除塵裝置 李丹PPT課件

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1、第二節(jié)第二節(jié) 電除塵器電除塵器第1頁/共30頁第2頁/共30頁一、電除塵器的工作原理一、電除塵器的工作原理 三個基本過程三個基本過程 懸浮粒子荷電懸浮粒子荷電 高壓直流電暈：高壓直流電暈：在兩個曲率半徑相差較大的金屬陽極和陰極上，通以在兩個曲率半徑相差較大的金屬陽極和陰極上，通以高壓直流電，維持一個足以使氣體電離的靜電場。含塵氣體在電暈極周高壓直流電，維持一個足以使氣體電離的靜電場。含塵氣體在電暈極周圍強電場作用下發(fā)生電離，形成氣體離子和電子使粒子荷電。圍強電場作用下發(fā)生電離，形成氣體離子和電子使粒子荷電。 帶電粒子在電場內遷移和捕集：延續(xù)的電暈電場帶電粒子在電場內遷移和捕集：延續(xù)的電暈電場(

2、 (單區(qū)電除塵器單區(qū)電除塵器) )或光或光滑的不放電的電極之間的純靜電場滑的不放電的電極之間的純靜電場( (雙區(qū)電除塵器雙區(qū)電除塵器) )； 捕集物從集塵表面上清除：振打除去接地電極上的粉塵層并使其落入捕集物從集塵表面上清除：振打除去接地電極上的粉塵層并使其落入灰斗。當粒子為液態(tài)時，被捕集粒子會發(fā)生凝集并滴入下部容器中?；叶?。當粒子為液態(tài)時，被捕集粒子會發(fā)生凝集并滴入下部容器中。第3頁/共30頁Dust-collection plateLHigh voltage wire for corona dischargeClean gashDirty gasCorona discharge along

3、 the length of wireCollected dust on plateDust removed from plates to hoppers2H第4頁/共30頁第5頁/共30頁第6頁/共30頁二、電除塵器分類和特點二、電除塵器分類和特點 電除塵器主要由放電電極和集塵電極組成。電除塵器主要由放電電極和集塵電極組成。 是一根曲率半徑很小的纖細裸露電線，是一根曲率半徑很小的纖細裸露電線，上端與直流電源的一極相連，下端由吊錘固定位置。上端與直流電源的一極相連，下端由吊錘固定位置。 是具有一定面積的管和板，它與電源的另一極相是具有一定面積的管和板，它與電源的另一極相連。若在兩極施加高壓，則

4、在放電電極附近的電場強度很大，連。若在兩極施加高壓，則在放電電極附近的電場強度很大，而在集塵電極附近的電場強度相對很小，因此兩極之間的電場而在集塵電極附近的電場強度相對很小，因此兩極之間的電場是是。第7頁/共30頁 管式電除塵器管式電除塵器 單管電除塵器結構如單管電除塵器結構如圖所示。集塵極為圖所示。集塵極為 150-150-300mm300mm的圓形金屬管，管長的圓形金屬管，管長為為3-5m3-5m。放電極線（電暈。放電極線（電暈線）用重錘懸吊在集塵極線）用重錘懸吊在集塵極園管的中心。管式電除塵園管的中心。管式電除塵器電場強度高且變化均勻，器電場強度高且變化均勻，但清灰比較困難。常用于但清灰

5、比較困難。常用于處理含塵氣體量小或含霧處理含塵氣體量小或含霧滴的氣體。滴的氣體。 按集塵電極的結構形式分類按集塵電極的結構形式分類第8頁/共30頁 板式電除塵器板式電除塵器 集塵極由多集塵極由多塊一定形狀的鋼塊一定形狀的鋼板組合而成。放板組合而成。放電極電極( (電暈極電暈極) )均均布在兩平行集塵布在兩平行集塵極間。兩平行集極間。兩平行集塵極的距離一般塵極的距離一般為為200-400mm200-400mm，極板高度極板高度2-5mm2-5mm。板式電除塵器電板式電除塵器電場強度變化不均場強度變化不均勻，清灰方便，勻，清灰方便，制作安裝容易。制作安裝容易。第9頁/共30頁板板式式電電除除塵塵器

