1、静电应用之静电除尘技术课件静电应用之静电除尘技术课件第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术 本章主要介绍粉尘的性质，静电除尘器的本章主要介绍粉尘的性质，静电除尘器的工作原理、结构、性能影响因素等。并简单介工作原理、结构、性能影响因素等。并简单介绍静电除尘器的几种应用。绍静电除尘器的几种应用。10-2 静电除尘器的工作原理静电除尘器的工作原理10-1 粉尘的来源及性质粉尘的来源及性质10-3 静电除尘器的基本结构静电除尘器的基本结构 10-4 静电除尘器性能的影响因素静电除尘器性能的影响因素10-5 静电除尘器的应用静电除尘
2、器的应用第1页/共88页一、粉尘的来源及类别u 粉尘的定义粉尘的定义为：为：“由自然力或机械力产生的，能够由自然力或机械力产生的，能够悬浮于空气中的固体微小颗粒。（国家采暖通风与空气悬浮于空气中的固体微小颗粒。（国家采暖通风与空气调节术语标准调节术语标准(GB5015592)）国际上将粒径小于国际上将粒径小于75m的固体悬浮物定义为粉尘。的固体悬浮物定义为粉尘。在通风除尘技术中，一般将在通风除尘技术中，一般将1200m乃至更大粒径的乃至更大粒径的固体悬浮物均视为粉尘。本课程所述粉尘均在此定义范固体悬浮物均视为粉尘。本课程所述粉尘均在此定义范围之内。围之内。第十章第十章第十章第十章第十章第十章
3、静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第2页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术粉尘的分类粉尘的分类：按粉尘粒径大小可以分为按粉尘粒径大小可以分为：(1)可见粉尘可见粉尘。可见粉尘是指用肉眼可见、粒径大于。可见粉尘是指用肉眼可见、粒径大于10 m以上的粉尘。以上的粉尘。(2)显微粉尘显微粉尘。显微粉尘是指粒径为。显微粉尘是指粒径为0.2510 m，可用，可用一般光学显微镜观察的粉尘。一般光学显微镜观察的粉尘。(3)超显微粉尘超显微粉尘。超显微粉尘是指粒径小于。超显微粉尘是指粒径
4、小于0.25 m，只有，只有在超显微镜或电子显微镜下可以观察到的粉尘。在超显微镜或电子显微镜下可以观察到的粉尘。按粉尘的物性可以分为按粉尘的物性可以分为：(1)亲水性粉尘、疏水性粉尘；亲水性粉尘、疏水性粉尘；(2)不粘粉尘、微粘粉尘、中粘粉尘、强粘粉尘；不粘粉尘、微粘粉尘、中粘粉尘、强粘粉尘；(3)可燃粉尘、不燃粉尘；可燃粉尘、不燃粉尘；(4)高比电阻粉尘、一般比电阻值粉尘、导电性粉尘；高比电阻粉尘、一般比电阻值粉尘、导电性粉尘；(5)纤维性粉尘、颗粒性粉尘。纤维性粉尘、颗粒性粉尘。第3页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技
5、术静电除尘技术粉尘来源粉尘来源 粉尘来源可分为两大类：一是人类活动引起的，二是粉尘来源可分为两大类：一是人类活动引起的，二是自然过程引起的。人类活动引起的粉尘主要来源于自然过程引起的。人类活动引起的粉尘主要来源于3个方个方面，即工业生产污染源、生活活动污染源及交通运输污染面，即工业生产污染源、生活活动污染源及交通运输污染源。源。(1)工业生产污染源工业生产污染源。如火力发电厂、钢铁厂、化工厂、矿山作业区。如火力发电厂、钢铁厂、化工厂、矿山作业区等工业部门的生产及燃料燃烧过程，都向大气中排入大量的粉尘及等工业部门的生产及燃料燃烧过程，都向大气中排入大量的粉尘及其他有害成分。工业生产污染源是造成粉
6、尘污染的其他有害成分。工业生产污染源是造成粉尘污染的最主要最主要的来源。的来源。(2)生活污染源生活污染源。城市和工矿企业住宅区、商业区千家万户的生活炉。城市和工矿企业住宅区、商业区千家万户的生活炉灶、经营性炉灶以及采暖锅炉的烟囱，同样会向大气中排入烟尘。灶、经营性炉灶以及采暖锅炉的烟囱，同样会向大气中排入烟尘。这些污染源分布广，污染物总量大，对局部的大气环境质量常有很这些污染源分布广，污染物总量大，对局部的大气环境质量常有很大影响。大影响。(3)交通运输污染源交通运输污染源。汽车、火车、轮船、飞机等交通工具排故的尾。汽车、火车、轮船、飞机等交通工具排故的尾气及行走二次扬尘都含有粉尘污染物。在
