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1、大型火力发电厂除尘除灰技术大型火力发电厂除尘除灰技术主讲：郭朝令第一部分 绪 论一、燃煤火力发电厂污染物一、燃煤火力发电厂污染物粉尘；SO2；NOx。危害l 可可吸吸入入颗颗粒粒物物：可吸入颗粒物被人吸入后，会累积在呼吸系统中，引发许多疾病。颗粒物的直径越小，进入呼吸道的部位越深。10微米直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道，5微米直径的可进入呼吸道的深部，2微米以下的可100%深入到细支气管和肺泡。粗颗粒物可侵害呼吸系统，诱发哮喘病。细颗粒物可能引发心脏病、肺病、呼吸道疾病，降低肺功能等。因此，对于老人、儿童和已患心肺病者等敏感人群，细颗粒物吸入的风险更大。另外，环境空气中的颗粒物还是降低能见度的
2、主要原因，并会损坏建筑物表面。几几 个个 概概 念念p总悬浮颗粒物（TSP）是指漂浮在空气中的固态和液态颗粒物的总称，其空气动力学当量直径范围约为0.1100微米。p PM10的含义：有些颗粒物因粒径大或颜色黑可以为肉眼所见，比如烟尘。有些则小到使用电子显微镜才可观察到。通常把空气动力学当量直径在10微米以下的颗粒物称为PM10，又称为可吸入颗粒物或飘尘。可吸入颗粒物或飘尘。p飘尘：能在大气中长期漂浮的悬浮物质称为飘尘。其粒径主要是小于10微米的微粒。由于飘尘粒径小，能被人直接吸入呼吸道造成危害；又由于它能在大气中长期漂浮，易将污染物带到很远的地方，导致污染范围扩大，同时在大气中还可为化学反应
3、提供反应床。国家环保总局1996年颁布修订的环境空气质量标准（GB30951996）中将飘尘改称为可吸入颗粒物，作为正式大气环境质量标准。SOSO2 2pSO2是一种无色具有强烈刺激性气味的气体，易溶解于人体的血液和其他黏性液。p大气中的SO2会导致多种疾病，如支气管炎、肺气肿、眼结膜炎症等同时还会使青少年的免疫力降低，抗病能力变弱。SO2在氧化剂、光的作用下，能生成硫酸盐气溶胶，硫酸盐气溶胶能使人致病，增加病人死亡率。p在高浓度的SO2的影响下，植物产生急性危害，叶片表面产生坏死斑，或直接使植物叶片枯萎脱落；在低浓度SO2的影响下，植物的生长机能受到影响，造成产量下降，品质变坏。p SO2对
4、金属，特别是对钢结构的腐蚀。每年给国民经济带来很大的损失。据估计，工业发达国家每年因为金属腐蚀而带来的直接经济损失占国民经济总产值的2%4%。p SO2对生态环境的影响：SO2形成的酸雨或酸雾对湖泊、地下水、建筑物、森林、古文物及人的衣物构成腐蚀。同时，长期的酸雨腐蚀还将对土壤和水质产生不可估量的影响。NOx 氮氧化物可刺激肺部，使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病，呼吸系统有问题的人士如哮喘病患者，会较易受二氧化氮影响。对儿童来说，氮氧化物可能会造成肺部发育受损。以一氧化氮和二氧化氮为主的氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因。汽车尾气中的氮氧化物与氮氢化合物经紫外线照射发生反应形成的有
5、毒烟雾，称为光化学烟雾。光化学烟雾具有特殊气味，刺激眼睛，伤害植物，并能使大气能见度降低。另外，氮氧化物与空气中的水反应生成的硝酸和亚硝酸是酸雨的成分。大气中的氮氧化物主要源于化石燃料的燃烧和植物体的焚烧，以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化。来源：煤等化石燃料燃烧的产物。煤的成分：工业分析固定碳；挥发分；水分；灰分。元素分析C；H；S（存在三种状态:有机硫；黄铁矿硫；硫酸盐硫）；N；O；A；M。二、火力发电厂锅炉污染物排放控制标准二、火力发电厂锅炉污染物排放控制标准烟尘最高允许排放浓度（单位：mg/m3）烟气黑度(林格曼黑度，级)时段第1 时段第2 时段第3 时段实施时间2005年1月
6、1日2010 年1 月1 日2005年1月1日2010 年1 月1 日2004 年1 月1 日2004 年1 月1 日燃煤锅炉300（1）600（2）200200（1）500（2）50100（3）200（4）50100（3）200（4）1.0二氧化硫最高允许排放浓度（单位：mg/m3）时段第1 时段第2 时段第3 时段实施时间2005年1月1日2010 年1 月1 日2005年1月1日2010 年1 月1 日2004 年1 月1 日燃煤锅炉及燃油锅炉2100（1）1200（1）21001200（1）4001200（1）50400800（3）1200（4）二氧化硫最高允许排放浓度（单位：mg/m
