除尘装置 李丹PPT课件

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1、第二节第二节 电除尘器电除尘器第1页/共30页第2页/共30页一、电除尘器的工作原理一、电除尘器的工作原理 三个基本过程三个基本过程 悬浮粒子荷电悬浮粒子荷电 高压直流电晕：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。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：延续的电晕电场带电粒子在电场内迁移和捕集：延续的电晕电场(

2、 (单区电除尘器单区电除尘器) )或光或光滑的不放电的电极之间的纯静电场滑的不放电的电极之间的纯静电场( (双区电除尘器双区电除尘器) )； 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。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。第3页/共30页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页/共30页第5页/共30页第6页/共30页二、电除尘器分类和特点二、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。电除尘器主要由放电电极和集尘电极组成。 是一根曲率半径很小的纤细裸露电线，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。上端与直流电源的一极相连，下端由吊锤固定位置。 是具有一定面积的管和板，它与电源的另一极相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

4、在放电电极附近的电场强度很大，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是。第7页/共30页 管式电除尘器管式电除尘器 单管电除尘器结构如单管电除尘器结构如图所示。集尘极为图所示。集尘极为 150-150-300mm300mm的圆形金属管，管长的圆形金属管，管长为为3-5m3-5m。放电极线（电晕。放电极线（电晕线）用重锤悬吊在集尘极线）用重锤悬吊在集尘极园管的中心。管式电除尘园管的中心。管式电除尘器电场强度高且变化均匀，器电场强度高且变化均匀，但清灰比较困难。常用于但清灰

5、比较困难。常用于处理含尘气体量小或含雾处理含尘气体量小或含雾滴的气体。滴的气体。 按集尘电极的结构形式分类按集尘电极的结构形式分类第8页/共30页 板式电除尘器板式电除尘器 集尘极由多集尘极由多块一定形状的钢块一定形状的钢板组合而成。放板组合而成。放电极电极( (电晕极电晕极) )均均布在两平行集尘布在两平行集尘极间。两平行集极间。两平行集尘极的距离一般尘极的距离一般为为200-400mm200-400mm，极板高度极板高度2-5mm2-5mm。板式电除尘器电板式电除尘器电场强度变化不均场强度变化不均匀，清灰方便，匀，清灰方便，制作安装容易。制作安装容易。第9页/共30页板板式式电电除除尘尘器

6、器第10页/共30页 按气流流动方式分类按气流流动方式分类 立式电除尘器立式电除尘器 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。电除尘器占地面积小，捕集效率高。 卧式电除尘器卧式电除尘器 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。总除尘效率。安装高度

7、比立式低，操作和维修方便。第11页/共30页 按电极在除尘器内的布置分类按电极在除尘器内的布置分类 单区电除尘器单区电除尘器 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。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。粒子在收尘区被

8、捕集。双区电除尘器主要用于空调的空气净化方面。 第12页/共30页 按清灰方式分类按清灰方式分类 干式电除尘器干式电除尘器 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。产生二次扬尘。 湿式电除尘器湿式电除尘器 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

9、尘，效率高，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。但清灰水需要处理，对设备有腐蚀。第13页/共30页电除尘器的工作原理电除尘器的工作原理 三个基本过程三个基本过程 悬浮粒子荷电悬浮粒子荷电 高压直流电晕：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。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。

10、 带电粒子在电场内迁移和捕集：延续的电晕电场带电粒子在电场内迁移和捕集：延续的电晕电场( (单区电除尘器单区电除尘器) )或光或光滑的不放电的电极之间的纯静电场滑的不放电的电极之间的纯静电场( (双区电除尘器双区电除尘器) )； 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。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。第14页/共30页第15页/共30页第16页/共30页三、电晕放电三、电晕放电 电晕放电机理电晕放电机理 假如电晕电极为负极，从金

11、属丝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；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气体分子离子化的过程又产生大量电子 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捕获 气体离子化区域气体离子化区域自由电子和气体负离子是粒子荷电的电荷来源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