6、器第10頁/共30頁 按氣流流動方式分類按氣流流動方式分類 立式電除塵器立式電除塵器 一般管式電除塵器為立式電除塵器，含塵氣流自下而上流過。立式一般管式電除塵器為立式電除塵器，含塵氣流自下而上流過。立式電除塵器占地面積小，捕集效率高。電除塵器占地面積小，捕集效率高。 臥式電除塵器臥式電除塵器 含塵氣流沿水平方向流過完成除塵過程的電除塵器稱為臥式電除塵含塵氣流沿水平方向流過完成除塵過程的電除塵器稱為臥式電除塵器，又可分為電場供電，容易實現(xiàn)對不同粒徑粉塵的分離，有利于提高器，又可分為電場供電，容易實現(xiàn)對不同粒徑粉塵的分離，有利于提高總除塵效率。安裝高度比立式低，操作和維修方便?？偝龎m效率。安裝高度

7、比立式低，操作和維修方便。第11頁/共30頁 按電極在除塵器內的布置分類按電極在除塵器內的布置分類 單區(qū)電除塵器單區(qū)電除塵器 集塵級和電暈極裝在同一區(qū)域內，顆粒荷電和捕集在同一區(qū)域內完成。集塵級和電暈極裝在同一區(qū)域內，顆粒荷電和捕集在同一區(qū)域內完成。 雙區(qū)電除塵器雙區(qū)電除塵器 收塵極系統(tǒng)和電暈極系統(tǒng)分別裝在兩個不同區(qū)域內，前區(qū)安裝電暈極收塵極系統(tǒng)和電暈極系統(tǒng)分別裝在兩個不同區(qū)域內，前區(qū)安裝電暈極稱電暈區(qū)，粉塵粒子在前區(qū)荷電；后區(qū)安裝集塵極稱為收塵區(qū)，荷電粉塵稱電暈區(qū)，粉塵粒子在前區(qū)荷電；后區(qū)安裝集塵極稱為收塵區(qū)，荷電粉塵粒子在收塵區(qū)被捕集。雙區(qū)電除塵器主要用于空調的空氣凈化方面。粒子在收塵區(qū)被

8、捕集。雙區(qū)電除塵器主要用于空調的空氣凈化方面。 第12頁/共30頁 按清灰方式分類按清灰方式分類 干式電除塵器干式電除塵器 干燥狀態(tài)下采用機械振打、電磁振打和壓縮空氣等方法清除集塵極上干燥狀態(tài)下采用機械振打、電磁振打和壓縮空氣等方法清除集塵極上粉塵的電除塵器稱為干式電除塵器。有利于回收經(jīng)濟價值的粉塵，但容易粉塵的電除塵器稱為干式電除塵器。有利于回收經(jīng)濟價值的粉塵，但容易產(chǎn)生二次揚塵。產(chǎn)生二次揚塵。 濕式電除塵器濕式電除塵器 用水噴淋或用溢流水在集塵極表面形成一層水膜，使沉積在集塵極上用水噴淋或用溢流水在集塵極表面形成一層水膜，使沉積在集塵極上的粉塵和水一起流到除塵器下部排出。濕式除塵器無二次揚

9、塵，效率高，的粉塵和水一起流到除塵器下部排出。濕式除塵器無二次揚塵，效率高，但清灰水需要處理，對設備有腐蝕。但清灰水需要處理，對設備有腐蝕。第13頁/共30頁電除塵器的工作原理電除塵器的工作原理 三個基本過程三個基本過程 懸浮粒子荷電懸浮粒子荷電 高壓直流電暈：高壓直流電暈：在兩個曲率半徑相差較大的金屬陽極和陰極上，通以在兩個曲率半徑相差較大的金屬陽極和陰極上，通以高壓直流電，維持一個足以使氣體電離的靜電場。含塵氣體在電暈極周高壓直流電，維持一個足以使氣體電離的靜電場。含塵氣體在電暈極周圍強電場作用下發(fā)生電離，形成氣體離子和電子使粒子荷電。圍強電場作用下發(fā)生電離，形成氣體離子和電子使粒子荷電。