7、3）时段第1 时段第2 时段第3 时段实施时间2005年1月1日2005年1月1日2004 年1 月1 日燃煤锅炉Vdaf10%15001300110010%Vdaf20%1100650650Vdaf 20%450燃油锅炉650400200燃气轮机机组燃油150燃气80三、粉煤灰的基本性质三、粉煤灰的基本性质粉煤灰的形态特征 煤粉炉的粉煤灰是一种高度分散的微细颗粒集合体，按照粉煤灰颗粒形貌，可将粉煤灰颗粒分为三类：玻璃微珠；海绵状玻璃体；炭粒。若按比重可分出飘珠，轻珠和沉珠。粉煤灰的化学成分粉煤灰的化学成分 粉煤灰化学成分以SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2、MgO、K
8、2O、Na2O、SO3、MnO2等，此外还有P2O5未燃尽有机质(烧失量)。粉煤灰分类物理性质 粉煤灰物理性能包括容重、比重、曲度和比表面积等，这些性质对粉煤灰非常重要，是化学成分及矿物组成的宏观反映。我国多数粉煤灰的化学成分与粘土很相似，但其二氧化硅含量偏低，三氧化二铝含量偏高，随着锅炉燃烧技术的提高，粉煤灰中的烧失量将进一步降低。粉煤灰的细度随煤粉细度、燃烧条件和除尘方式不同而异。各电厂粉煤灰堆积密度差异较大，一般为7001000kgm3。四、粉煤灰的利用利用途径利用途径粉煤灰综合利用途径主要包括以下几个方面：粉煤灰用于生产建材（水泥、砖瓦、砌块、陶粒）；建筑工程（混凝土、砂浆）；筑路（路
9、堤、路面基层、路面）；回填（结构回填、建筑回填、填低洼地和荒地、充填矿井、煤矿塌陷区、建材厂取土坑、海涂等）；农业（改良土壤、生产复合肥料、造地）；从粉煤灰中回收原材料（漂珠、三氧化二铝、三氧化二铁、二氧化硅、碳粒等有用物质）。第二部分第二部分 静电除尘器静电除尘器一、静电除尘的特点电除尘的特点u静电除尘器是利用静电的作用直接施加在烟气中的尘粒上，使尘粒自烟气中分离出来而被捕集，中间过程无能量转换，故其耗电量很小，过程压降很低；u1907年第一台静电除尘器成功用于工业生产工艺除尘；u特点处理烟气量大，每小时可处理数百万立方米烟气；压降小，约100300Pa；耗电少，每处理1000m3/h气体耗
10、电约0.10.8kw.h；除尘效率高，可捕集0.1微米的细尘；转动及易损件较少，日常维护工作量小；除尘效率与粉尘特性有关。二、静电除尘器的工作原理二、静电除尘器的工作原理u工作原理：静工作原理：静电除尘器是利用强电场使气体电离，即产电除尘器是利用强电场使气体电离，即产生电晕放电，进而使粉尘荷电，并在电场力的作用下，生电晕放电，进而使粉尘荷电，并在电场力的作用下，将粉尘从气体中分离出来的除尘装置。将粉尘从气体中分离出来的除尘装置。u除尘的物理过程除尘的物理过程施加高电压，产生强电场使气体电离并产生电晕放电；施加高电压，产生强电场使气体电离并产生电晕放电；悬浮尘粒的荷电；悬浮尘粒的荷电；荷电尘粒在
11、电场力作用下向电极运动；荷电尘粒在电场力作用下向电极运动；荷电尘粒在电场中被捕集；荷电尘粒在电场中被捕集；振打清灰。振打清灰。u气体电离和电晕放电气体电离和电晕放电 要要利利用用静静电电使使粉粉尘尘分分离离须须具具备备两两个个条条件件，一一是是有有使使粉粉尘尘荷荷电电的的电电场场；二二是是存存在在使使荷荷 电电 粉粉 尘尘 颗颗 粒粒 分分 离离 的的 电电 场场。一一般般静静电电除除尘尘器器荷荷电电电电场场和和分分离离电电场场合合一一。放放电电极极接接高高压压直直流流电电源源的的负负极极，集集尘尘极极接接地地为为正正极极，集集尘尘极极可可以以采采用平板，也可以采用圆管。用平板，也可以采用圆管
12、。在在电电场场作作用用下下，烟烟气气中中的的自自由由离离子子要要向向两两极极移移动动，电电压压愈愈高高、电电场场强强度度愈愈高高，离离子子的的运运动动速速度度愈愈快快。由由于于离离子子的的运运动动，极极间间形形成成了了电电流流。开开始始时时，空空气气中中的的自自由由离离子子少少，电电流流较较小小。电电压压升升高高到到一一定定数数值值后后，放放电电极极附附近近的的离离子子获获得得了了较较高高的的能能量量和和速速度度，它它们们撞撞击击空空气气中中的的中中性性原原子子时时，中中性性原原子子会会分分解解成成正正、负负离离子子，这这种种现现象称为象称为气体电离气体电离。气体电离后，由于联气体电离后，由于
