高效节能静电除尘器系统的设计

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1、1前言随着环境保护事业的发展，电除尘器的应用日益增多。利用静电吸引微细尘粒现象可以追溯到十七世纪。电除尘在工业中的应用却晚得多，1885年Lodge在炼铅厂建造了第一台电除尘器，然而由于对铅烟尘了解不足以及整流供电设备的局限，该设备未能成功地运行。直到1907年Cottrell才成功地将电除尘技术用于工业气体净化。随着工业的发展，特别是整流供电设备的发展，电除尘技术也得到相应的发展，在工业中的应用也日益广泛。目前电除尘器已经成为高效除尘的主要设备之一，在处理高温大烟气量的场合，更显示出突出的优越性，因而在建材、冶金、水泥、电站锅炉以及化工、轻工等行

2、业中得到了广泛应用。1.1国内外研究现状静电除尘器是一种高效除尘器。静电除尘器在我国的应用始于20世纪30年代，随着工业水平的提高和电除尘技术的发展，国内一些环保企业引进了具有国际先进水平的电收尘器技术和袋收尘器技术。现在研究的新型静电除尘器可以分成三类：（1）电除尘器结构形式的改变。新型结构的电除尘器：①超高压宽间距电除尘器这种除尘器与传统的结构相类似，不同的是将板间距加宽，达400～1000mm，电压提高到80～200kV以上。在超高压宽间距电除尘器中，荷电尘粒除了受库仑力外，更多的是受高电压下产生的电风的作用。超高压宽间距电除尘器在电晕极附近

3、产生的电风速度比传统的电除尘器高，而在收尘极附近的电风速度比传统的低。前者可以提高尘粒的有效驱进速度，减轻反电晕造成的影响，后者可以减少二次扬尘，使除尘效率得到提高。②横向极板电除尘器通常的电除尘器，气流流向与收尘极板的设置是平行的，而横向极板电除尘器采用与气流方向垂直的极板布置方式，试验表明比常规电除尘器的除尘效率高。还有一种横向极板除尘器，在除尘器内连续设多孔板。各板间隔地施加高压和接地，板与板间造成静电场。由于这种静电除尘器采用了涡流增强静电沉降和静电截留机理，故能有效捕集普通电除尘器未能捕集的粉尘。③原式电除尘器这是日本提出的一种新型结构电

4、除尘器。收尘极为一系列圆管排列组成，放电极为鱼骨形，同时在放电极轴线上设辅助电极，由3～5根圆管组成。鱼骨的刺不是垂直于收尘极，而是在放电极平面内。对辅助电极施加与电晕极极性相同的电压，可以产生高电场强度和低电流密度，这样既有利于防止反电晕，又可捕集由于反电晕而产生的荷正电的粉尘，从而提高对高比电阻粉尘的收集效率。④双区电除尘器一般（单区）电除尘器，粉尘的荷电与沉积是在同一电场中进行，而双区电除尘器，则是在两个区段中进行，即粉尘的荷电区荷电后，在沉积区内被捕集。双区电除尘器具有以下特点：①电晕极采用正电晕；②荷电区电压是沉积区的2倍；③在供电电压低

5、于火花放电电压时，没有电晕电流。⑤三极预荷电器这种预荷电器是在简单的线-板式电极基础上，增设多孔屏极，屏极与极板平行。电晕极放电时产生的电流一部分流至屏极，一部分流至极板，电流大小依各电极的相对电位而定。对三极预荷电器的试验研究表明，即使粉尘比电阻在1012～1013Ω·cm范围内，尘粒仍能达到良好的荷电。一般是与下游的以高电场强度和低电流密度运行的电除尘器结合使用。（2）与其它除尘机理联合，即将电的作用加到其他除尘器中，以提高其效率或降低阻力。电袋一体化除尘器是将电除尘与布袋结合使用，即在布袋前加多级电场使粉尘荷电，大颗粒粉尘被电场吸附，未吸附的

6、粉尘进入布袋除尘器。高比电阻粉尘及未被电场吸附的粉尘经高压电场改变粉尘特性后，更有利于布袋的过滤及清灰。还有用静电强化的颗粒层除尘器，静电强化的湿式除尘器，静电强化的旋风除尘器。（3）改变供电方式：脉冲供电和微机控制供电。1.2我国与国外差距与展望我国电除尘技术与国外先进水平相比，还存在一些差距。例如一些基础研究设施上不配套或完善；科研力量还相对薄弱分散；测试仪器和科学手段比较落后；电除尘器电源仍大可改善；数据库还没有完全形成，选型设计水平较低，电除尘设计效率与实测效率偏离较大；各生产厂家还没有形成自己的特点或特色，产品一般化；影响电除尘的重要物性

7、参数尚不能定量计算。装备水平、节电的中央控制尚在起步。在管理体制上，试验研究、设计选型和生产制造三个环节还不能高效地协调工作等。对电除尘器行业而言，产品特点为品种多，小批量，必须推行先进的设计方法，提高生产效率和管理水平。虽然若干企业在模块化设计、成套技术、计算机辅助设计等方面做出突出成绩，但仍要针对市场变化和需要更新技术。另一方面，我国环境保护工作不断加强，为满足日益严格的排放标准，不仅新建企业要加强废气净化设施，老的企业也要及时更新，因而电除尘器的应用将日益广泛，必然会推动电除尘技术的进一步发展，可以断言，我国电除尘技术的发展正处于方兴未艾的势

8、头下，部分应用技术将很快地迈进国际先进水平行列。2静电除尘器的基本知识电除尘是属于物理学研究范畴，确切地说是属于电物理学。