p实验一静电除尘实验ppt课件.ppt
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1、实验一 静电除尘实验,电除尘器是利用静电力实现气体中的固体、液体粒子与气流分离的一种高效除尘装置,含尘气体在通过高压电场进行电离过程中,使尘粒荷电,并在电场力的作用下使尘粒沉积在集尘极上,由此将尘粒从含尘气体中分离出来。电除尘器已广泛应用于冶金、化工、水泥、火电等行业。,实验一 静电除尘实验,与其他除尘机理相比,电除尘过程的分离力直接作用于粒子上,而不是作用于整个气流上,这就决定了它具有分离粒子耗能小、气流阻力小的特点。由于作用在粒子上的静电力相对较大,所以即使对亚微米级的粒子也能有效捕集。,实验一 静电除尘实验,电除尘器的主要优点是:压力损失小,一般为200500Pa;处理烟气量大,一般为1
2、05106m3/h;能耗低,大约0.20.4kWh/1000m3;对细粉尘有很高的捕集效率,可高于99%;可在高温或强腐蚀性气体下操作。在收集细粉尘的场合,电除尘器已是主要的除尘装置。,实验一 静电除尘实验,实验目的了解电除尘器的结构及组成。以粉煤灰为代表了解静电除尘法消烟除尘的原理,掌握其基本操作。,实验一 静电除尘实验,实验原理电除尘器的放电极 (或电晕极) 和收尘极 (或集尘极) 接于高压直流电,维持一个足以使气体电离的静电场,当含尘气体通过两极间非均匀电场时,在放电极周围强电场作用下发生电离,形成气体离子和电子并使粉尘粒子荷电。荷电后的粒子在电场力作用下向收尘极运动并在收尘极上沉积,从
3、而达到粉尘和气体的分离。当收尘极上粉尘达到一定厚度时,借助于振打机构可使粉尘落入下部灰斗中。电除尘器的工作原理包括电晕放电、气体电离、粒子荷电、荷电粒子的迁移和捕集,以及清灰等过程。,静电除尘器的基本原理,气体电离,粒子荷电,荷电粒子的迁移与沉积,颗粒的清除,四个过程:,气体电离,区域(1):随着电压的增加,空气离子被加速。,区域(2):空气离子全到达电极的饱和状态。,区域(3):“电子雪崩”,粒子荷电,两种荷电过程,电场荷电:离子在电场力作用下作定向运动,并与粒子碰撞而使粒子荷电。,扩散荷电:由离子的扩散而使粒子荷电。主要依靠离子的无规则热运动,而不是依赖于电场力。,粒子荷电形式,电子直接撞
4、击颗粒,使粒子荷电。,气体吸附电子而成为负气体离子,此离子再撞击颗粒而使粒子荷电。,电除尘的主要荷电形式,静电除尘器的结构,电晕电极,集尘电极,清灰装置,气流分布装置,灰斗,要求起始晕电压低,电晕电流大,机械强度高。,要求易于尘粒的沉积,避免尘粒二次飞扬,便于清灰,具有足够的刚度和强度。,清灰的主要方式有机械振打、电磁振打、刮板清灰、水膜清灰等。,要求能使气流分布均匀,气压损失小。,沿线全长放电,尖端放电,易于清灰、简单,但尘粒二次飞扬严重、刚度较差。,有利于尘粒沉积,二次飞扬少且有足够的高度,应用较多。,Deutsch 公式,粉尘的捕集率式中: 除尘前空气含尘浓度,mg/m3; 除尘后空气含
5、尘浓度,mg/m3;mg/m3 Dentsch公式:,实验一 静电除尘实验,本中心设计的静电除尘实验装置,考虑到一般实验室的空间高度问题,故设计成卧式 (一般工业化设备均设计成立式) ,但其工作原理与工业化设备完全相同。,静电除尘实验装置,实验装置的组成与工艺流程,1) 配尘箱配尘箱由300L有机玻璃灰斗箱构成,内放置10Kg左右的超细粉煤灰来作为灰尘源。在配尘箱的上方安装有空气泵和搅拌风扇,空气泵用来进行可调节的扬尘作用,搅拌风扇用来进行灰尘与空气的搅拌作用。,实验装置的组成与工艺流程,2) 鼓风机鼓风机的作用是向配尘箱送入空气,送空气量的大小由变频器控制鼓风机的转速来控制送风量。进入配尘箱