13、联锁反应，在极间运动的离锁反应，在极间运动的离子数大大增加，表现为极子数大大增加，表现为极间的电流（称间的电流（称电晕电流电晕电流）急剧增加，气体成了导体急剧增加，气体成了导体。放电极周围的气体全部。放电极周围的气体全部电离后，在放电极周围可电离后，在放电极周围可以看见一圈淡蓝色的光以看见一圈淡蓝色的光环，这个光环称为环，这个光环称为电晕电晕。放电的导线被称为放电的导线被称为电晕极电晕极。离离电电晕晕极极较较远远的的地地方方，电电场场强强度度小小，离离子子的的运运动动速速度度较较小小，那那里里的的气气体体还还没没有有被被电电离离。如如果果进进一一步步提提高高电电压压，气气体体电电离离（电电晕晕
14、）的的范范围围逐逐渐渐扩扩大大，最最后后极极间间气气体体全全部部电电离离，这这种种现现象象称称为为电电场场击击穿穿。电电场场击击穿穿时时，发发生生火火花花放放电电，电电源源短短路路，电电除除尘尘器器无无法法工工作作。为为了了保保证证电电除除尘尘器器的的正正常常运运行行，电电晕晕的的范范围围不不宜宜过过大大，一一般般应应局局限限于于 电电 晕晕 极极 附附 近近。若若电电场场内内各各点点的的电电场场强强度度不不相相等等，这这个个电电场场称称为为不不均均匀匀电电场场。电电场场内内各各点点的的电电场场强强度度均均相相等等的的电电场场称称为为均均匀匀电电场场。例例如如，用用两两块块平平板板组组成成的的
15、电电场场就就是是均均匀匀电电场场，在在均均匀匀电电场场内内，只只要要某某一一点点的的空空气气被被电电离离，极极间间空空气气便便 会会部部电电离离，电电除除尘尘器器发发生生击击穿穿。因因此此电电除除尘尘器器内内必必须须设设置置非均匀电场非均匀电场。几个术语几个术语l起始电晕电压：指开始发生电晕放电的电压。式中m放电线表面粗糙度系数，对于光滑表面m=1，实际的放电线表面较为粗糙，m=0.50.9；R1放电导线半径，m；R2集尘圆管的半径，m；相对空气密度。起晕电压可以通过调整放电极的几何尺寸来实现。电晕线越细，起晕电压越低。l击穿电压：电除尘器达到火花击穿的电压称为击穿击穿电压电压。击穿电压除与放
16、电极的形式有关外，还取决于正、负电极间的距离和放电极的极性。由由于于负负离离子子的的运运动动速速度度要要比比正正离离子子大大（质质量量较较小小），在在同同样样的的电电压压下下，负负电电晕晕能能产产生生较较高高的的电电晕晕电电流流，而而且且它它的的击击穿穿电电压压也也高高得得多多。因因此此，在在工工业业气气体体净净化化用用的的电电除除尘尘器器中中，通通常常采采用用稳稳定定性性强强、可可以以得得到到较较高高操操作作电电压压和和电电流的负电晕极。流的负电晕极。用用于于通通风风空空调调进进气气净净化化的的电电除除尘尘器器，一一般般采采用用正正电电晕晕极极。其其优优点点是是，产产生生的的臭臭氧氧和和氮氮
17、氧氧化化物物量量较较少少。l荷电尘粒的运动和捕集荷电尘粒的运动和捕集粉尘荷电后，在电场的作用下，带着不同极性电荷的粉尘荷电后，在电场的作用下，带着不同极性电荷的尘粒分别向极性相反的电极运动，沉积并被捕集。尘粒分别向极性相反的电极运动，沉积并被捕集。l电晕封闭电晕封闭电除尘器中电晕外区不仅有气体负离子形成的空间电电除尘器中电晕外区不仅有气体负离子形成的空间电荷，还有许多荷电的粉尘粒子，当电除尘器处理荷，还有许多荷电的粉尘粒子，当电除尘器处理含尘浓度含尘浓度高、粉尘粒度细高、粉尘粒度细的烟气时，电晕外区的空间电荷主要是负的烟气时，电晕外区的空间电荷主要是负粒子，其迁移速度比离子小的多，使电晕极附近
18、的场强削粒子，其迁移速度比离子小的多，使电晕极附近的场强削弱的厉害，当烟气的含尘浓度高到一定程度时，使电晕电弱的厉害，当烟气的含尘浓度高到一定程度时，使电晕电流大大降低，甚至趋于零。此现象称为流大大降低，甚至趋于零。此现象称为“电晕封闭电晕封闭”。l反电晕反电晕 指沉积在阳极板表面上的高比电阻粉尘层所产生的指沉积在阳极板表面上的高比电阻粉尘层所产生的局局部放电现象部放电现象。高比电阻粉尘到达阳极板后不易释放。其极。高比电阻粉尘到达阳极板后不易释放。其极性及电晕极相同，便排斥后来的荷电粉尘，由于粉尘层的性及电晕极相同，便排斥后来的荷电粉尘，由于粉尘层的电荷释放缓慢，粉尘间形成较大的电位梯度，当粉