12、离子使金属丝释放新电子的生新电子。正离子使金属丝释放新电子的“再生再生”作用确保了电晕过程作用确保了电晕过程的持续进行。的持续进行。第17页/共30页 起始电晕电压起始电晕电压 开始产生电晕电流所施加的电压常称为起始电晕电压；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：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起始电晕所需要电场强度( (皮克经验公式皮克经验公式) )：式中：式中： 一空气的相对密度一空气的相对密度 m m导线光滑修正

13、系数，无因次，导线光滑修正系数，无因次，0.50.5m m1.0 0.5m0.5m的粉尘粒子主要靠电场荷电，而扩散荷电电量很小，可忽略；的粉尘粒子主要靠电场荷电，而扩散荷电电量很小，可忽略；d dp p0.15 m0.15 m的粉尘粒子主要靠扩散荷电，而电场荷电甚微。处于中间范围的粉尘粒子主要靠扩散荷电，而电场荷电甚微。处于中间范围(0.15(0.150.5m)0.5m)的粒子，需同时考虑电场荷电和扩散荷电的粒子，需同时考虑电场荷电和扩散荷电 根据根据RobinsonRobinson的研究，简单地将电场的研究，简单地将电场荷电和扩散荷电的电荷相加，可近似地荷电和扩散荷电的电荷相加，可近似地表示

14、两种过程综合作用时的荷电量，与表示两种过程综合作用时的荷电量，与实验值基本一致：实验值基本一致：第26页/共30页q 例题例题 利用下列数据，决定电场和扩散荷电综合作用下粒子荷电量随时间的变利用下列数据，决定电场和扩散荷电综合作用下粒子荷电量随时间的变化。已知化。已知5 5，E E0 03 310106 6V/mV/m，T T300K300K，N N=2=210101515离子离子/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）得电场荷电的饱和电荷：）得电场荷电的饱和电荷： 由方程由方程 （

15、6-326-32）可以计算扩散荷电过程的荷电量随时间的变化：）可以计算扩散荷电过程的荷电量随时间的变化： 那么电场荷电和扩散荷电综合作用下粒子的荷电量：那么电场荷电和扩散荷电综合作用下粒子的荷电量： 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页

16、/共30页例题中粒子荷电量随时间和粒径的变化例题中粒子荷电量随时间和粒径的变化第28页/共30页 异常荷电现象异常荷电现象（电除尘器运行时尽量避免）（电除尘器运行时尽量避免） 沉积在集尘极表面的高比电阻粒子导致在低电压下发生火花放电或在集沉积在集尘极表面的高比电阻粒子导致在低电压下发生火花放电或在集尘极发生尘极发生现象现象, ,破坏正常电晕过程。通常当比电阻高于破坏正常电晕过程。通常当比电阻高于 时，较易发生火花放电或反电晕，破坏了正常电晕过程。时，较易发生火花放电或反电晕，破坏了正常电晕过程。 气流中微小粒子的浓度高时，荷电尘粒所形成的电晕电流不大，可是所气流中微小粒子的浓度高时，荷电尘粒所

17、形成的电晕电流不大，可是所形成的空间电荷却很大，严重抑制着电晕电流的产生，使尘粒不能获得足形成的空间电荷却很大，严重抑制着电晕电流的产生，使尘粒不能获得足够的电荷。因此，电除尘器的除尘效率显著降低。颗粒直径在够的电荷。因此，电除尘器的除尘效率显著降低。颗粒直径在1m1m左右的左右的数量越多，这种现象越严重；数量越多，这种现象越严重； 当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，尘粒在电场中根本得不到电当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，尘粒在电场中根本得不到电荷，电晕电流几乎减小到零，失去除尘作用，即电晕闭塞。由于气流分布荷，电晕电流几乎减小到零，失去除尘作用，即电晕闭塞。由于气流分布不当，气流速度过高或不适当的振打等原因，导致沉积在集尘极表面的粒不当，气流速度过高或不适当的振打等原因，导致沉积在集尘极表面的粒子重新进入气流，这些粒子往往带有电荷，致使它们不能重新荷电，或仅子重新进入气流，这些粒子往往带有电荷，致使它们不能重新荷电，或仅部分荷电。部分荷电。102 10cm第29页/共30页感谢您的观看。感谢您的观看。第30页/共30页