电除尘技术(一)教材课件.ppt
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1、电除尘技术,电除尘技术,主要内容,一、除尘技术概述二、电除尘器基本知识三、电除尘器结构四、电除尘器的基本理论和有关概念五、性能影响因素及对策六、电除尘器的运行七、电除尘器故障及处理方法,主要内容,一、除尘技术概述,1除尘器的定义2除尘器的分类3除尘器的性能指标粉尘的性质我国燃煤电厂除尘技术发展,一、除尘技术概述1除尘器的定义,1除尘器的定义,一般说,任意形状与任何密度的固体粉尘或液滴,大小在10-3 103m之间,与气体介质一起所组成的气态分散体系称为气溶胶(俗称含尘气体)。 把气溶胶中固相粉尘或液相雾滴从气体介质中分离出来的过程称为除尘过程(亦称为分离捕集过程)。 将气溶胶中的粒子从气体介质
2、中分离出来并加以捕集的装置统称为除尘器。,1除尘器的定义 一般说,任意形状与任何密,2. 除尘器分类,2. 除尘器分类,3除尘器的性能指标,(1)处理气体的流量(2)除尘器的压力损失 技术性能指标(3)除尘效率(4)设备基建投资与运行管理费用(5)使用寿命 经济性能指标(6)占地面积或占用空间体积,3除尘器的性能指标,4. 粉尘的性质,(1)粉尘的形状 :粒子的外形。 (2)粉尘的粒径:颗粒在某方向与同质有相同特性的球体的直径。(3)粉尘的分散度:粉尘粒径的分布 (4)粉尘的密度: 真密度不考虑颗粒间空隙的实有密度。 堆积密度自然堆积时单位体积的质量。(5)粉尘的安息角 (堆积角/休止角) :
3、自漏斗连续落到平板上,自然 形成的圆椎体母线与水平面的夹角。(6)粉尘的磨损性:粒子冲击器壁或与壁面摩擦产生的磨损。,4. 粉尘的性质(1)粉尘的形状 :粒子的外形。,4. 粉尘的性质,(7)粉尘的黏附性:粉尘之间存在黏附力(分子力、毛细黏附力、库仑力)而形成团聚的性质。 (8)粉尘的荷电性质:由于摩擦和电场的作用而荷电的能力。(9)粉尘的比电阻:每平方厘米面积上厚度为1cm的粉尘层,沿厚度方向测得的电阻值,cm (10)粉尘的成分:粉尘的化学成分。(11)粉尘的浸润性:粉被水浸润的现象(用浸润速度表示,亲水性粉尘/疏水性粉尘)(12)粉尘的爆炸性:遇明火、高温、摩擦可能发生爆炸的特性。(13
4、)粉尘的放射性:原生放射性和次生放射性,4. 粉尘的性质(7)粉尘的黏附性:粉尘之间存在黏附力(分,5我国燃煤电厂除尘技术的发展与应用,1995年之前湿式除尘器为主1995年至今电除尘器为主2000年之后布袋除尘器的应用受到重视,5我国燃煤电厂除尘技术的发展与应用1995年之前湿式除,二、电除尘器基本知识,1电除尘器的工作原理2电除尘器常用术语3实现电除尘的基本条件4电除尘器的分类5电除尘技术的发展趋势6电除尘器的特点 7电除尘器的应用方式,静电除尘器 Electrostatic Precipitator ,ESP,二、电除尘器基本知识 静,1. 电除尘器的工作原理 利用直流高压电源产生的强电
5、场,使气体电离,进而使悬浮尘粒荷电,荷电尘粒在电场力的作用下使悬浮尘粒从气体中分离出来。,1. 电除尘器的工作原理,电除尘器的净化烟气的过程描述,(1)气体的电离和粉尘荷电。在电晕极与收尘极之间施加直流高电压(一般为负高压),使电晕极附近的气体电离(即电晕放电),产生成大量正负离子。在电晕区(其范围一般限于距电晕极周围23mm处)内,正离子立即被电晕极(负极)吸引过去,负离子则因受电场力的驱使向收尘极(正极)移动,并充满到两极间的绝大部分空间。含尘气流通过电场空间时,负离子与粉尘碰撞并附在其上,使粉尘荷电。(2)粉尘的沉积。荷电粉尘在电场中受库仑力的作用被驱向收尘极,到达收尘极后,放出负电荷并
6、沉积在其上。(3)清灰。收尘极表面上的粉尘沉积到一定厚度后,用机械振打等方法将其除去,使之落人下部灰斗中。电晕极也会附着少量粉尘,隔一定时间也需要进行清灰。,电除尘器的净化烟气的过程描述,2. 电除尘器常用术语(一),台:具有一个完整的、独立外壳的电除尘器称为台。室:在电除尘器内部由壳体所围成的一个气流的通道空间称为室。一般电除尘器设计为单室,将两个单室并联在一起,称为双室电除尘器。场:沿气流流动方向将各个室分成若干区,每一个区有完整的收尘极和电晕极,并配一组高压供电装置,则每个独立的区称为收尘电场。电场高度(m):集尘极板有效高度。电场通道和电场通道数:电场中两排极板之间的宽度,称为电场通道