19、尘层中电荷释放缓慢，粉尘间形成较大的电位梯度，当粉尘层中的电场强度大于其临界值时，就会在粉尘层的空隙间产生的电场强度大于其临界值时，就会在粉尘层的空隙间产生局部击穿，产生与阴极线极性相反的正离子，并向阴极线局部击穿，产生与阴极线极性相反的正离子，并向阴极线运动，中和电晕极带负电的粒子。表现为电流增大，电压运动，中和电晕极带负电的粒子。表现为电流增大，电压降低，粉尘二次飞扬严重，使得收尘性能显著恶化。降低，粉尘二次飞扬严重，使得收尘性能显著恶化。尘粒的荷电尘粒的荷电 静电除尘器的电晕区通常局限于电晕线周围几毫米处，电晕区以外的空间称为电晕外区。电晕区内的气体电离后，正离子很快向负（电晕）极移动，
20、只有负离子才会进入电晕外区，向阳极移动。含尘气体通过电除尘器时，因电晕区的范围很小，只有少量的尘粒在电晕区通过，获得正电荷，沉积在电晕极上。大多数尘粒在电晕外区通过，获得负电荷，最后沉积在阳极板上，即集尘极。尘粒的荷电机理有两种。一是离子在静电力作用下做定向运动，与尘粒碰撞使其荷电，称为电场荷电电场荷电。另一种是离子的扩散现象导致尘粒荷电，称为扩散荷电扩散荷电。对dc0.5m的尘粒，以电场荷电为主；对dc0.2m的尘粒，则以扩散荷电为主；dc介于0.20.5的尘粒则两者兼而有之。在工业电除尘器中，通常以电场荷电为主。三、电除尘器的结构三、电除尘器的结构 在工业电除尘器中，常用卧式的板式电除尘器
21、。由本体和供电原源两部分组成。本体包括除除尘尘器器壳壳体体、灰灰斗斗、放放电电极极、集集尘尘极极、气气流流分分布布装装置置、振振打打清清灰灰装装置置、绝绝缘缘子子及及保保温温箱箱等等。电除尘器集尘极集尘极 l对集尘极板的基本要求板面场强分布和板面电流分布要尽可能均匀；防止二次场尘的性能好。在气流速度较高或振打清灰时产生的二次场尘少；振打性能好。在较小的振打力作用下，在板面各点能获得足够的振打加速度，且分布较均匀；机械强度好（主要是刚度）、耐高温和耐腐蚀。具有足够的刚度才能保证极板间距及极板与极线的间距的准确性容纳粉尘量大，消耗钢材少，加工及安装精度高。l集尘极板的结构形式 极板用厚度为1.22
22、.0mm的钢板在专用轧机上轧制而成，为了增大容纳粉尘量大，通常将集尘极做成各种断面形状。极板高度一般为极板高度一般为2 215m15m。每个电场的有效电场长度一般为。每个电场的有效电场长度一般为3 34.5m4.5m，由多块极板拼装而成；，由多块极板拼装而成；常规静电除尘器的集尘极板的间距为常规静电除尘器的集尘极板的间距为300mm300mm。国内外研究。国内外研究结果表明，加大极板间间距，增大了绝缘距离，可以抑结果表明，加大极板间间距，增大了绝缘距离，可以抑止电场火花放电；同时可以提高电除尘器的工作电压，止电场火花放电；同时可以提高电除尘器的工作电压，增大粉尘的驱进速度；另外电极板面积也会相
23、应减小。增大粉尘的驱进速度；另外电极板面积也会相应减小。由于这种除尘器的工作电压比常规的高，故称为宽间距由于这种除尘器的工作电压比常规的高，故称为宽间距超高压电除尘器。宽间距电除尘器的极板间距一般为超高压电除尘器。宽间距电除尘器的极板间距一般为400400600mm600mm。根据目前的试验研究，采用。根据目前的试验研究，采用400mm400mm为好，其工为好，其工作电压为作电压为12012080kV80kV。电晕极（放电极）电晕极（放电极）l对放电极的基本要求 放电性能好（起晕电压低、击穿电压高、电晕电流强）；机械强度高、耐腐蚀、耐高温、不易断线；清灰性能好。振打时，粉尘易于脱落，不产生结瘤
24、和肥大现象。l电晕极的结构形式电晕极的结构形式 振打清灰装置振打清灰装置 沉积在电晕极和集尘极上的粉尘须通过振打及时清除，电晕极上积灰过多，会影响放电。集尘极上积灰过多，会影响尘粒的驱进速度，对于高比电阻粉尘还会引起反电晕。常用振打方式是锤击振打。振打频率高、强度大，积聚在极板上的粉尘层薄，振打后粉尘会以粉末状下落，容易产生二次飞扬。振打频率低、强度弱，极板上积聚的粉尘层较厚，大块粉尖会因自重高速下落，也会造成二次飞扬。振打强度还与粉尘的比电阻有关，高比电阻粉尘应采用较高的振打强度。为了防止比电阻小的粉尘产生二次飞扬，有的电除尘器在集尘极的表面淋水，形成水膜，用水膜把粉尘带走。用湿法清灰虽解决
