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湿电除尘器的应用
2020/5/12 阅读次数:[101]

湿电除尘器方案

1. 湿式电除尘器的工作原理

湿式静电除尘器的主要工作原理:将水雾喷向放电极和电晕区,水雾在芒刺电极形成的强大的电晕场内荷电后分裂进一步雾化,电场力、荷电水雾的碰撞拦截、吸附凝并,共同对粉尘粒子起捕集作用,最终粉尘粒子在电场力的驱动下到达集尘极而被捕集。水在集尘极上形成连续的水膜,将捕获的粉尘冲刷到灰斗中随水排出。原理图如下
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1.1 湿式电除尘器工作原理

静电除尘器的除尘过程可分为四个阶段:气体的电离;粉尘获得离子而荷电;荷电粉尘向电极移动;将电极上的粉尘清除。
只是湿式静电除尘脱除的对象由粉尘和雾滴,但是由于雾滴与粉尘的物理特性存在差别,其工作原理也有所差异。从原理上来讲,首先由于水滴的存在对电极放电产生了影响,要形成发射离子,金属电极中的自由电子必须获得足够的能量,才能克服电离能而越过表面势垒成为发射电子。让电极表面带水是降低表面势垒的一种有效措施。水覆盖金属表面后,将原来的“金属一空气”界面分割成“金属一水”界面和“水一空气”界面,后两种界面的势垒比前一种界面的势垒低很多。这样,金属表面带水后,将原来的高势垒分解为两种低势垒,大大削弱表面势垒对自由电子的阻碍作用,使电子易于发射。另外,水中的多种杂质离子在电场作用下,也易越过表面势垒而成为发射离子。这些都改变了电极放电效果,使之能在低电压下发生电晕放电。其次由于水滴的存在,水的电阻相对较小,水滴与粉尘结合后,使得高比电的粉尘比电阻下降,因此湿式静电除尘的工作状态会更加稳定;另外由于湿式静电除尘器采用水流冲洗,没有振打装置,所以不会产生二次扬尘。7
放电极结构和电晕场荷电示意图

1.2 影响湿式静电除尘器除尘效率的主要因素

静电电压值、水量、粉尘浓度三因素对湿式静电除尘效率的效应都为正,即除尘效率随着电压的升高、水量的增大、粉尘浓度的加大而上升。其中电压对除尘效率的影响最为显著,其次是水量,粉尘浓度的影响最小。静电和水雾相结合可显著地提高了除尘效率【7】。

1.3 湿式静电除尘中水的作用

湿式静电除尘器中的水主要以雾化的水滴存在,根据国内研究水雾对湿式电除尘的除尘效率的提高有一系列的影响,主要机理:
l 水雾可以保持放电极清洁,使电晕一直旺盛;雾粒击打在集尘极上形成薄而均匀的水膜,它可以阻止低比电阻粉尘的“二次飞扬”对高比电阻粉尘起到调质作用而防止了“反电晕”现象的发生;对粘滞性强的粉尘又可防止粘挂电极;它还适合于收集那些易燃、易爆的粉尘。
l 水雾直接喷向放电极和电晕区,放电极还兼起雾化器的作用,采用同一电源可实现电晕放电、水的雾化、水雾和粉尘粒子荷电,实现了静电和水雾的有机结合。
l 水雾直接喷向放电极,荷电量高,这种高荷质比水雾在电场中的碰撞拦截、吸附凝并作用可大大提高除尘效率。
l 水雾击打到集尘极上形成水流流下,使集尘极始终保持清洁,省去了振打装置,同时避免了干式除尘由于振打清灰带来的一系列问题。
l 将水雾喷向放电极和电晕区使水雾进一步雾化的方法,静电并不和喷雾装置直接接触,所以几乎不存在绝缘问题。这种方法完全有别于“电晕放电使水雾化”的除尘技术,后者由于水与电直接接触,绝缘几乎不可能,实际上很难实现工业应用。
l 芒刺电极能产生很强的静电场,、同时具有很好的电晕放电能力,静电和水雾协同作用,具有很高的除尘效率。

1.4 湿式静电除尘器与干式静电除尘器比较

干式静电除尘器与湿式静电除尘器比较表【8】
项目
单位
干式静电除尘
湿式静电除尘
粉尘收集机理
粉尘收集机理
电晕放电库仑力
电晕放电库仑力
电极上粉尘清除方法
机械振打
冲洗
粉尘处理
干输灰或水冲灰
水冲灰
应用条件
烟气低于饱和温度
不适用
适用
烟气高于饱和温度
适用
不适用
粉尘比电阻
Ω·cm
104~1012
不受限制
出口粉尘浓度的极限
mg/Nm3
5~20
实际低于1.0
SO2浓度的极限
mg/L
无限制
100~200
其它方面
集尘面积
m2
小(占干式的1/2~1/3)
转动部件
密封性能
较好
水处理设备
不需要
需要
寿命
一般
较长
除去污染物
PM2.5粉尘
作用有限
适用
SO3微液滴
不适用
适用
汞及氧化物
不适用
适用

2. 湿式电除尘器的分类和结构特点

近100年湿式静电除尘器为冶金工业和其他行业作为一种控制烟气中硫酸、颗粒有效手段广泛应用。目前全世界范围内投入运行的湿式静电除尘器超过1000 个装置。
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