7、交通运输业十分发达的今气及行走二次扬尘都含有粉尘污染物。在交通运输业十分发达的今天，尤其在城市，它已成为粉尘污染的重要来源之一。天，尤其在城市，它已成为粉尘污染的重要来源之一。第4页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术二、粉尘的性质 尘粒具有尘粒具有形状、粒径、密度、比表面积形状、粒径、密度、比表面积四大基本特性，四大基本特性，还具有磨损性、荷电性、湿润性、粘着性以及爆炸性等重还具有磨损性、荷电性、湿润性、粘着性以及爆炸性等重要性质。这些都是除尘技术的重要内容。要性质。这些都是除尘技术的重要内容。1.粉尘颗粒的
8、形状表征粉尘颗粒的形状表征 粉尘颗粒的形状是指一个尘粒的轮廓或表面上各点所粉尘颗粒的形状是指一个尘粒的轮廓或表面上各点所构成的图像。由于在工业和自然界中遇到的粉尘形状千差构成的图像。由于在工业和自然界中遇到的粉尘形状千差万别，下表定性地描述了尘粒形状。万别，下表定性地描述了尘粒形状。第5页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术 2.粉尘的物理性质粉尘的物理性质 粒径粒径 粒径是表征粉尘颗粒状态的重要参数。一个光滑圆球粒径是表征粉尘颗粒状态的重要参数。一个光滑圆球的直径能被精确地测定，而对通常碰到的非球形颗粒，精的
9、直径能被精确地测定，而对通常碰到的非球形颗粒，精确地测定它的粒径则是困难的。事实上，粒径是测量方向确地测定它的粒径则是困难的。事实上，粒径是测量方向与测量方法的函数。下表示常见的测量方法。与测量方法的函数。下表示常见的测量方法。第6页/共88页FAMa-定向直径定向直径b-定向面积等分直径定向面积等分直径c-投影面积直径投影面积直径第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第7页/共88页通常用通常用圆球度圆球度表示颗粒形状与球形不一致的程度表示颗粒形状与球形不一致的程度圆球度：与颗粒体积相等的球体的表面积和颗粒的表面积之圆球
10、度：与颗粒体积相等的球体的表面积和颗粒的表面积之比比s（s1）第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第8页/共88页 分散度分散度 粉尘的粉径分布称为分散度。粉尘的粉径分布称为分散度。可绘出频度分布曲线可绘出频度分布曲线i1iiNinfn第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第9页/共88页 第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第10页/共88页堆积密度堆积密度:粒尘的颗粒与颗粒
11、间粒尘的颗粒与颗粒间有许多空隙，在粒群自然堆积有许多空隙，在粒群自然堆积时，单位体积的质量就是堆积时，单位体积的质量就是堆积密度，计算粉尘堆积容积时都密度，计算粉尘堆积容积时都用它。用它。空隙率空隙率：粉尘颗粒间和内部空隙的体积与堆积总体积之比：粉尘颗粒间和内部空隙的体积与堆积总体积之比值值 对于一定种类的粉尘，其真密度为一定值，而堆积密对于一定种类的粉尘，其真密度为一定值，而堆积密度随度随而变化。而变化。bp(1)第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术pb第11页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技
12、术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术例如粉煤燃烧产生的飞灰颗粒含有煤泡，其堆例如粉煤燃烧产生的飞灰颗粒含有煤泡，其堆积密度约为积密度约为1070kg/m3,真密度约为真密度约为2200kg/m3第12页/共88页流动性好；安息角大的粉尘，流动流动性好；安息角大的粉尘，流动性差。性差。安息角和滑动角的影响因素：粉尘安息角和滑动角的影响因素：粉尘粒径、含水率、颗粒形状、颗粒表粒径、含水率、颗粒形状、颗粒表面光滑程度、粉尘粘性面光滑程度、粉尘粘性粒径越小，安息角越大；粉尘含水粒径越小，安息角越大；粉尘含水量增加，安息角越大；表面越光滑量增加，安息角越大；表面越光滑和越接近球
