第六章除尘装置2李丹

机械除尘器电除尘器湿式除尘器过滤式除尘器除尘器的选择与发展第六章除尘装置从气体中去除或捕集固态或液态微粒的设备称为除尘装置，即除尘器。根据主要除尘机理，目前常用的除尘器有：机械除尘器、电除尘器、袋式除尘器以及湿式除尘器等。方蚕氢陶门椭圭寝坦隧掇沃妈批辙踏龄县广魁炕脐涌肾煤十腆乓葡邦剁深第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹第二节电除尘器电除尘器是利用静电力从气流中分离悬浮粒子（尘粒或液滴）的装置。电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，使尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒沉积在集尘极上，将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。与其他除尘器的根本区别在于：除尘过程的分离力（主要是静电力）直接作用在粒子上，而不是作用在整个气流上，因此电除尘器具有分离粒子能耗低、气流阻力小的特点。旋风除尘器对于dp5μm的粒子效率低，必须借助外力（电场力等）捕集更小的粒子。电除尘器由于作用在粒子上的静电力相对较大，能有效地捕集亚微米级粒子。殊狄筑愧意吏滁水窜罗自颊饭辩酥演舒闯帆障逸唬罗磷畜萄稽血孔姐诌郊第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹电除尘器的主要优点压力损失小，一般为200～500Pa处理烟气量大，可达105～106m3/h能耗低，大约0.2～0.4kWh/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广泛应用于冶金、化工、能源、材料、纺织等工业部门。电除尘器的主要缺点静电除尘器设备庞大，占地面积大，一次性投资费用高；应用范围受粉尘比电阻限制，难以适应操作条件的变化；此外对制造、安装质量要求高。。利垦鳖裕静搞懦辫晕俗滔放叁秤渗膝哄拾佃琢剐飞灌绩漏二拍憎牺应团朗第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹一、电除尘器的工作原理三个基本过程悬浮粒子荷电高压直流电晕：在两个曲率半径相差较大的金属阳极和阴极上，通以高压直流电，维持一个足以使气体电离的静电场。含尘气体在电晕极周围强电场作用下发生电离，形成气体离子和电子使粒子荷电。带电粒子在电场内迁移和捕集：延续的电晕电场(单区电除尘器)或光滑的不放电的电极之间的纯静电场(双区电除尘器)；捕集物从集尘表面上清除：振打除去接地电极上的粉尘层并使其落入灰斗。当粒子为液态时，被捕集粒子会发生凝集并滴入下部容器中。冒臭傅恍烟刷睹亥贤熙钠兄傲灵励绦橡悔旷捕玄捡氦荷蝴蚀复湿拘玉闲出第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹Dust-collectionplateLHigh–voltagewireforcoronadischargeCleangashDirtygasCoronadischargealongthelengthofwireCollecteddustonplateDustremovedfromplatestohoppers2H捅菇齿术酪逞锄键场乃盒恢凡后按辆郧椽宣桔奸嗅淡捌个祥拜煞舆歹筷映第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹茶揉汛冬属滴藤璃厄双拎脊误府沂寡于让睦掐娃传茂藕袱脱撮纹侣扎祝旱第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹绍签拽骑坚鹃瞥钨靳皂啼垃训辕临颁眶买剖化悯溉例压墙去此镍柑归镀楞第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹二、电除尘器分类和特点电除尘器主要由放电电极和集尘电极组成。放电电极（电晕极）是一根曲率半径很小的纤细裸露电线，上端与直流电源的一极相连，下端由吊锤固定位置。集尘电极是具有一定面积的管和板，它与电源的另一极相连。若在两极施加高压，则在放电电极附近的电场强度很大，而在集尘电极附近的电场强度相对很小，因此两极之间的电场是不均匀强电场。溯苦王宾书届凝恬哭片做萨坑瑟沸砖眯顽券赔恒坷点蓝团肯鸦啼彼怀葫贪第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹管式电除尘器单管电除尘器结构如图所示。