7、;电场中横截面极板的总排数减去一为电场通道数电场宽度(m) :一个室最外两侧收尘极板的中轴线之间的有效距离(减去极板阻流宽度)。,2. 电除尘器常用术语(一)台:具有一个完整的、独立外壳的电,2. 电除尘器常用术语(二),电场截面积:电场的有效高度和其有效宽度的乘积,是表示电除尘器规格、大小的主要参数之一。电场长度:在一个电场中沿气体流动方向,一排收尘极板的宽度(即每排极板第一块极板的前端到最后一块极板的末端的距离)。停留时间:烟气流过电场长度所需要的时间。电场风速:烟气在电场中的流动速度,它等于进入电除尘器的烟气流量与电场截面积之比。烟气阻力:电除尘器入口和出口烟道内烟气的全压之差。收尘面积
8、:收尘极板的有效投影面积。因为极板的两个侧面都起收尘作用,所以两面都应计入。,2. 电除尘器常用术语(二)电场截面积:电场的有效高度和其有,2. 电除尘器常用术语(三),比收尘面积:单位流量的烟气所分配到的收尘面积。处理风量:单位时间内处理的烟气量,通常是指工作状态下电除尘器入口与出口的烟气量的平均值。驱进速度(cm/s):荷电的悬浮尘粒在电场力的作用下向收尘极板表面运动的速度。是电除尘器设计的关键数据。收尘效率:含尘烟气留经电除尘器时,所捕集的粉尘量与原粉尘量之比。一次电压(V):输入到整流升压变压器一次侧的交流电压。一次电流(A):输入到整流升压变压器一次侧的交流电流。二次电压(kV):整
9、流升压变压器二次侧输出的直流电压。二次电流(mA):整流升压变压器二次侧输出的直流电流。,2. 电除尘器常用术语(三)比收尘面积:单位流量的烟气所分配,2. 电除尘器常用术语(四),电晕电流:发生电晕放电时,在电极间流过的电流。电晕功率:在电除尘器运行中,其电场的平均电压和平均电晕电流的乘积就是电晕功率,它是投入到除尘器的有效功率,电晕功率越大,除尘效率就越高。伏安特性:电除尘器运行过程中,电晕电流与电压之间的关系。,2. 电除尘器常用术语(四)电晕电流:发生电晕放电时,在电极,(1)由电晕极和收尘极组成的电场应是极不均匀的电场,以实现气体的局部电离。 (2)具有在两电极之间施加足够高电压,能
10、提供足够大电流的高压直流电源,为电晕放电、尘粒荷电和捕集提供充足的动力。 (3)电除尘器应具备密闭的外壳,保证含尘气流从电场内部通过。 (4)气体中应含有电负性气体(诸如:O2、SO2、Cl2、NH3、H2O等),以便在电场中产生足够多的负离子,满足尘粒荷电的需要。 (5)气体流速不能过高或电场长度不能太短,以保证荷电尘粒向电极驱进所需的时间。 (6)具备保证电极清洁和防止二次扬尘的清灰和卸灰装置。,3实现电除尘的基本条件,3实现电除尘的基本条件,4电除尘器分类,(1)按清灰方式分:干式电除尘器和湿式电除尘器 干式是采用振打清灰,优点是粉尘后处理简单,便于综合利用,因而最为常用。但易造成二次扬
11、尘,使除尘效率降低。 湿式是用喷雾或淋水、溢流等方式清灰。水膜的作用避免了二次扬尘,故除尘效率很高;同时没有振打设备,工作也较稳定;但是产生大量泥浆,如不加适当处理,将造成另一种形态的二次污染。,喷水型湿式电除尘器,4电除尘器分类(1)按清灰方式分:干式电除尘器和湿式电除尘,(2)按收尘极的形式:分为板式、管式和棒帏式,1)板式电除尘器 在一系列平行的金属板(收尘极板)的通道中设置电晕极。极板间距一般为200350mm,通道数由几个到几十个,甚至上百个,高度为212m,甚至达15m。除尘器长度根据对除尘效率的要求而定。板式电除尘器由于它的几何尺寸很灵活,可以做成各种大小以适应各种气体量的需要,
12、因此在除尘工程中被广泛采用。板式电除尘器也可以采用湿式清灰方式,但绝大多数采用干式清灰方式。,(2)按收尘极的形式:分为板式、管式和棒帏式 1),2) 管式电除尘器,接地的金属圆管作收尘极(或集尘极),与高压直流电源相连的细金属线作电晕极(或放电极)。电晕极置于圆管中心,靠下端的重锤张紧。含尘气流从除尘器下端进口引入,净化气体从上部出口排出。管径通常为150300mm,长度为25m。由于单根圆管通过的气体量很小,通常是用多管并列而成。为了充分利用空间,可以用六角形(即蜂房形)的管子来代替圆管,也可以采用多个同心圆的形式,在各个同心圆之间布置电晕极。管式电除尘器适用于处理气体量较小的情况。一般采