13、形，安息角越小。和越接近球形，安息角越小。第13页/共88页23VSV6(cm/cm)SSVd2mppSV6(cm/g)SSVd23bVSV(1)6(1)(1)(cm/cm)SSSVd粉尘的比表面积变粉尘的比表面积变化范围很广，大部化范围很广，大部分烟尘在分烟尘在1000cm2/g（粗烟）（粗烟）到到10000cm2/g（细烟）（细烟）粉尘的平均净体积粉尘的平均表面积；VS第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术粉尘比表面积增大，其物理和化学活性增强。在粉尘比表面积增大，其物理和化学活性增强。在除尘技术中，对同一粉尘来说，比
14、表面积越大越除尘技术中，对同一粉尘来说，比表面积越大越难捕集。难捕集。第14页/共88页含水率影响粉尘的导电性、含水率影响粉尘的导电性、粘附性、流动性等物理特性粘附性、流动性等物理特性粉尘的含水率与粉尘的吸湿粉尘的含水率与粉尘的吸湿性有关，即粉尘从周围空气性有关，即粉尘从周围空气中吸收水分的能力。中吸收水分的能力。第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第15页/共88页还与液体的表面张力及尘粒与液还与液体的表面张力及尘粒与液体之间的粘附力和接触方式有关。体之间的粘附力和接触方式有关。例如：水对飞灰的润湿性要比对例如：水对飞
15、灰的润湿性要比对滑石粉好得多；球型颗粒的润湿滑石粉好得多；球型颗粒的润湿性要比形状不规则表面粗糙的颗性要比形状不规则表面粗糙的颗粒差；粉尘越细，润湿性越差。粒差；粉尘越细，润湿性越差。粉尘的润湿性随压力增大而增大，粉尘的润湿性随压力增大而增大，随温度升高而下降随温度升高而下降润湿速度润湿速度2020(mm/min)20Lv第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第16页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第17页/共88页d (cm)Vjcm
16、 第18页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第19页/共88页n 较为干燥的粉尘的比电阻在较为干燥的粉尘的比电阻在420K左右达到最大值左右达到最大值第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第20页/共88页的力除以其断裂的接触面积的力除以其断裂的接触面积分类分类：根据粉尘层断裂强度：根据粉尘层断裂强度的大小，粉尘分为四类：不的大小，粉尘分为四类：不粘性、微粘性、中等粘性、粘性、微粘性、中等粘性、强粘性强粘性影响粉尘粘附性的因素很多，影响粉
17、尘粘附性的因素很多，一般情况下，粉尘粒径小、一般情况下，粉尘粒径小、形状不规则、表面粗糙、含形状不规则、表面粗糙、含水率高、润湿性好和荷电量水率高、润湿性好和荷电量大时，易于产生粘附现象。大时，易于产生粘附现象。粘附现象还与周围介质的性粘附现象还与周围介质的性质有关、与气体的运动状态质有关、与气体的运动状态有关。有关。第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第21页/共88页存放过程中自然发热存放过程中自然发热热量积累热量积累达到燃点达到燃点燃烧燃烧第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静
18、电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第22页/共88页粉尘的爆炸性粉尘的爆炸性第23页/共88页个气流上。个气流上。10-2 10-2 静电除尘器工作原理静电除尘器工作原理第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第24页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第25页/共88页吉伯特，时间是吉伯特，时间是1600年。年。1772年，贝卡利亚对于大量烟雾年，贝卡利亚对于大量烟雾的气体中的放电、电风现象进行的气体中的放电、电风现象进行了试验以后，了试验
19、以后，1824-1908年，一年，一些人做了一些有关净化过程中烟些人做了一些有关净化过程中烟雾、烟草中的烟等试验。雾、烟草中的烟等试验。1908年，年，柯特雷尔发表了他的第一个专利，柯特雷尔发表了他的第一个专利，并在赛尔拜冶炼厂电除尘成功地并在赛尔拜冶炼厂电除尘成功地回收了过去很难处理的硫酸雾。回收了过去很难处理的硫酸雾。后来在他的学生施密特协助下又后来在他的学生施密特协助下又进行了发展，为在冶金和水泥工进行了发展，为在冶金和水泥工业中迅速广泛地采用电除尘，成业中迅速广泛地采用电除尘，成功地控制空气污染奠定了基础，功地控制空气污染奠定了基础，从本世纪二十年代到四十年代开从本世纪二十年代到四十年