25、了粉尘的二次飞扬问题，但是也带来了泥浆和废水的处理问题。气流分布装置气流分布装置 电除尘器中气流分布的均匀性对除尘效率有较大影响。除尘效率与气流速度成反比除尘效率与气流速度成反比，当气流速度分布不均匀时，流速低处增加的除尘效率远不足以弥补流速高处效率的下降，因而总的效率是下降的。气流分布的均匀程度与除尘器进出口的管道形式及气流分布装置的结构有密切关系。在电除尘器的安装位置不受限制时，气流经渐扩管进入除尘器，然后再经12块平行的气流分布板进入除尘器电场。在这种情况下，气流分布的均匀程度取决于扩散角和分布板扩散角和分布板结构。除尘器安装位置受到限制，需要采用直角入口时，可在气流转弯处加设导流叶片，
26、然后再经分布板进入除尘器。气流分布板有多种型式，常用的是圆孔形气流分布板，采用35mm钢板制作，孔径约为4060mm，开孔率为50%65%。电除尘器的供电装置电除尘器的供电装置包括三部分：l升压变压器 将工频380V或220V交流电压升到除尘器所需的高电压，通常工作电压为5060kV。增大极板间距，要求的电压也相应增高。l整流器 将高压交流电变为直流电，采用半导体硅整流器。l控制装置 电除尘器中烟气的温度、湿度、烟气量、烟气成份及含尘浓度等参数经常变化，其变化直接影响到电压、电流的稳定性。因而要求供电装置随着烟气工况的改变而自动调整电压的高、低，使工作电压始终在接近于击穿电压下工作，从而保证除
27、尘器的高效稳定运行。目前采用的自动调压的方式有：火花频率控制，火花积分值控制，平均电压控制，定电流控制等。四、影响静电除尘器除尘效果的因素四、影响静电除尘器除尘效果的因素 主要影响因素有：粉尘比电阻、气体含尘浓度、气流速度等。粉尘的比电阻 一种物质的比电阻是其长度和横截面积各为一单位时的电阻，一种物质的比电阻是其长度和横截面积各为一单位时的电阻，比电阻的倒数称为电阻率。比电阻的倒数称为电阻率。比电阻在1041011cm的粉尘，电除尘效果好。比电阻低于104cm为低阻型。这类粉尘有较好的导电能力，荷电尘粒到达集尘极后，会很快放出所带负电荷，同时因静电感应获得与集尘极同性的正电荷。如果正电荷形成的
28、斥力大于粉尘的粘附力，沉积的尘粒将离开集尘极重返气流，尘粒在空间受到负离子碰撞后又重新获得负电荷，再向集尘极移动。这样很多粉尘沿极板表面跳动前进，最后被气流带出除尘器，降低除尘效率。当粉尘比电阻大于1011cm时，粉尘释放负电荷慢，粉尘层内形成较强的电场强度而使粉尘空隙中的空气电离，出现反电晕现象。正离子向负极运动过程中与负离子中和，而使除尘效率下降。烟气的温度和湿度是影响比电阻的重要因素。温度较烟气的温度和湿度是影响比电阻的重要因素。温度较低时，粉尘的比电阻是随温度升高而增加，比电阻达到某低时，粉尘的比电阻是随温度升高而增加，比电阻达到某一最大值后，又随温度的增加而下降一最大值后，又随温度的
29、增加而下降（因为在低温的范围（因为在低温的范围内，粉尘的导电是在表面进行的，电子沿尘粒表面的吸附内，粉尘的导电是在表面进行的，电子沿尘粒表面的吸附层如水蒸汽传送。温度低，尘粒表面吸附的水蒸汽多，因层如水蒸汽传送。温度低，尘粒表面吸附的水蒸汽多，因此，表面导电性好，比电阻低。随着温度的升高，尘粒表此，表面导电性好，比电阻低。随着温度的升高，尘粒表面吸附的水蒸汽受热蒸发，比电阻逐渐增加。在低温的范面吸附的水蒸汽受热蒸发，比电阻逐渐增加。在低温的范围内，如果在烟气中加入围内，如果在烟气中加入SOSO2 2、NHNH3 3等，它们也会吸附在尘等，它们也会吸附在尘粒表面，使比电阻下降，这些物质称为比电阻
30、调节剂。温粒表面，使比电阻下降，这些物质称为比电阻调节剂。温度较高时，粉尘的导电是在内部进行的，随温度升高，尘度较高时，粉尘的导电是在内部进行的，随温度升高，尘粒内部会发生电子热激发作用，使比电阻下降）粒内部会发生电子热激发作用，使比电阻下降）。以下途径降低粉尘比电阻：选择适当的操作温度；增加烟气的含湿量；在烟气中加入调节剂（SO2、NH3等）。气体含尘浓度 粉尘浓度过高，粉尘阻挡离子运动，电晕电流降低，严重时为零，出现电晕闭塞，除尘效果急剧恶化。电除尘器内同时存在着两种电荷，一种是离子的电荷，一种是带电尘粒的电荷。离子的运动速度较高，约为60100m/s，而带电尘粒的运动速度却是较低的，一般