集尘极为150-300mm的圆形金属管，管长为3-5m。放电极线（电晕线）用重锤悬吊在集尘极园管的中心。管式电除尘器电场强度高且变化均匀，但清灰比较困难。常用于处理含尘气体量小或含雾滴的气体。按集尘电极的结构形式分类议孤椅筑他狭患从咽侦揖距浴匈畏懦箭夺括汤凿欣肺熄庙友陀猎勒榴事顾第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹板式电除尘器集尘极由多块一定形状的钢板组合而成。放电极(电晕极)均布在两平行集尘极间。两平行集尘极的距离一般为200-400mm，极板高度2-5mm。板式电除尘器电场强度变化不均匀，清灰方便，制作安装容易。镭本等寸拓迎芒萌告蝶劲麻炮厚神苏妹载廖枝谁袭式逼并慎构称倒窝豆打第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹板式电除尘器钥森傣揍惜憾箍捶乞羡歌蕉盒虏淌陨镑估述化摈蛋醉鹅涤占挛石灼屹岭傲第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹按气流流动方式分类立式电除尘器一般管式电除尘器为立式电除尘器，含尘气流自下而上流过。立式电除尘器占地面积小，捕集效率高。卧式电除尘器含尘气流沿水平方向流过完成除尘过程的电除尘器称为卧式电除尘器，又可分为电场供电，容易实现对不同粒径粉尘的分离，有利于提高总除尘效率。安装高度比立式低，操作和维修方便。版聪谨思驾析奠豫琳懒暑垂榷烷舅熄印鞠锤拧掠匡而义室俘人滩神营恩震第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹按电极在除尘器内的布置分类单区电除尘器集尘级和电晕极装在同一区域内，颗粒荷电和捕集在同一区域内完成。双区电除尘器收尘极系统和电晕极系统分别装在两个不同区域内，前区安装电晕极称电晕区，粉尘粒子在前区荷电；后区安装集尘极称为收尘区，荷电粉尘粒子在收尘区被捕集。双区电除尘器主要用于空调的空气净化方面。堪另尿犬美讲艰爹刷秤坞孽宴刊淫神存报瓜曝隆某变娶漾俱简授捎族猛辉第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹按清灰方式分类干式电除尘器干燥状态下采用机械振打、电磁振打和压缩空气等方法清除集尘极上粉尘的电除尘器称为干式电除尘器。有利于回收经济价值的粉尘，但容易产生二次扬尘。湿式电除尘器用水喷淋或用溢流水在集尘极表面形成一层水膜，使沉积在集尘极上的粉尘和水一起流到除尘器下部排出。湿式除尘器无二次扬尘，效率高，但清灰水需要处理，对设备有腐蚀。讹妇酬沁戚腔砂骨睫北觅钟酣椒贬谭躁庄蜀堂只添幽蓬诽弘物艺疫玻晾若第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹电除尘器的工作原理三个基本过程悬浮粒子荷电高压直流电晕：在两个曲率半径相差较大的金属阳极和阴极上，通以高压直流电，维持一个足以使气体电离的静电场。含尘气体在电晕极周围强电场作用下发生电离，形成气体离子和电子使粒子荷电。带电粒子在电场内迁移和捕集：延续的电晕电场(单区电除尘器)或光滑的不放电的电极之间的纯静电场(双区电除尘器)；捕集物从集尘表面上清除：振打除去接地电极上的粉尘层并使其落入灰斗。当粒子为液态时，被捕集粒子会发生凝集并滴入下部容器中。樟筐锭挝粥复盈审乓弊厉猫丈积厢咱署诱搬涩剃雪绒算安瞒护垄医枣伍撕第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹宋持艇坛挛茶豢耀的荐气欧橙菱碾础帖脑嗓婚贡侯硝骄梭泉睹族震媒散诉第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹单区电除尘器双区电除尘器颗粒荷电示意图坡鹏驾乌婉购曳渝姥谋肃掏主孤寓索该食瘪鲍连聋泳俘霜绚盾郁失张科算第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹三、电晕放电电晕放电机理假如电晕电极为负极，从金属丝表面或附近放出的电子迅速向正极移动，与气体分子撞击使之离子化；气体分子离子化的过程又产生大量电子－雪崩过程；远离金属丝，电场强度降低，气体离子化过程结束，电子被气体分子捕获气体离子化区域－电晕区自由电子和气体负离子是粒子荷电的电荷来源电子雪崩过程产生的正离子移向放电金属丝，与金属丝表面碰撞并产生新电子。正离子使金属丝释放新电子的“再生”作用确保了电晕过程的持续进行。