20、代开始应用于其它工业。始应用于其它工业。第26页/共88页第27页/共88页第28页/共88页第29页/共88页电除尘器烟道气烟道气烟道气烟道气收集的粉尘收集的粉尘风板的距离风板的距离清洁气体清洁气体第30页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术一、电除尘器的分类一、电除尘器的分类 第31页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第32页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静
21、电除尘技术静电除尘技术第33页/共88页二、电除尘器的工作原理 第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术管管式式电电除除尘尘器器第34页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术板板极极式式电电除除尘尘器器第35页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术 含尘气体通过电除尘器时粉尘被捕集的过程如图含尘气体通过电除尘器时粉尘被捕集的过程如图53所示，首先是电极间产生不均匀
22、电场，气体被电离，接着所示，首先是电极间产生不均匀电场，气体被电离，接着粉尘荷电，在电场力作用下到达集尘极，最后通过清灰装粉尘荷电，在电场力作用下到达集尘极，最后通过清灰装置粉尘振落至灰斗。置粉尘振落至灰斗。第36页/共88页第37页/共88页 电晕放电 粉尘荷电 粉尘运动 （气体电离）放电金属线电晕极电晕极 含负离子区含负离子区区区 电晕区电晕区 金属管金属管集尘极集尘极 三步曲第38页/共88页第39页/共88页电子雪崩电子雪崩过程过程远离金属丝，远离金属丝，电场强度降电场强度降低，气体离低，气体离子化过程结子化过程结束，电子被束，电子被气体分子捕气体分子捕获获气体离子化气体离子化区域电晕
23、区域电晕区区自由电子和自由电子和气体负离子气体负离子是粒子荷电是粒子荷电的电荷来源的电荷来源第40页/共88页)/ln()(abrVrE6c310(0.03/)Emar-距电晕线中心的距离a-电晕线半径b-管式电除尘器的半径V-施加于电晕线与集电极之间的电压2.起始电晕电压起始电晕电压 第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第41页/共88页 n电晕区范围逐渐扩大致使极电晕区范围逐渐扩大致使极间空气全部电离间空气全部电离-电场击穿；电场击穿；相应的电压相应的电压-击穿电压击穿电压n在相同电压下通常负电晕电在相同电压下通常负
24、电晕电极产生较高的电晕电流，且极产生较高的电晕电流，且击穿电压也高得多击穿电压也高得多 n工业气体净化倾向于采用稳工业气体净化倾向于采用稳定性强，操作电压和电流高定性强，操作电压和电流高的负电晕极；的负电晕极；n空气调节系统采用正电晕极，空气调节系统采用正电晕极，好处在于其产生臭氧和氮氧好处在于其产生臭氧和氮氧化物的量低化物的量低第42页/共88页第43页/共88页l对于对于d0.50.5 m m的微粒，以电场荷电为主的微粒，以电场荷电为主l对于对于d0.150.15 m m的微粒，以扩散荷电为主的微粒，以扩散荷电为主l对于粒径介于对于粒径介于0.150.150.5 m m之间的粒子，则需要同
25、之间的粒子，则需要同时考虑这两种过程。时考虑这两种过程。第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第44页/共88页（1）荷电量的计算荷电量的计算将一个不带电荷的粒子置于正电晕电场中，由于气体将一个不带电荷的粒子置于正电晕电场中，由于气体离子碰撞而导致粒子荷电，随着粒子上累计荷电的增离子碰撞而导致粒子荷电，随着粒子上累计荷电的增加，这些电场产生的电场也越来越强，最后导致再也加，这些电场产生的电场也越来越强，最后导致再也没有气体离子能够到达粒子表面，此时粒子上电荷已没有气体离子能够到达粒子表面，此时粒子上电荷已达到饱和。达到饱和