31、在60cm/s以下。因此含尘气体通过电除尘器时，单位时间转移的电荷量要比通过清洁空气时少，即这时的电晕电流小。如果气体的含尘浓度很高，电场内悬浮大量的微小尘粒，会使电除尘器电晕电流急剧下降，严重时可能会趋近于零，这种情况称为电晕闭塞电晕闭塞。为了防止电晕闭塞的产生，处理含尘浓度较高的气体时，必须采取措施，如提高工作电压，采用放电强烈的电晕极，增设预净化设备等。气体的含尘浓度超过30g/m3时，必须设预净化设备。气流速度 随气流速度的增大，除尘效率降低，其原因是，风速增大，粉尘在除尘器内停留的时间缩短，荷电的机会降低。同时，风速增大二次扬尘量也增大。电场风速的大小对除尘效率有较大影响，风速过大，
32、容易产生二次扬尘，除尘效率下降。但是风速过低，电除尘器体积大，投资增加。根据经验，电场风速最高不宜超过1.52.0m/s，除尘效率要求高的除尘器不宜超过1.01.5m/s。第三部分第三部分 过滤式除尘器过滤式除尘器郑州电专动力系郑州电专动力系 郭朝令郭朝令一、袋式除尘器特点一、袋式除尘器特点优点 l除尘效率高，粉尘排放浓度低，一般都低于50mg/Nm3，甚至可以小于20mg/Nm3；l除尘效率不受粉尘比电阻、浓度、粒度等性质的影响。锅炉负荷变化、烟气量波动对除尘器出口排放浓度的影响不大；l布袋除尘器采用分室结构，在设计中留有余量。除尘器分室可轮换检修，而不影响锅炉的运行；l袋式除尘器捕集微细粉
33、尘更有效；l布袋除尘器结构和维护均较简单。缺点l在锅炉点炉、停炉等情况下，必须严格按照正确的操作程序启动和关停布袋除尘器。l需要控制烟气温度不超过滤料所能耐受的程度，同时不低于酸露点。l阻力损失大于电除尘器，一般为12001800Pa左右。l滤料布为易损材料。二、袋式除尘器工作原理及除尘过程二、袋式除尘器工作原理及除尘过程 使含尘气流通过过滤层，气流中的尘粒被阻截下来，从而使含尘气流通过过滤层，气流中的尘粒被阻截下来，从而实现含尘气体净化的过程。实现含尘气体净化的过程。除尘机理除尘机理筛过作用筛过作用惯性碰撞惯性碰撞扩散和静电作用扩散和静电作用重力沉降重力沉降这些除尘机理通常不是同时有效，根据
34、粉尘性质、袋这些除尘机理通常不是同时有效，根据粉尘性质、袋滤器结构特性及运行条件等实际情况的不同，各种机滤器结构特性及运行条件等实际情况的不同，各种机理的重要性也不同。理的重要性也不同。序序号号机理机理粒度范围粒度范围风速增高对机理效率风速增高对机理效率的影响的影响1 1拦截拦截1m1m降低降低2 2惯性碰撞惯性碰撞1m1m增高增高3 3扩散扩散0.010.010.5m0.5m降低降低4 4静电静电0.010.015m5m降低降低5 5筛滤筛滤过滤层微孔尺寸过滤层微孔尺寸降低降低 各种捕集机理作用的粒度范围各种捕集机理作用的粒度范围工作过程工作过程收尘过程：含尘烟气由进风口进入灰斗上部，大部分
35、灰粒由于惯性，自然沉降等原因落入灰斗，其余部分随气流冲向滤袋，经滤袋过滤后，尘粒被阻留在滤袋外侧，净化的烟气由收尘器出口排入大气。脉冲喷吹清灰过程：当阻力增到预设值时，清灰控制器发生信号，切断过滤气流，停止过滤过程，电磁脉冲阀打开，将压缩空气通过喷吹管向滤袋内喷入高速气流，使滤袋产生变形，震动，滤袋外部的粉尘便被清除下来掉入灰斗。v含尘气流从下部进入圆筒形滤含尘气流从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上，并在网孔尘被捕集于滤料上，并在网孔中产生中产生“架桥现象架桥现象”。v随着含尘气体不断通过滤袋的随着含尘气体不断通过滤袋的纤维间隙，纤维间粉尘的
36、纤维间隙，纤维间粉尘的“架架桥桥”现象不断加强，一段时间现象不断加强，一段时间后，在滤袋表面形成粉尘层，后，在滤袋表面形成粉尘层，常称为常称为“粉尘初层粉尘初层”。v新鲜滤料的除尘效率较低。新鲜滤料的除尘效率较低。v粉尘初层形成后，成为袋式粉尘初层形成后，成为袋式除尘器的主要过滤层，提高除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率。了除尘效率。v随着粉尘在滤袋上积聚，滤随着粉尘在滤袋上积聚，滤袈两侧的压力差增大，会把袈两侧的压力差增大，会把已附在滤料上的细小粉尘挤已附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降。压过去，使除尘效率下降。v除尘器压力过高，还会使除除尘器压力过高，还会使除尘系统的处理气体量显
