高压静电除尘器除尘器工作原理 高压静电除尘器除尘的工作原理图

- 2019-05-16-

高压静电除尘器装置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器上,将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。

高压静电除尘器装置是一种烟气净化设备,它的工作原理是:烟气中灰尘尘粒通过高压静电场时,与电极间的正负离子和电子发生碰撞而荷电(或在离子扩散运动中荷电),带上电子和离子的尘粒在电场力的作用下向异性电极运动并积附在异性电极上,通过振打等方式使电极上的灰尘落入收集灰斗中,使通过电除尘装置的烟气得到净化,达到保护大气,保护环境的目的。

工作原理

在直流电压为2s~120kV时,极间气体发生电晕放电而产生阴离子和阳离子。在电场作用下,阴离子向阳桩(即除尘电报)运动,阳离子向阴极(即放电电极)运动。由于电压高,不仅迁移率较大的阴离子能与中性分子发生碰撞电离,而且迁移率较小的阳离子也能与中性分子发生碰撞电离。因此在电场中连续不断地生成大量新离子。当含尘气流进入电场后,粉尘与离子碰撞而粘附带电,成为荷电尘粒。在电场作用下,荷正电尘粒向阴极运动并沉积其上;荷负电尘粒向阳极运动并沉积其上。在通常负电晕(即电晕放电为电源的阴极)的情况下,有少量带正电尘粒沉积在阴极上,而大量带负电的尘粒沉积在阳极上,于是气体得以净化。

高压静电除尘器设备采用采用荷电电场和分离电场合一的方法,通俗讲:用强电场使灰尘颗粒带电,在其通过除尘电极时,带正/负电荷的微粒分别被负/正电极板吸附,即达到除尘目的.电场作用下,空气中的自由离子向两极移动,电压越高电场越强。所以静电除尘设备也叫高压静电除尘设备。由于离子的运动,极间形成了电流。开始时,空气中的自由离子少,电流较少。电压升高到一定数值后,放电极附近的离子获得了较高的能量和速度,它们撞击空气中的中性原子时,中性原子会分解成正、负离子,这种现象称为空气电离。空气电离后,由于联锁反应,在极间运动的离子数大大增加,表现为极间的电流(称之为电晕电流)急剧增加,空气成了导体。放电极周围的空气全部电离后,在放电极周围可以看见一圈淡蓝色的光环,这个光环称为电晕。因此,这个放电的导线被称为电晕极。在离电晕极较远的地方,电场强度小,离子的运动速度也较小,那里的空气还没有被电离。如果进一步提高电压,空气电离(电晕)的范围逐渐扩大,最后极间空气全部电离,这种现象称为电场击穿。电场击穿时,发生火花放电,电话短路,电除尘器停止工作。为了保证电除尘器的正常运动,电晕的范围不宜过大,一般应局限于电晕极附近。

高压静电除尘器的结构

高压静电除尘器主要有两种结构:管式电除尘器,其结构如图13-51所示;板式电除尘器,其结构如图13-52所示。它们由外壳、气流分布装置、阳极板、阴极和清灰装置等组成。一般来说,外壳为钢结构,要求密封严宴和适当保温。气流分布装置设在人口处,使气流以均匀的速度通过整个电场,保证除尘效率。阴极线又称为电晕电极或称放电电极,用来电晕放电,应具有良好的放电性能,且容易清灰,在振动下不变形、不断线、不产生过大的热应力等。

电除尘装置的主体结构是钢结构,全部由型钢焊接而成,外表面覆盖蒙皮(薄钢板)和保温材料,为了设计制造和安装的方便。结构设计采用分层形式,每片由框架式的若干根主梁组成,片与片之间由大梁连接。为了安装蒙皮和保温层需要,主梁之间加焊次梁,对于如此庞大结构,如何均按实物连接,其工作量与单元数将十分庞大。按工程实际设计要求和电除尘装置主体结构设计,主要考察结构强度、结构稳定性及悬挂阴极板主梁的最大位移量。对于局部区域主要考察阴极板与主梁连接处在长期承受周期性打击下的疲劳损伤;阴极板上烟尘脱落的最佳频率选择;电除尘装置风载作用下结构表面蒙皮(薄板)与主、次梁连接以及它们之间刚度的最佳选择等等。

高压静电除尘器的特点

高压静电除尘器的优点是:除尘效率高。电除尘器的效率普遍达到99%以上,对微小粉尘(0.1μm以上)除尘效率也很高;压降低,电除尘器的压降一般不大于200Pa;能耗低,比耗电量约为(1~8)×10-2kW.h/m3;处理气量大;可处理高温含尘气体。一般处理的气体温度为350℃以上,最高可达500℃。

电除尘器的缺点是:应用范围受到粉尘的比电阻限制,比电阻太小不适用;钢材耗量较大;制造、安装和操作要求较高。

主要应用

应用于火电、水泥、冶金、化工等行业。

电除尘装置是火力发电厂必备的配套设备,它的功能是将燃灶或燃油锅炉排放烟气中的颗粒烟尘加以清除,从而大幅度降低排入大气层中的烟尘量,这是改善环境污染,提高空气质量的重要环保设备。由于火电厂一般机组功率较大,如60万千瓦机组,每小时燃煤量达180T左右,其烟尘量可想而知。因此对应的电除尘装置结构也较为庞大。一般火电厂使用的电除尘装置主体结构横截面尺寸约为25~40×10~15m,如果在加上6米的灰斗高度,以及烟质运输空间密度,整个电除尘装置高度均在35米以上,对于这样的庞大的钢结构主体,不仅需要考虑自主、烟尘荷载、风荷载,地震荷载作用下的静、动力分析。电除尘装置受热面的磨损及防止问题需要得到一定程度的关注。