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    静电除尘器基础知识


    (一)静电除尘器除尘原理
    静电除尘器是利用静电力将气体中粉尘分离的一种除尘装置。除尘器由本体及直流高压电源两部分组成。本体中排列有数量众多的、保持一定间距的集尘极(又称极板)与电晕极(又称极线)。接通高压直流电源,高压直流电在两极间造成一个足以使气体电离的电场,当含尘气体通过两集尘极间非均匀电场时,在放电极周围强电场作用下,气体首先被电离产生了大量的阴阳离子,并使粉尘粒子荷电,荷电后的粉尘粒子在电场力的作用下推向集尘极,从而达到除尘目的。除尘器设有清灰装置,用以清除电极上沉积的粉尘;还设有气流均布装置、存输灰装置等。
    向除尘器内送入含尘气体并供电后实现下列除尘过程:
    1、气体电离:
    供电达到足够高压时电晕极周围小范围内(半径仅为数毫米的电晕内区)在高电场强度的作用下,使气体电离,产生大量自由电子及正离子。在离电晕极较远的区域(电晕外区)电子附着在气体分子上形成大量负离子(负离子数目可达107~108个/cm3)。正、负离子及电子各向其异极性方向运动形成了电流,该现象称为“电晕放电”。当电晕极上施加负高压时称负电晕放电,施加正高压时称正电晕放电。
    2、粉尘荷电
    当含尘气体通过存在大量离子及电子的空间时,离子及电子会附着粉尘上,附着负离子和电子的粉尘荷负电,附着正离子的粉尘荷正电。显然在电极间大部分粉尘荷负电。
    3、收尘
    在电场作用下,荷电粉尘分别向极板和极线运动,在负电晕电场中,大量荷负电粉尘移向接地的集尘极(正极)。粉尘向极板方向移动的速度称“驱进速度”。
    4、清灰
    粉尘按其荷电极性分别附着在极板(大量的)和极线(少量的)上,通过清灰使其落入灰斗,排出除尘器。

    (二)电除尘器分类及其特点
    电除尘器有多种型式,根据目前国内的设备可概略地分成如下类型:
    1、根据电除尘器的清灰方法,可分为干式和湿式。
    干式除尘器是采用机械振动或其他的振打方法使收尘极上的粉尘落入灰斗,这种干法回收的粉尘,便于返回生产流程或综合利用,处理比较简单。
    湿式电除器通常是采用水来清除集尘极上的粉尘,这种回收方法可以避免二次扬尘,使电除尘器容易获得较高的除尘效率。但由于泥浆处理困难,物料重新利用比较麻烦,因此在一般情况下湿式电除器只是在含尘浓度较低而除尘效率要求较高的情况下使用。

    2、根据电除尘器内气体的流动方向可分为:

    (1)立式电除尘器
    在立式电除器内,气体通常由下而上通过电场,从顶部直接排放大气。由于立式电除尘器是向高度方向发展因而有占地面积少的优点。但由于气流与粉尘沉降方向相反,且难形成多电场,检修不方便,因此,该除尘器适用于气体流量较小,除尘效率要求不高,安装场地狭窄的地方。
    (2)卧式电除尘器
    在卧式电除器中气体沿水平方向通过电场。从结构和供电方面的要求通常每隔4米左右分隔成单独的电场,一般的卧式电除尘器采用2~3个电场。因为长度沿水平方向发展,占地面积较大。但卧式电除尘器在检修方面比立式方便,而且在同等的条件下收尘效果也比立式要好。
    3、根据收尘极的形式可分为:
    (1)管式电除尘器
    集尘极由圆形或六角形管组成,施加高压电后管内场强均匀,有利于集尘,但只能立式安装,只适用于清灰及小气体量净化。
     (2)板式电除尘器
    在多列平行的金属板通道中设置电晕极,通道数可以由几十个至上百个,电极可加工成多种形状及不同尺寸,因此,在除尘工程中广泛采用。
    4、根据电离区及收尘区的布置形式,可分为双区电除尘器和单区电除尘器。
    在双区电除尘器中粉尘首先在电离区进行荷电,然后再进入收尘区。双区电除尘器的收尘极容尘量较小,极间距小,排列紧凑,在同样外形体积下,收尘极的面积较大,可用于清除气体的油雾和送风空气的净化。
    在单区电除尘器中,粉尘的荷电与分离都在同一个区内进行,在工业除尘系统中所使用的电除尘器基本上全是单区电除尘器。
    5、根据电除尘原理的应用场合不同可分:
    近年来电除尘原理除应用于前列各种单一设备外并应用于某些新的场所,取得良好应用效果并显示出尚有发展余地,这些场合有:
    (1)静电复合式电除尘器
    即在其他除尘器中加入静电的机理,提高其除尘性能,目前已有静电强化旋风除尘器,静电强化袋式除尘器,静电强化湿式除尘器,静电强化颗粒层除尘器等。一般电强化措施配置适当,均可以提高对微细尘粒捕集效率。
    (2)静电尘源抑制技术
    这是简易式电除尘技术的一种,使尘源点处于高压电场中,抑制粉尘飞扬。这一技术简单、占地面积少、能耗低,可省去管道、风机等装备。由于这项技术多用于敞开的尘源点,如皮带通廊、敞口料仓、振动筛、局部操作工序,故又称为敞开式电除尘器。
    (三)电除尘器的应用范围
    由于电除尘器有许多独特的特点,所以各个工业部门几乎都是采用电除尘器作为净化含尘烟气的重要手段之一。电除尘器作为一种高效除尘器已经广泛应用于冶金、水泥、化工、建材、电厂等工业部门。
    冶金系统是电除尘器应用较广泛的一个部门。有色冶金中的铜冶炼、锌冶炼等工艺过程长久以来采用电除尘器收到良好效果。在黑色冶金中,采用最早的是高炉煤气净化,大多是采用湿式的,效率较高。近年来在烧结厂机尾已经大量采用电除尘器,在选矿、耐火、炼钢等厂也有采用。
    水泥工厂从原料开采、破碎、粉磨、烘干、煅烧到成品出厂,每生产1t水泥大约要处理2.8t以上的物料,在加工物料的各个生产环节中都要产生大量的粉尘。水泥厂的废气还有流量大、温度高和含尘浓度大等特点,采用常用的旋风收尘器和袋式收尘器都很难达到预期的效果。水泥厂的粉尘遇容易凝结,也不能采用水收尘。通过长期的生产实践,认识到电除尘器的性能比较能适应水泥厂废气的特点。所以国外水泥厂的主要源尘点,如回转窑、烘干机、熟料冷却机和各种粉磨机等多采用电除尘器进行处理废气。
    电除尘器在化学工业的硫酸生产中,作为必要的工艺装备设在沸腾炉和余热锅炉之后,对沸腾炉烟气进行净化处理,成为联接前后工序的一个关键环节。电除尘器的工作性能直接影响硫酸生产作业的正常运行及成品质量。
    采用电除尘器来治理发电厂的烟尘,在国外已相当普遍,特别是大型发电厂更是如此。我国的热电厂历来以燃煤为主,今后长时间内仍将如此。以往我国热电厂飞灰的治理,多采用水收尘,近几年来新建的大型发电厂陆续采用电除尘器。电除尘在发电厂的另一应用是输煤系统的除尘。