37、著下尘系统的处理气体量显著下降，因此除尘器阻力达到一降，因此除尘器阻力达到一定数值后，要及时清灰。定数值后，要及时清灰。v清灰不应破坏粉尘初层。清灰不应破坏粉尘初层。流线含尘气体粉尘层清洁气体中间层厚度三三、袋式除尘器的结构形式、袋式除尘器的结构形式按滤袋形状按滤袋形状按含尘气流进入滤袋的方向按含尘气流进入滤袋的方向按进气方式的不同按进气方式的不同按清灰方式按清灰方式圆圆袋袋扁扁袋袋内滤式内滤式外滤式外滤式上进式上进式下进式下进式机械振动清灰机械振动清灰逆气流清灰逆气流清灰吹灰圈清灰吹灰圈清灰脉冲清灰脉冲清灰四、袋式除尘器的性能四、袋式除尘器的性能过滤速度过滤速度过滤速度的选择要综合粉尘的性质
38、、滤料种类、清灰方式等过滤速度的选择要综合粉尘的性质、滤料种类、清灰方式等因素来确定。因素来确定。除尘效率除尘效率除尘器效率与滤料种类及滤料上附着粉尘情况有关。一般，除尘器效率与滤料种类及滤料上附着粉尘情况有关。一般，粉尘附着层越厚，粉尘负荷越高，除尘效率就高。粉尘附着层越厚，粉尘负荷越高，除尘效率就高。压力损失压力损失滤料本身所造成的滤料本身所造成的压力损失压力损失重要技术经济指标重要技术经济指标设备结构压力损失设备结构压力损失滤料上粉尘层本身滤料上粉尘层本身所造成的压力损失所造成的压力损失袋式除尘器的分级效率曲线 滤布的选择滤布的选择五、袋式除尘器的选择与设计五、袋式除尘器的选择与设计选择
39、时应根据选择时应根据气体和粉尘物性气体和粉尘物性、操作条件操作条件及及设备投资设备投资综合考虑。综合考虑。容尘量大，清灰后能在滤料上保留一定的永久性粉尘；容尘量大，清灰后能在滤料上保留一定的永久性粉尘；透气性好，过滤阻力低；透气性好，过滤阻力低；抗皱折性、耐磨、耐温及耐腐蚀性能好，使用寿命长；抗皱折性、耐磨、耐温及耐腐蚀性能好，使用寿命长；吸湿性好，容易清除粘附在上面的粉尘；吸湿性好，容易清除粘附在上面的粉尘；成本低，材料可用天然滤料、合成纤维和无机纤维。成本低，材料可用天然滤料、合成纤维和无机纤维。性性能能良良好好的的滤滤料料滤料名称滤料名称直径直径/m耐温性能耐温性能/K吸水率吸水率/耐酸
40、性耐酸性耐碱性耐碱性强度强度长期长期最高最高棉织物（植棉织物（植物短纤维）物短纤维）10203483583688很差很差稍好稍好1蚕丝（动物蚕丝（动物长纤维）长纤维）183533633731622羊毛（动物羊毛（动物短纤维）短纤维）5153533633731015稍好稍好很差很差0.4尼龙尼龙3483583684.04.5稍好稍好好好2.5奥纶奥纶3984084236好好差差1.6涤纶（聚脂）涤纶（聚脂）4134336.5好好差差1.6玻璃纤维玻璃纤维（用硅酮树（用硅酮树脂处理）脂处理）585234.0好好差差1芳香族聚酰芳香族聚酰胺（诺梅克胺（诺梅克斯）斯）4935334.55.0差差好好2
41、.5聚四氟乙烯聚四氟乙烯4935230很好很好很好很好2.5滤料滤料相对费用相对费用/US$温度温度/聚酯聚酯6275诺梅克斯诺梅克斯14400特氟隆特氟隆45450玻璃纤维布玻璃纤维布25500Hugglas30500过滤速度的确定过滤速度的确定 袋式除尘器过滤风速的大小与袋式除尘器的使用寿命及投资有关，过滤风速过高，其清灰频率高，设备阻力大。过滤风速过低，会使设备体积庞大，投资增高，过滤风速选型原则为：q入口浓度高时，过滤风速应适当选低值，而入口浓度低时，过滤风速应适当选高值。q需要净化的粉尘粒径细，且有磨蚀性时，过滤风速应适当选低值，而粉尘粒径粗时，过滤速度可适当选高值。q当净化黏性粉尘
42、时，过滤速度应适当选低值，当粉尘是非黏性时，过滤风速可适当选高值。q除尘器的袋间气流速度高时，过滤风速可适当降低。q除尘器设计在线清灰时，过滤速度应适当选低值，而设计离线清灰方式时，要适当选择一室离线时的过滤速度。q除尘器的运行方式是连续运行时，过滤风速应较非连续运行时低。q除尘器滤料的透气性差时，过滤风速应适当放低。滤袋设计滤袋设计p滤袋面积滤袋面积p直径和长度直径和长度p单个滤袋面积单个滤袋面积p滤袋个数滤袋个数 直径一般取直径一般取200-300mm，最大不超过，最大不超过600mm。长度一般为。长度一般为26m，最长不超过，最长不超过12m。六、影响袋式除尘器工作的因素六、影响袋式除尘
43、器工作的因素粉尘负荷粉尘负荷w w单位面积滤布上的积尘量（单位面积滤布上的积尘量（kg/mkg/m2 2）。）。w w在一定范围内增大时，除尘效率提高，但当滤布的积尘在一定范围内增大时，除尘效率提高，但当滤布的积尘量太大，除尘效率反而降低，压损增大，气体处理量减小。量太大，除尘效率反而降低，压损增大，气体处理量减小。过滤风速过滤风速也称也称气布比气布比 一般来讲，除尘效率随过滤速度增加而下降。过滤速度的一般来讲，除尘效率随过滤速度增加而下降。过滤速度的选取还与滤料种类和清灰方式有关。选取还与滤料种类和清灰方式有关。压力损失（过滤阻力）压力损失（过滤阻力）重重要的技术经济指标，不仅决要的技术经济