26、。第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第45页/共88页（2）影响电场荷电的因素影响电场荷电的因素 粒径粒径dp和介电常数和介电常数；电场强度电场强度E0和离子密度和离子密度N0 n 一般粒子的荷电时间仅为一般粒子的荷电时间仅为0.1s0.1s，相当于气流在除尘，相当于气流在除尘器内流动器内流动101020cm20cm所需要的时间，一般可以认为粒子进所需要的时间，一般可以认为粒子进入除尘器后立刻达到了饱和电荷入除尘器后立刻达到了饱和电荷200p3()2qE d00E真真空空介介电电常常数数，等等于于8 8.8 85 51
27、 10 0-1 12 2一一电电场场强强度度，V/m一一粒粒子子相相对对介介电电常常数数200p3()2qE d00E真真空空介介电电常常数数，等等于于8 8.8 85 51 10 0-1 12 2一一电电场场强强度度，V/m一一粒粒子子相相对对介介电电常常数数00E真真空空介介电电常常数数，等等于于8 8.8 85 51 10 0-1 12 2一一电电场场强强度度，V/m一一粒粒子子相相对对介介电电常常数数第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第46页/共88页能、粒子大小和荷电时间能、粒子大小和荷电时间扩散荷电理论方程
28、扩散荷电理论方程n n 为扩为扩散荷电量散荷电量k一一玻玻尔尔兹兹曼曼常常数数，1.381023J/KT一一气气体体温温度度，KN0离离子子密密度度，个个/m3e电电子子电电量量，e1.6106C一一气气体体离离子子的的平平均均热热运运动动速速度度，m/s20pp0202ln(1)8kTde ud N tnekTuk一一玻玻尔尔兹兹曼曼常常数数，1.381023J/KT一一气气体体温温度度，KN0离离子子密密度度，个个/m3e电电子子电电量量，e1.6106C一一气气体体离离子子的的平平均均热热运运动动速速度度，m/s20pp0202ln(1)8kTde ud N tnekTu第十章第十章第十
29、章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第47页/共88页根据根据RobinsonRobinson的研究，简单地将电场荷电和扩散荷电的电的研究，简单地将电场荷电和扩散荷电的电荷相加，可近似地表示两种过程综合作用时的荷电量，荷相加，可近似地表示两种过程综合作用时的荷电量，与实验值基本一致与实验值基本一致第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第48页/共88页126242spp53 8.85 103 101.79 105 2 qdd6122319 215pp19 21223
30、10pp2 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 eddtdu第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第49页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第50页/共88页生生，使，使尘粒不能获得足够的电荷。尘粒不能获得足够的电荷。因此
31、，电除尘器的除尘效率显著因此，电除尘器的除尘效率显著降低，颗粒直径在降低，颗粒直径在1um1um左右的数左右的数量最多，这种现象越严重。量最多，这种现象越严重。（3）当含尘量大到某一数值时，当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，尘粒在电场中根电晕现象消失，尘粒在电场中根本得不到电荷，电晕电流几乎减本得不到电荷，电晕电流几乎减小到零，失去除尘作用，即小到零，失去除尘作用，即电晕电晕闭塞闭塞。第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第51页/共88页大小由其获得的荷电量来决定。大小由其获得的荷电量来决定。第十章第十章第十章第十章
