兰色的辉光和咝咝声。放电也就由非自持转变为自持放电,即电晕放电。气体产生电离和发光的区域称为电晕区,在电晕区外面的区域称为电晕外区。在电晕区里,离子的产生主要靠电子在强场作用下形成的电子崩。电晕区中和电晕极极性相反的离子被吸引到电晕极,和电晕极极性相同的离子则被推向电晕外区。当电晕极为正极时,电子崩是从电晕边界开始向极线发展的。电子崩头部的自由电子将很快进入电晕极,留在电子崩后部的迁移率低的正离子可以起到扩大强场区的作用。当电晕极为负极时,由于电子崩是从极线表面开始向外发展的,靠近极线的是迁移率低的正离子,它可以把强场区限制在极线附近的较小范围内。所以正电晕的电晕区要比负电晕的大。表放电的形式。

      在负电晕时,电晕区可达 10~20mm;在正电晕时电晕区可达 100mm。根据电源容量的大小,击穿可以表现为弧光放电或火花放电的形式。当电源容量足够大时,气体击穿后会有很大的放电电流流过,在电极间形成电弧称为弧光放电,如同电弧焊接时出现的情形一样,可以烧坏电极或供电设备。因此湿式静电除雾除尘器运行时应当尽量避免出现弧光放电。如果电源容量较小,则气体击穿以后,放电电流会受到限制,使之不足以形成电弧,这时的放电就会停留在火花放电阶段。火花放电是一束明亮曲折常常又是分叉的细丝,这些细丝很快地穿过放电间隙,又很快地熄灭,熄灭后随即再度产生。火花放电的电流比弧光放电要小得多,一般不会损坏电极,总之湿式静电除雾除尘器运行中要采取措施控制把气体击穿,若把气体击穿后的放电要限制在火花放电的范围内。在同一电压下负电晕的电晕电流就要比正电晕的大,同时正电晕火花放电通道的发展比负电晕容易得多,这样就容易发生击穿。即正电晕的临界击穿电压也比负电晕时的低,因此湿式静电除雾除尘器都采用负电晕。 

      3、电晕闭塞:

      注意当烟气中含尘、酸雾浓度越高则二次电流越小。当烟气含尘雾浓度高到某种程度时,电场空间的负离子数量已不能满足大量尘雾粒子所需,因此尘雾所得的能量很低,(表现为它的驱进速度很低)捕集效率显著降低,就像电场被屏蔽,故称电晕闭塞。解决办法是采用宽极距的设计以提高电压、提高电场强度;采用新型的放电电极以及生产操作中采取降低烟气含尘雾的措施等。

      4、电晕电极肥大:

      气体电离产生的正离子被吸引回电晕电极的途中,烟气中有少量尘粒被它轰击而荷正电,便向负极性的电晕电极运动并沉积在极线上而形成。解决办法是提高运行电压和冲洗次数。

      5、临界火花控制:

      湿式静电除雾除尘器在需要防燃防爆的场合是不希望出现火花放电,在这种情况下可用无火花跟踪设备,利用电场发生闪络前的预兆信号,实现临界火花控制,使电场在不同的工况条件下,都能处于临界击穿状态,达到少火花或无火花运行的目的。

      6、捕集效率和电气参数的关系:

      =1eAVQ 可知,在比集尘面积 A/Q 已定的条件下,决定湿式静电除雾除尘器效率的是尘粒子、酸雾的驱进速度 V。V qE 6 u

      在尘粒子、酸雾性质已定的情况下,粒子、酸雾的驱进速a

      度取决于其的荷电量 q 和电场强度 E。而荷电量 q 又取决于电晕电流的大小,因为电晕电流将直接决定可供荷电的离子数量。因此供电时除尘除雾效率的影响可以归结为电压、电流、功率对其驱进速度的影响。湿式静电除尘除雾器的电晕电流可用每米长电晕电极的毫安数或每平方米集尘电极的毫安数表示,在实际工程中电晕电极的电流密度在 0.2~0.9mA/m 的范围内,集尘电极的电流密度在 0.16~1mA/m2的范围内。虽然加大电极间的运行电压,可以增大电晕电流, 但是当粉尘过大而出现电晕阻塞现象或集尘极积尘过厚而出现反电晕时,即使在高的运行电压下电晕电流也会下降到零。这种现象应尽量避免,为此本公司设计的湿式静电除尘除雾器采用单管单冲并且根据运行经验定期冲洗。

      另据电晕放电的伏安特性说明,在接近火花放电的范围内电晕电流将随电压的增加而迅速增加,随着电晕电流的增加,电晕功率也随之迅速增大。实践告诉我们峰值电压只要增加 1%,可使电晕电流增加 5%,而电晕功率则增加约 5。5%。所以峰值电压只要增加 1~2kv,可使捕集效率发生明显的增大,因此湿式静电除尘除雾器好能工作在火花放电电压附近。为了防止频繁闪络乃至过度到拉弧,在供电特性设计时,常要求每次闪络后可控硅20~40ms。但是闪络显然会影响到除尘除雾效率,理想的闪络时间应该是随着电场火花强度的不同而自动跟踪,即电场有弱小火花时不必,中等火花时稍加[例如(10~30) ms],只有强烈闪络时锁住时间才超过 40ms。

      根据以上的技术理论,我们公司设计的湿式静电除尘除雾器可满足下列要求:

      SO3 酸雾去除率 60%~90%;

      烟尘去除率:≥90%;排烟不透明度:≤20%;

      汞、砷去除率:70%~90%;进一步提高 SO2 的脱除率。 

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