6、的空气带走配尘箱中的扬尘,一并进入静电除尘柜。,实验装置的组成与工艺流程,3) 在线检测风量仪它的作用是用来在线检测鼓风机送入除尘系统的风量的大小。它由二部分组成,风量传感器部分安装在鼓风机与配尘箱之间的管路中,以获取管路中风速大小的物理量。另一部分为数字显示仪表,它将风速信号经过处理后直接以m3/min的数字形式显示出来,为实验提供空气流量参数。,实验装置的组成与工艺流程,4) 电气控制箱该电气控制箱中安装有一只进口变频器控制器,用来控制调节鼓风机的转速,旁边有供给鼓风机的三相输出电源插座。另有一只供应给灰尘搅拌风扇的输出电源插座。还有一只供应给空气泵的输出电源插座。此外,该电气控制箱中还安
7、装了在线风量检测显示仪,风量信号通过控制箱外壳上的信号输入插座,进入风量检测显示仪,经过信号处理后直接显示出风流量(m3/min) 。,实验装置的组成与工艺流程,5) 静电除尘系统a. 有机玻璃卧式除尘柜:该除尘柜体积300L,另加上三个灰尘斗,用于收集被除下的灰尘。当灰尘斗中的灰尘积累较多时,打开下方的阀门,将灰尘放出后返回到配尘箱。b. 均流板:位于除尘柜的进风端,用来均匀分布带灰尘的气流进入除尘柜。,实验装置的组成与工艺流程,c. 电极线和电极板电极板为正极,位与卧式除尘柜的后方,灰尘最终被静电吸附在此板上。电极线为负极,上面还分布有芒刺,用于均匀电场分布。d. 电动击打器位于除尘柜中间
8、位置的上方。当灰尘吸附到电极板上达到一定厚度时,可开动电动击打器,将电极板上的灰尘震动下来,掉入灰尘斗中。,实验装置的组成与工艺流程,e. 高压静电发生器该高压静电发生器由专业厂家设计生产,输出直流静电高压0100KV可调(实际工业化使用电压8万伏),它直接安放在除尘柜的上面,由高压输电线将高电压输入除尘柜的电极上。,实验材料设备,本实验中的粉煤灰为发电厂静电除尘器的灰斗中收集,过100目筛 (孔径为15mm) ,即粒子直径15mm。粉煤灰的有效驱进速度经验值p :10-14 cm/s,平均值:12 cm/s (设计手册) ;变频器型号为三菱S500。,实验装置的组成与工艺流程,取样口与专用取
9、样头a. 进口取样阀本实验中的粉煤灰为发电厂静电除尘器的灰斗中收集,过100目筛 (孔径为15mm) ,即粒子直径15mm。粉煤灰的有效驱进速度经验值p :10-14 cm/s,平均值:12 cm/s (设计手册) ;变频器型号为三菱S500。它位于配灰箱与除尘柜之间的管道上,用来对配完灰尘的气流进行采样。,实验装置的组成与工艺流程,b. 出口取样阀它位于除尘柜的出气端,用来对经过静电除尘处理的气流进行采样。c.专用取样头该取样头一端旋入取样口,另一端与TSP采样设备连接使用。将取样头旋开,把TSP过滤膜放入中间,再旋上,整个取样头用精密电子天平称重。计算取样前后的重量差值和采样体积,最后计算
10、出气样的灰尘浓度。,实验装置的组成与工艺流程,排尾气管排尾气管位于除尘柜的末端,由波纹软管构成,当进行实验时务必将该管子的另一端放至窗外。,实验装置的组成与工艺流程,实验前的检查与准备:a、检查关闭前后二个取样阀。b、检查关闭电气控制箱上的总电源开关。检查关闭电气控制箱上空气泵和灰尘搅拌电扇的控制开关 (有色点的一端翘起为“关”状态,有色点的一端处于低位为“开”状态) 。,实验装置的组成与工艺流程,c、检查风速传感器的信号线是否与电气控制箱上的信号输入插座可靠连接。特别注意该信号线千万不能插在其他的插座上。检查鼓风机的电源线、空气泵的电源线和灰尘搅拌电扇的电源线是否与电气控制箱上相应的电源输出