32、第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第52页/共88页pppppppd3ddd3ln(3)3mqEdtmtqEdmdqEtCdp3()()pp e3则dtCmdqEp3()pe dCmqEp3()pp(1)cm/s3dtmqEed第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电力介质阻力为驱进速度u为气体介质的动力粘度第53页/共88页43ppp24 2p11818 1.8 103/3/()3240610 101（）dmdddp3()edtmpp/(3)qEd第十章第十章第十章第
33、十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第54页/共88页第55页/共88页最终得最终得a为流动方向上每单位长度集尘极板面积为流动方向上每单位长度集尘极板面积d(d)(d)dd iiinaxtF xdd iiiaxFu2121ddln iiCiCiiiaxFuAQ2111 exp()iiiiAQ F为流动方向上电除尘器的截面积为流动方向上电除尘器的截面积A为集尘极板面积为集尘极板面积Q为处理量为处理量 Q=Fu第56页/共88页难以捕集。修正的徳意希方难以捕集。修正的徳意希方程程有效驱进速度：实际中常常有效驱进速度：实际中常常根据在一定的除尘器
34、结构型根据在一定的除尘器结构型式和运行条件下测得的总捕式和运行条件下测得的总捕集效率值，代入德意希方程集效率值，代入德意希方程式中反算出的相应驱进速度式中反算出的相应驱进速度值，以值，以e e表示表示e=0.22m/sK指数，一般取0.5kQwA)/exp(1第57页/共88页由机械撞击或电磁振打产生的由机械撞击或电磁振打产生的振动力清灰。振动力清灰。现代的电除尘器大都采用电磁现代的电除尘器大都采用电磁振打或锤式振打清灰。振打系振打或锤式振打清灰。振打系统要求既能产生高强度的振打统要求既能产生高强度的振打力，又能调节振打强度和频率。力，又能调节振打强度和频率。常用的振打器有电磁型和挠臂常用的振
35、打器有电磁型和挠臂锤型。锤型。第58页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术 除尘效率除尘效率：电除尘器的除尘效率定义为捕集下来的粉尘电除尘器的除尘效率定义为捕集下来的粉尘量与进入除尘器烟气中含尘量之比率。一般地说，量与进入除尘器烟气中含尘量之比率。一般地说，影响除尘效率的主要因素有电源电压、供电方式、影响除尘效率的主要因素有电源电压、供电方式、烟气流速、粉尘浓度和粒度、比电阻、电场长度及烟气流速、粉尘浓度和粒度、比电阻、电场长度及电极的构造等。电极的构造等。第59页/共88页 除尘器有很多种类，但是不论哪种类型
36、的电除尘器有很多种类，但是不论哪种类型的电除尘器。都必须有供电和除尘两大部分。供电部除尘器。都必须有供电和除尘两大部分。供电部分是变压整流装置。除尘部分有气流导向均布装分是变压整流装置。除尘部分有气流导向均布装置、电晕极、沉淀极和清灰装置等。置、电晕极、沉淀极和清灰装置等。第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第60页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术板卧式电除尘器的组成示意图板卧式电除尘器的组成示意图第61页/共88页第十章第十章第十章
37、第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术 一、电除尘器的内部构造 1沉淀极沉淀极 电除尘器内部主要有沉淀极和电晕极。在管式电除尘电除尘器内部主要有沉淀极和电晕极。在管式电除尘器中，沉淀极是圆筒形，如处理烟气量较大，则是多个圆器中，沉淀极是圆筒形，如处理烟气量较大，则是多个圆筒并联起来。在板式电除尘器中，沉淀极在每个场中成排筒并联起来。在板式电除尘器中，沉淀极在每个场中成排地顺气流排列，上端悬吊在横梁上。沉淀极每排按一定距地顺气流排列，上端悬吊在横梁上。沉淀极每排按一定距离装好之后，用扁钢固定。极板制作成各种形状以利于集离装好之后，用扁钢固定。
38、极板制作成各种形状以利于集尘，如尘，如c形、形、z形、波浪形等。形、波浪形等。沉淀极的结构形式的基本要求沉淀极的结构形式的基本要求：(1)有利于粉尘在板面上沉积，又能顺利落入灰斗减有利于粉尘在板面上沉积，又能顺利落入灰斗减少二次扬尘；少二次扬尘；(2)有利于极板的振打清灰，使振打加速度均匀地传有利于极板的振打清灰，使振打加速度均匀地传送到整个板面，提高清灰效果；送到整个板面，提高清灰效果；(3)形状简单，制造容易便于安装；形状简单，制造容易便于安装；(4)刚度好，不易变形；刚度好，不易变形；(5)电气性能好。电气性能好。第62页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除