10、 帶電粒子在電場內遷移和捕集：延續(xù)的電暈電場帶電粒子在電場內遷移和捕集：延續(xù)的電暈電場( (單區(qū)電除塵器單區(qū)電除塵器) )或光或光滑的不放電的電極之間的純靜電場滑的不放電的電極之間的純靜電場( (雙區(qū)電除塵器雙區(qū)電除塵器) )； 捕集物從集塵表面上清除：振打除去接地電極上的粉塵層并使其落入捕集物從集塵表面上清除：振打除去接地電極上的粉塵層并使其落入灰斗。當粒子為液態(tài)時，被捕集粒子會發(fā)生凝集并滴入下部容器中?；叶?。當粒子為液態(tài)時，被捕集粒子會發(fā)生凝集并滴入下部容器中。第14頁/共30頁第15頁/共30頁第16頁/共30頁三、電暈放電三、電暈放電 電暈放電機理電暈放電機理 假如電暈電極為負極，從金

11、屬絲假如電暈電極為負極，從金屬絲表面或附近放出的電子迅速向正極移表面或附近放出的電子迅速向正極移動，與氣體分子撞擊使之離子化；動，與氣體分子撞擊使之離子化； 氣體分子離子化的過程又產(chǎn)生大量電子氣體分子離子化的過程又產(chǎn)生大量電子 遠離金屬絲，電場強度降低，氣體離子化過程結束，電子被氣體分子遠離金屬絲，電場強度降低，氣體離子化過程結束，電子被氣體分子捕獲捕獲 氣體離子化區(qū)域氣體離子化區(qū)域自由電子和氣體負離子是粒子荷電的電荷來源自由電子和氣體負離子是粒子荷電的電荷來源 電子雪崩過程產(chǎn)生的正離子移向放電金屬絲，與金屬絲表面碰撞并產(chǎn)電子雪崩過程產(chǎn)生的正離子移向放電金屬絲，與金屬絲表面碰撞并產(chǎn)生新電子。正

12、離子使金屬絲釋放新電子的生新電子。正離子使金屬絲釋放新電子的“再生再生”作用確保了電暈過程作用確保了電暈過程的持續(xù)進行。的持續(xù)進行。第17頁/共30頁 起始電暈電壓起始電暈電壓 開始產(chǎn)生電暈電流所施加的電壓常稱為起始電暈電壓；開始產(chǎn)生電暈電流所施加的電壓常稱為起始電暈電壓； 管式電除塵器內任一點的電場強度：管式電除塵器內任一點的電場強度： 起始電暈電壓與煙氣性質和電極形狀、幾何尺寸等因素有關；起始電暈電壓與煙氣性質和電極形狀、幾何尺寸等因素有關； 起始電暈所需要電場強度起始電暈所需要電場強度( (皮克經(jīng)驗公式皮克經(jīng)驗公式) )：式中：式中： 一空氣的相對密度一空氣的相對密度 m m導線光滑修正

13、系數(shù)，無因次，導線光滑修正系數(shù)，無因次，0.50.5m m1.0 0.5m0.5m的粉塵粒子主要靠電場荷電，而擴散荷電電量很小，可忽略；的粉塵粒子主要靠電場荷電，而擴散荷電電量很小，可忽略；d dp p0.15 m0.15 m的粉塵粒子主要靠擴散荷電，而電場荷電甚微。處于中間范圍的粉塵粒子主要靠擴散荷電，而電場荷電甚微。處于中間范圍(0.15(0.150.5m)0.5m)的粒子，需同時考慮電場荷電和擴散荷電的粒子，需同時考慮電場荷電和擴散荷電 根據(jù)根據(jù)RobinsonRobinson的研究，簡單地將電場的研究，簡單地將電場荷電和擴散荷電的電荷相加，可近似地荷電和擴散荷電的電荷相加，可近似地表示