44、指标，不仅决定着能量消耗，而且决定着定着能量消耗，而且决定着除尘效率和清灰间隔时间等。除尘效率和清灰间隔时间等。一、袋式除尘器的工作原理一、袋式除尘器的工作原理四、袋式除尘器的基本知识1、常用术语过滤面积 指起过滤作用的滤料有效面积：过滤速度 指含尘气体通过滤料有效面积的表观速度。其大小与除尘器的使用寿命、投资有直接关系。过滤速度过高，清灰频率高，运行阻力大。处理风量设备阻力漏风率入口粉尘浓度除尘效率论文题目论文题目1、几种典型正压浓相气力输灰系统2、气力输灰系统运行中的问题与处理方案3、粉煤灰的利用与分选4、电除尘器与布袋除尘器的技术经济比较燃煤锅炉袋式除尘器常用滤料燃煤锅炉袋式除尘器常用滤
45、料 q合成纤维聚酰胺（尼龙）：强度高，耐磨性能优于天然纤维；表面光滑，弹性好，耐连续的屈曲；耐碱，但不耐浓酸。尼龙的极限使用温度为90-95。美塔斯（Metamax）：具有良好的耐温性能及化学性能，可在200干燥条件下连续运行，耐折、耐磨、耐酸性能强于尼龙，但不如涤纶，在常温下耐碱性强，但在高温下则易被溶解。特别指出的是，它能耐氟化物。但美塔斯属水解性纤维，当烟气中水分含量20%、遇高温或化学成分（尤其是SOX）时，美塔斯会很快发生水解。聚酯（PE-Polyester）：商品名称为涤纶。是袋式除尘器使用的主要滤料，尤以涤纶针刺过滤毡的应用为甚，。聚酯的特点是：常温性能好，能连续在130下工作；
46、弹性回复性能好，其耐磨及耐热性能优于尼龙，强度较高，在150空气中加热1000h稍有变色，强度下降不超过50%；耐酸和弱碱，化学性能稳定。聚酯是热塑性纤维，能压光、烧毛、但聚酯不耐强碱，容易水解。聚丙烯腈均聚体（PAN），商品名称为亚克力。丙烯腈均聚体不会水解，在温度低于125时，对有机溶剂、氧化剂、无机及有机酸具有良好的抵抗力。聚苯硫醚，商品名称为Ryton（赖登。聚苯硫醚纤维是一种耐高温合成纤维具有优异的耐热性能，熔点285，常用温度190，瞬时耐温可达230。具有优良的阻燃性。聚丙烯，商品名称为丙纶。它在合成纤维中是最轻的，也是比较便宜的一种，强度相当于尼龙和涤纶。聚丙烯限氧化指数19，
47、能在90下潮湿环境里连续运行而不改变其性能，软化温度150。聚丙烯具有良好的耐酸、碱性能，耐磨性好，弹性回复率高，具有比涤纶更加优异的耐酸、碱性能及较低的软化点，且耐一般有机溶剂，是一种优良的热塑纤维，后处理效果好；但聚丙烯耐氧化性能弱，且耐热性能较差，容易受光、热等影响而产生分解，大多数情况下会因氧化而降解。聚丙烯腈（腈纶）。其耐磨性不如其他合成纤维，强度也较低，其耐热性不如涤纶。试验证明，它能在125热空气下持续32d强度不变。能耐酸，耐碱性较差。聚四氟乙烯，商品名称为Teflon（特氟隆）。聚四氟乙烯是当今最好、抗水解、抗氧化性能力最强的纤维。它具有优良的高温及低温性能，熔点327，瞬间
48、耐温可达300；该纤维还具有良好的过滤效率及清灰性能，阻燃性好、阻力低、使用寿命长，但价格昂贵。聚酰亚胺，商品名称为P84。P84纤维很细，其纤维表面积大、孔隙微小，用它做成的针刺毡捕尘性能很好，粉尘只能停留在滤毡表面而不易渗入滤料内部，逆洗压力小、运行阻力低，滤饼弹脱效率得以明显改善。连续使用温度可达240，短时间内可达260，但在实际处理烟气时，由于烟气化学成分的影响，如果要达到2年以上的使用寿命，则应在不超过180的环境下工作。q玻璃纤维玻璃纤维是由熔融的玻璃液拉制而成，有不同的化学成分。用于制造滤料的玻纤有两类：一类是铝硼硅酸盐玻璃纤维，即无碱玻璃纤维；一类是钠钙硅酸盐玻璃纤维，即中碱玻璃纤维。前者可以做得更细。通常，中碱纤维的单丝直径在8um左右，无碱纤维的单丝直径在5.5um左右。纤维直径大小与纱线的曲挠性、强度等性能密切相关，织成布后，有关性能也受其影响。无碱玻纤有很高的强度，新生态单丝强度高达3500MPa；中碱纤维新生态单丝强度高达2700MPa。在耐水性方面，无碱玻纤有良好的耐水性，属一级水解级；中碱玻纤有较好的耐水性，属于二级水解级。目前，我国多用无碱12.5tex玻璃纤维纱和中碱22.5tex玻璃纤维纱制作玻纤滤料。使用温度可达280。