39、尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术 2电晕极电晕极 电晕极是电除尘器中使气体产生电晕放电的电极，由电晕极是电除尘器中使气体产生电晕放电的电极，由电晕线、电晕框架、悬吊杆和支撑绝缘套管等组成。电晕线、电晕框架、悬吊杆和支撑绝缘套管等组成。对电晕线的一般要求是：对电晕线的一般要求是：(1)起晕电压低，放电强度高，起晕电压低，放电强度高，电晕电流大；电晕电流大；(2)机械强度高，能维持推确的极距；机械强度高，能维持推确的极距；(3)易清易清灰，耐腐蚀。灰，耐腐蚀。电晕线的形式很多，常见的有光圆线、星形线、螺旋电晕线的形式很多，常见的有光圆线、星形线、螺旋线及芒刺线等如图线及芒刺线
40、等如图58所示。所示。第63页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术各种电晕线的特点：各种电晕线的特点：光圆线光圆线的放电强度随直径变化，即直径愈小，的放电强度随直径变化，即直径愈小，起晕电压愈低，放电强度愈高。起晕电压愈低，放电强度愈高。星形电晕线星形电晕线四面带有尖角，起晕电压低，放四面带有尖角，起晕电压低，放电强度高。比较耐用，且容易制作。电强度高。比较耐用，且容易制作。芒刺型电晕线芒刺型电晕线的形式有多种，如芒刺角钢，的形式有多种，如芒刺角钢，锯齿形等。芒刺形电晕线以尖端放电代替沿极线锯齿形等。芒刺形电晕
41、线以尖端放电代替沿极线全长上的放电，因而放电强度高，而起晕电压却全长上的放电，因而放电强度高，而起晕电压却比其他形式都低。由于芒刺线在尖端的伸出方向，比其他形式都低。由于芒刺线在尖端的伸出方向，增强了电风，能减弱粉尘浓度大时出现的电晕封增强了电风，能减弱粉尘浓度大时出现的电晕封闭现象闭现象。因此芒刺形电晕线适于用在含尘浓度大。因此芒刺形电晕线适于用在含尘浓度大的场合。的场合。第64页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第65页/共88页为使电除尘器能在高压下工作，为使电除尘器能在高压下工作，避免过大的火花损失，
42、高压电避免过大的火花损失，高压电源不能太大，必须分组供电。源不能太大，必须分组供电。增加供电机组的数目，减少每增加供电机组的数目，减少每个机组供电的电晕线数，能改个机组供电的电晕线数，能改善电除尘器性能，但投资增加。善电除尘器性能，但投资增加。必须考虑效率和投资两方面因必须考虑效率和投资两方面因素。素。第66页/共88页30-50mm，分布板层数为，分布板层数为2-3层。层。开孔率需要通过试验确定。开孔率需要通过试验确定。n 对气流分布的具体要求是对气流分布的具体要求是任何一点的流速不得超过该断面平均流速的任何一点的流速不得超过该断面平均流速的 40%40%在任何一个测定断面上，在任何一个测定
43、断面上，85%以上测点的流速与平以上测点的流速与平均流速不得相差均流速不得相差 25%。第67页/共88页 影响电除尘器的性能有很多因素，可大影响电除尘器的性能有很多因素，可大致归纳为致归纳为3个方面：个方面：烟尘性质烟尘性质、设备状况设备状况和和操操作条件作条件。这些因素之间的相互联系如图。这些因素之间的相互联系如图5-22所所示。示。由图可知，各种因素的影响直接关系到由图可知，各种因素的影响直接关系到电电晕电流、粉尘比电阻、除尘器内的粉尘收集和晕电流、粉尘比电阻、除尘器内的粉尘收集和二次飞扬这二次飞扬这3个环节个环节。而最后结果表现为除尘。而最后结果表现为除尘效率的高低。效率的高低。第十章
44、第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第68页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术第69页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术1烟尘性质的影响烟尘性质的影响 (1)粉尘的比电阻粉尘的比电阻。适用于电除尘器的比电阻为。适用于电除尘器的比电阻为1041011cm。粉尘比电阻与除尘效率的关系如图粉尘比电阻与除尘效率的关系如图523所示。所示。第70页/共88页即因静电感