11、插座可靠连接。d、检查关闭电动击打器的电源开关。e、检查关闭高压静电发生器的电源开关,将高压输出调节钮调至0位。,实验装置的组成与工艺流程,取样头的准备a. 将每个取样头旋开,洗净,晾干。b. 将每个取样头中间夹上TSP过滤膜 (要剪成相应直径大小) ,旋紧,做上记号,在精密电子天平上称重,并纪录重量。c. 检查TSP大气采样器 (KC-120E,青岛崂山电子仪器总厂产,配一只050L/min的气体流量计和连接杆) 。拿掉TSP大气采样器上原来的采样头,连接上专用接口管。,实验装置的组成与工艺流程,(塑料软管加专用接口) 将取样头的出气端插在专用接口管上。启动TSP采样器,调节TSP采样器上的
12、气体流量计到您所需要的采气流量 (一般控制在1020L/min) ,待流量稳定以后,关掉TSP采样器的电源 (流量计的调节钮不要动它) ,拔掉取样头 (该取样头已受污染,不能继续使用) ,换上一个干净的取样头,准备接下来的实验使用。将排尾气管的排气口放至窗外。,实验步骤,(1) 准备A、B二只取样头a. 将取样头中间夹上TSP过滤膜 (要剪成相应直径大小) ,旋紧,做上记号,在精密电子天平上称重,并纪录重量。b. 检查TSP大气采样器 (KC-120E配一只050L/min的气体流量计和连接杆) 。连接上专用接口管 (塑料软管加专用接口) ,将取样头的出气端插在专用接口管上。启动TSP采样器,
13、调节TSP采样器上的气体流量计到您所需要的采气流量 (一般控制在1020L/min) ,待流量稳定以后,计时,采样。做A、B二个平行双样。(2) 将电器控制箱的电源线插上电源,合上电源控制开关。按一下电动击打器的电源开关,试一下电动击打器是否能正常工作,如能正常工作则关掉电动击打器的电源开关。,实验步骤,(3) 按一下变频器的MODE键,检查一下当前的输出频率,将输出频率设置在10Hz,确定。按一下RUN键,鼓风机开始运转。(4) 开启高压静电发生器的电源开关,预热2min,将高压输出调节旋钮慢慢调大5090 kV,使输出电压表指示至50kV。(5) 开启灰尘搅拌风扇的控制开关,搅拌风扇运转。
14、,实验步骤,(6) 开启空气泵的电源开关,空气泵开始工作,将空气压入粉煤灰中并将它们扬起。被扬起的灰尘在灰尘搅拌风扇的搅拌混合作用下,与鼓风机送进来的空气充分混合后被送入除尘柜进行除尘。可以通过调节空气泵出气阀的大小来控制扬起灰尘的多少。(7) 可以设计不同的鼓风机风流量、扬灰尘的气流量和静电电压等条件来进行实验。鼓风机风流量不要超过30Hz的转速频率,静电电压可以打到80kV (工业用标准电压) ,但也可以超过80KV的实验电压 (最高100kV) 。,实验步骤,(8) 取样:取已经安装好TSP过滤膜并称重的专用取样头,先将取样头的进气端与设备的取样阀门连接 (旋上去) ,再将取样头的出气端
15、与TSP采样器连接。打开设备的取样阀门,开启已经调节好抽气流量的TSP采样器,开始取样,取样时间视灰尘浓度而定,一般进气端12min,出气端23min。取样完毕请先关闭TSP采样器,再关闭取样阀门,再拔掉连接管,再旋下取样头。注意,在取样过程中随着取样头中灰尘的增多,气流阻力增加,要及时观察和调节TSP采样器的抽气流量计,以保持抽气量的基本稳定。,实验步骤,(9) 分析:将取样完毕的取样头取下,用精密天平称重,根据取样前后的重量差值,再根据采样时间和采样流量计算出灰尘mg/m3 浓度。 (10) 根据除尘柜除尘前后的取样分析,最终计算出某一实验条件下的灰尘去除率。 (11) 电动击打器的使用:
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