14、兩種過程綜合作用時的荷電量，與表示兩種過程綜合作用時的荷電量，與實驗值基本一致：實驗值基本一致：第26頁/共30頁q 例題例題 利用下列數(shù)據(jù)，決定電場和擴散荷電綜合作用下粒子荷電量隨時間的變利用下列數(shù)據(jù)，決定電場和擴散荷電綜合作用下粒子荷電量隨時間的變化。已知化。已知5 5，E E0 03 310106 6V/mV/m，T T300K300K，N N=2=210101515離子離子/m/m3 3， =467m/s=467m/s，d dp p0.10.1，0.50.5和和1.0m1.0m。u解：由方程解：由方程 （6-316-31）得電場荷電的飽和電荷：）得電場荷電的飽和電荷： 由方程由方程 （

15、6-326-32）可以計算擴散荷電過程的荷電量隨時間的變化：）可以計算擴散荷電過程的荷電量隨時間的變化： 那么電場荷電和擴散荷電綜合作用下粒子的荷電量：那么電場荷電和擴散荷電綜合作用下粒子的荷電量： 126242spp538.85 103 101.79 1052 qdd6122319 215pp19 2122310pp2 8.85 10300 1.38 10(1.6 10467 2 10ln1(1.6 108 8.85 10300 1.38 108.99 10ln1 8.16 10 ）dd tndtd421210sppp1.79 101.44 10ln18.16 10qqn eddtd第27頁

16、/共30頁例題中粒子荷電量隨時間和粒徑的變化例題中粒子荷電量隨時間和粒徑的變化第28頁/共30頁 異常荷電現(xiàn)象異常荷電現(xiàn)象（電除塵器運行時盡量避免）（電除塵器運行時盡量避免） 沉積在集塵極表面的高比電阻粒子導致在低電壓下發(fā)生火花放電或在集沉積在集塵極表面的高比電阻粒子導致在低電壓下發(fā)生火花放電或在集塵極發(fā)生塵極發(fā)生現(xiàn)象現(xiàn)象, ,破壞正常電暈過程。通常當比電阻高于破壞正常電暈過程。通常當比電阻高于 時，較易發(fā)生火花放電或反電暈，破壞了正常電暈過程。時，較易發(fā)生火花放電或反電暈，破壞了正常電暈過程。 氣流中微小粒子的濃度高時，荷電塵粒所形成的電暈電流不大，可是所氣流中微小粒子的濃度高時，荷電塵粒所

17、形成的電暈電流不大，可是所形成的空間電荷卻很大，嚴重抑制著電暈電流的產(chǎn)生，使塵粒不能獲得足形成的空間電荷卻很大，嚴重抑制著電暈電流的產(chǎn)生，使塵粒不能獲得足夠的電荷。因此，電除塵器的除塵效率顯著降低。顆粒直徑在夠的電荷。因此，電除塵器的除塵效率顯著降低。顆粒直徑在1m1m左右的左右的數(shù)量越多，這種現(xiàn)象越嚴重；數(shù)量越多，這種現(xiàn)象越嚴重； 當含塵量大到某一數(shù)值時，電暈現(xiàn)象消失，塵粒在電場中根本得不到電當含塵量大到某一數(shù)值時，電暈現(xiàn)象消失，塵粒在電場中根本得不到電荷，電暈電流幾乎減小到零，失去除塵作用，即電暈閉塞。由于氣流分布荷，電暈電流幾乎減小到零，失去除塵作用，即電暈閉塞。由于氣流分布不當，氣流速度過高或不適當?shù)恼翊虻仍?，導致沉積在集塵極表面的粒不當，氣流速度過高或不適當?shù)恼翊虻仍颍瑢е鲁练e在集塵極表面的粒子重新進入氣流，這些粒子往往帶有電荷，致使它們不能重新荷電，或僅子重新進入氣流，這些粒子往往帶有電荷，致使它們不能重新荷電，或僅部分荷電。部分荷電。102 10cm第29頁/共30頁感謝您的觀看。感謝您的觀看。第30頁/共30頁