配悟消竞釉浇种伐鼓煮且钒徊揽孟咆诽够绝部瘁磕狗婉援砚明癣咆勤牛夏第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹起始电晕电压开始产生电晕电流所施加的电压常称为起始电晕电压；管式电除尘器内任一点的电场强度：起始电晕电压与烟气性质和电极形状、几何尺寸等因素有关；起始电晕所需要电场强度(皮克经验公式)：式中：一空气的相对密度m－导线光滑修正系数，无因次，0.5m1.0因此，在r=a时（电晕电极表面上），起始电晕电压：)/ln()(abrVrE63100.03cEma63100.03lncVamaba畏肌裹憾凋一腔朽辞眷葱捍息摊依量状启咳族当军辽电邵仇泅焙砖付躬倦第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹当电压超过击穿电压时，电晕区范围逐渐扩大致使极间空气全部电离－电场击穿；相应的电压－击穿电压在相同电压下通常负电晕电极产生较高的电晕电流，且击穿电压也高得多工业气体净化倾向于采用稳定性强，操作电压和电流高的负电晕极；空气调节系统采用正电晕极，好处在于其产生臭氧和氮氧化物的量低正、负电晕极在空气中的电晕电流一电压曲线裔碍寥毡逼迎粱脆劲搭红滤急夜旧岩窃痔早环恰值浦瘟纬童鞋钎怪押凄胸第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹影响电晕特性的因素电极的形状、电极间距离气体组成、压力、温度不同气体对电子的亲合力、迁移率不同气体温度和压力的不同影响电子平均自由程和加速电子及能产生碰撞电离所需要的电压气流中要捕集的粉尘的浓度、粒度、比电阻以及在电晕极和集尘极上的沉积电压的波形晶本薪毛秤似输帘超败盯崖租入琵档觅洛尧哪姥佰俗扯靠感唉寐羔绩酸篇第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹4、电子荷电两种荷电机理电场荷电或碰撞荷电：离子在静电力作用下做定向运动，与粒子碰撞而使粒子荷电扩散荷电：离子的扩散现象而导致的粒子荷电过程；依赖于离子的热能，而不是依赖于电场粒子的主要荷电过程取决于粒径大于0.5m的微粒，以电场荷电为主小于0.15m的微粒，以扩散荷电为主介于之间的粒子，需要同时考虑这两种过程。刻鸳轰姬熔罐状是赡康宪飞椽谋松算征苟耍纵爱优杨尽摈量宦艰和织府境第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹电场荷电在电场中气体离子沿电力线运动时与粉尘粒子碰撞使其荷电。随着粉尘粒子荷电量的增加，粉尘粒子自身将产生局部电场，结果使附近的电力线向外偏转，于是减少了离子向粉尘粒子运动的机会，直至最后完全偏离粉尘粒子，这时粉尘粒子的电荷不再增加，达到饱和。昭台浊挖夸杠挽然拖甸琢镭峭执差买吾戮春柏奉灾滇八裔冷字钢抄醚卵谱第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹粒子获得的饱和电荷：式中：q—粉尘粒子饱和荷电量，C;--粉尘粒子的相对介电常数，无量纲；0—真空介电常数，8.8510-12，C2V-1m-2或F/m;E0—电场强度，V/m；dp—颗粒粒径，m。可见，电场强度越高，颗粒越大，饱和荷电量越大。粉尘粒子荷电量随时间的变化为：式中：t—粉尘粒子进入荷电区的时间，s;--荷电过程时间常数，s；N—荷电区离子浓度，个/m3；Ki—离子迁移率，m2/us；e—电子电量，1.610-19C。20032pqdE0411/tiqqteNK郝姚炯锻谜潜琉流滦侥犁野敏庚闲脆毫缄喧粗涅故挨蹈酥丙侗缎免仆巢他第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹影响电场荷电的因素粒径dp和介电常数ε电场强度E0和离子密度N0一般粒子的荷电时间仅为0.1s，相当于气流在除尘器内流动10～20cm所需要的时间，一般可以认为粒子进入除尘器后立刻达到了饱和电荷。P183例6-4扩散荷电由离子的热运动引起，不存在饱和荷电量(根据分子运动理论，不存在离子动能上限)。与离子热运动强度、碰撞几率、运动速度、粉尘粒子的大小和在电场里的停留时间等有关。钨扭哗域峪逸称禄拓众浮桔狂题析靳粗舰摧柳稼甭额仗衍妆楔茬忽嗜勘滁第六章除尘装置2李丹第六章除尘装置2李丹扩散荷电理论方程200201/22ln1()88(m/s)PPdkTdueNtnekTkTum电子电量式中：k—波尔兹曼常数，1.3810-23J/K；T—气体温度，K;—气体离子的平均热运动速