13、用湿式清灰方式。,2) 管式电除尘器 接地的金属圆管作,3)棒帏式电除尘器,棒帏式电除尘器的收尘极由圆管排列而成。 优点: 收尘面积大 不易变形。 缺点: 耗材多 初投资大。,3)棒帏式电除尘器 棒帏式电除尘器的收尘极由圆管排列而,(3)按气流流动分:卧式和立式,立式气流一般由下而上垂直运动,通常做成管式, 但也有板式的。 优点: 高度较高,可以将净化后的气体直接排入大气而不需要另设 烟囱;往高度方向发展,占地 面积少。 缺点:当需要增加电场长度提高除尘效率时,不 如卧式灵活。检修 不如卧式方便。 卧式气流水平通过。在长度方面根据结构及供电的要求,通常每隔3m左右(有效长度)划分成单独的电场,
14、常用的是24个电场,除尘效率高时,也有多到4个以上电场的。 优点:便于通过增加电场长度提高除尘效率。检修方便。 缺点:占地 面积少大 在工业废气除尘中,卧式的板式电除尘器是应用最广泛的一种。,(3)按气流流动分:卧式和立式 立式气流一般由下而上垂直,(4)按内部荷电区和分离区布置分为单区电除尘器 和双区电除尘器,单区电除尘器(一段式电除尘器):荷电与分离在同一区内完成。双区电除尘器(二段式电除尘器):荷电与沉积分别在两个区段中进行,即粉尘在荷电区荷电后,在沉积区(收尘区)被捕集。双区电除尘器过去主要用于空气调节系统的进气净化方面。近年来,已开始用于工业废气净化方面。据介绍,它也适用于高比电阻粉
15、尘的除尘,可以防止反电晕,并具有体形小、耗钢少、耗电少等特点。,(4)按内部荷电区和分离区布置分为单区电除尘器 和双区电除,例:武钢从原联邦德国引进的FCD435型双区电除尘器处理风量为18 400m3/h,它具有以下特点: 电晕极采用正电; 荷电区电压为14kV,沉积区电压为7kV,仅为单区电除尘器的1415。但由于极距仅为810mm,为单区的112115,所以电场强度可达810kVcm,约比单区大1倍。由于沉积区电场强度大,驱进速度高,驱进距离短,因而除尘效率高; 由于沉积区是由一系列平行平板组成的均匀电场,在供电电压低于火花放电电压时,没有电晕电流,即使处理高比电阻粉尘,也不致产生反电晕
16、。,单区电除尘器,双区电除尘器,例:武钢从原联邦德国引进的FCD435型双区电除尘器处理,(5)按间距分分为窄间距(150) 电除尘和宽间距(150) 电除尘。(6)按温度分分为常温(350) 电除尘和高温(350 )电除尘。,(5)按间距分分为窄间距(150) 电除尘和宽间距(,5. 电除尘技术的发展趋势,改进结构、提高供电质量、与其他形式的除尘器联合作用:(1)加大极间距 (2)提高电压(3)改变供电方式(4)电除尘器电源的高频化和数字化(5)各种形式的除尘器联合作用(6)其他,5. 电除尘技术的发展趋势 改进结构、提高供电质量、与,(1)加大极间距,常规电除尘器的基本结构形式为线板式或线
17、管式,极间距为200300mm,电压为5060KV。对结构进行改进加大极间距,达到4001000mm,可大大节约钢材。,(1)加大极间距 常规电除尘器的基本结构形,(2)提高电压,常规电除尘器电压为5060KV。新型电除尘器电压提高到80200KV以上。提高了除尘效率。,(2)提高电压 常规电除尘,(3)改变供电方式,脉冲供电可提高电压和电晕电流,因而可改善电除尘器的性能,粉尘穿透率可减少5060%。,(3)改变供电方式 脉冲供电可提高电压和电晕电,(4)电除尘器电源的高频化和数字化,低频整流电源的缺点:1)转换效率低,耗费电能;2)变压器和滤波器体积大,重量重,耗费大量的铜和铁,3)电磁兼容
18、性差,对电网的电磁干扰大,4)电晕电压低5)无法适应高比电阻的工况,达不到环保领域粉尘排放标准的新要求(2004年我国火力电厂粉尘排放标准由原来90年代的200毫克/立方米降低至50毫克/立方米)。 而采用高频电源可以大大提高输出功率、提高除尘效率、减少粉尘排放浓度 。 另外,通过一个系统控制器,采用电子计算机,实现数字化,而不是模拟控制器,可将电除尘器系统的各个设备的工作有机连接起来,协调工作,以实现最佳控制。,(4)电除尘器电源的高频化和数字化 低频整流电源的缺点,(5)各种形式的除尘器联合作用,1)与袋式除尘器联合作用2)与湿式除尘器联合作用3)与旋风除尘器联合作用 在同一除尘器中利用电
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