45、应获得与集尘极同性的正电荷，被集尘极排斥到气流中。形成在集尘电极上跳跃的现象，形成在集尘电极上跳跃的现象，最后可能被气流带出电除尘器。最后可能被气流带出电除尘器。用电除尘器处理各种金属粉尘和石墨粉尘、炭黑粉尘都可以看到这一现象。解决途径解决途径：采取在电除尘气后面串联旋风除尘器的办法来解决。第71页/共88页比电阻过高当灰尘的比电阻超过当灰尘的比电阻超过1010cm，电除尘器的性能就随着比，电除尘器的性能就随着比电阻的增加而下降。电阻的增加而下降。主要是由于比电阻过高的颗粒，既不容易荷电，也不容易放电，到达集尘极的颗粒释放电荷很慢，并残留着部分电荷。这不但会排斥随后而至的同性电荷的颗粒，影响其
46、沉降；而且随着颗粒层变厚，会在颗粒层表面和极板之间造成一个很大的电压降，以致引起颗粒层空隙中的气体电离，发生电晕放电（反电晕现象反电晕现象）。反电晕放电的结果使集尘极附近的空间产生大量正离子，部分或全部中和颗粒所带的负电荷，使电除尘器的效率降低。第72页/共88页够的导电性。够的导电性。向烟气中喷水，同时增加烟气湿度向烟气中喷水，同时增加烟气湿度和降低温度和降低温度发展新型电除尘器发展新型电除尘器第73页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术 (2)烟气湿度烟气湿度。烟气湿度能改变粉尘的比电阻，在同。烟气湿度能改
47、变粉尘的比电阻，在同样温度条件下，烟气中所含水分越大，其比电阻越小。粉样温度条件下，烟气中所含水分越大，其比电阻越小。粉尘颗粒吸附了水分子，粉尘层的导电性增大。由于尘颗粒吸附了水分子，粉尘层的导电性增大。由于湿度增湿度增大，击穿电压上升大，击穿电压上升，击穿电压与空气含湿量的关系如图，击穿电压与空气含湿量的关系如图524所示。所示。可以看出，随着空可以看出，随着空气中含湿量的上升，气中含湿量的上升，电场击穿电压相应提电场击穿电压相应提高，火花放电较难出高，火花放电较难出现。这种作用对电除现。这种作用对电除尘器来说，是有实用尘器来说，是有实用价值的，它可使除尘价值的，它可使除尘器能够在提高电压的
48、器能够在提高电压的条件下稳定地运行。条件下稳定地运行。电场强度的增高会使电场强度的增高会使除尘效果显著改善。除尘效果显著改善。第74页/共88页第十章第十章第十章第十章第十章第十章 静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术静电除尘技术 (3)烟气温度烟气温度。气体温度也能改变粉尘的比电阻。而。气体温度也能改变粉尘的比电阻。而改变的方向却有几种可能：改变的方向却有几种可能：在低温区段，表面比电阻在低温区段，表面比电阻随温度上升而增加；到达一定温度值之后，体积比电阻随温度上升而增加；到达一定温度值之后，体积比电阻则相反，随着温度上升而下降。在这两个温度交接处有则相反，随着温度上
49、升而下降。在这两个温度交接处有一段过渡区：表面和体积比电阻的共同作用区。一段过渡区：表面和体积比电阻的共同作用区。总的来看，总的来看，气体温度高对电除尘器的影响是负面的气体温度高对电除尘器的影响是负面的。如果有可能，还是在较低温度条件下运行较好。如果有可能，还是在较低温度条件下运行较好。(4)烟气成分烟气成分。烟气成分。烟气成分对负电晕放电特性影响很大对负电晕放电特性影响很大，烟气成分不同，在电晕放电中电荷载体的有效迁移也不同；烟气成分不同，在电晕放电中电荷载体的有效迁移也不同；在电场中，电子与中性气体分子相撞而形成负离子的概率在电场中，电子与中性气体分子相撞而形成负离子的概率在很大程度上取决
50、于烟气成分。据统计，其差别是很大的。在很大程度上取决于烟气成分。据统计，其差别是很大的。(5)烟气压力烟气压力。有经验公式表明，当其他条件确定以。有经验公式表明，当其他条件确定以后，起晕电压随烟气密度而变化，烟气的温度和压力是影后，起晕电压随烟气密度而变化，烟气的温度和压力是影响烟气密度的主要因素。烟气密度对除尘器的放电特性和响烟气密度的主要因素。烟气密度对除尘器的放电特性和除尘性能都有一定影响。如果只考虑烟气压力的影响，则除尘性能都有一定影响。如果只考虑烟气压力的影响，则放电电压与气体压力保持一次性放电电压与气体压力保持一次性(正比正比)关系关系。第75页/共88页第十章第十章第十章第十章第
