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《3 一種新穎高溫除塵技術(shù)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第15卷第2期《燃氣輪機技術(shù)》Vol115No.22002年6月GASTURBINETECHNOLOGYJun.,2002X一種新穎的高溫除塵技術(shù)楊亞平(東南大學熱能工程研究所,江蘇南京210018)摘要:介紹了無電暈靜電除塵技術(shù)的工作原理和對最近篩選的新型陰極材料進行的動、靜態(tài)試驗研究結(jié)果。關(guān)鍵詞:無電暈靜電除塵;電子熱發(fā)射;陰極中毒中圖分類號:X70112文獻標識碼:A文章編號:1009-2889(2002)02-0028-04無電暈靜電除塵技術(shù)就是利用某些表面逸出功1序言較低的材料制成除塵器的發(fā)射陰極,而除塵器的收高溫
2、煙氣的凈化是能源、冶金、水泥工業(yè),燃煤塵陽極則與常規(guī)電暈式除塵器基本相同。在高溫條燃氣輪機技術(shù),煤氣化技術(shù)等方面遇到的棘手問題件下,以陰極的熱電子發(fā)射使煙氣中的粉塵荷電,然之一。目前廣泛使用的電暈式靜電除塵器的電極產(chǎn)后依靠電場力的作用將其捕集。生放電時的工作電壓必須在電暈電壓和火花電壓之由此可見,陰極在高溫條件下長期、穩(wěn)定地發(fā)射[1]間,電場強度為480kV?m左右。在常溫時這樣的出足夠的電子是無電暈式靜電除塵技術(shù)所必須具備電場強度是不難達到的,其電性能也相當穩(wěn)定。而在的關(guān)鍵條件。高溫情況下,氣體密度變小,電弧電壓和電暈電壓
3、之3基礎(chǔ)試驗研究間的差值變得很小,工作范圍變窄以致無法保證電除塵器的穩(wěn)定工作。高溫條件下的電除塵器的電暈無電暈靜電除塵技術(shù)由東南大學熱能工程研究線斷線和電擊穿等問題變得尤為嚴重。所首創(chuàng),在近十五年的時間里進行了熱發(fā)射電流密因此,高溫條件下的電除塵技術(shù)的應(yīng)用在很長度比電暈式發(fā)射分別高出1～2個數(shù)量級的多種低一段時間內(nèi)沒有取得突破,主要原因是諸多技術(shù)問逸出功陰極材料的研制、篩選和電子發(fā)射性能試驗,題一時無法解決。東南大學熱能工程研究所從另一以及以乙炔燃燒為熱源含塵煙氣在常壓高溫(>種思路出發(fā),取得了高溫除塵技術(shù)的突破,現(xiàn)介紹如1
4、000℃)條件下和以輕柴油燃燒為熱源含塵煙氣在下。高壓(0～610MPa)、高溫(800～1100℃)條件下的電除塵效果以及各種技術(shù)特性等系統(tǒng)性試驗,研制成2工作原理首臺在高溫高壓條件下雙區(qū)除塵效率達92%以上眾所周知,固體中含有大量的電子。電子通常被能長時期穩(wěn)定工作的無電暈式靜電除塵器?，F(xiàn)將研束縛在固體中,只有在一定的條件下才能脫離固體究的情況介紹如下。成為自由電子。固體在熱狀態(tài)下發(fā)射電子的現(xiàn)象稱311研制的試驗裝置為熱電子發(fā)射。以金屬為例,其內(nèi)部有很多自由電目前已建成的發(fā)射極電子熱發(fā)射特性靜態(tài)試驗子,它們能量的分布符合費
5、米統(tǒng)計規(guī)律。金屬表面存臺以及無電暈式高溫高壓靜電除塵器裝置外貌分別在一個勢壘,當金屬內(nèi)部自由運動著的電子打到金參見圖1和圖2。屬表面時,如果其能量小于勢壘高度Wa,則它們不這套試驗裝置的煙氣側(cè)工作壓力為0～能克服表面勢壘的阻礙而逸出金屬,只有那些在垂110MPa、工作溫度≤1200℃、煙氣流通截面積2直于表面上的動能分量足以克服表面勢壘作用的電9800mm、流速015～219m?s、電氣側(cè)荷電區(qū)耐壓≤子才能逸出金屬。溫度對金屬中自由電子的能量分7000V、收塵區(qū)耐壓≤12000V、有效電場長度荷電布有顯著的影響。區(qū)為420m
6、m、收塵區(qū)為960mm。X收稿日期:2001207204基金項目:國家自然科學基金資助(59776049)第2期楊亞平:一種新穎的高溫除塵技術(shù)2930燃氣輪機技術(shù)第15卷圖6壓力014MPa環(huán)境氣氛對發(fā)射極V-A特性影響由上述圖示可以看出電壓、溫度、環(huán)境壓力和環(huán)境氣氛等因素對陰極電子熱發(fā)射有不同程度的影響。電壓和溫度增長,發(fā)射電流增大。在較低的電壓或溫度下變化比較緩慢。當電壓或溫度上升至一定值以后,發(fā)射電流急劇增加;提高壓力,發(fā)射電流密度下降;與純空氣的情況相比,當環(huán)境中混有SO2等氣體雜質(zhì)后,發(fā)射電流顯著減少。該發(fā)射極材料
7、在高溫高壓空氣環(huán)境下累計工作150小時以后,其發(fā)射電流密度仍然高達100mA?22m,相應(yīng)的陽極板表面電流密度約為3515mA?m,該數(shù)值比常規(guī)電暈式電除塵器高出兩個數(shù)量級以上。313除塵器性能的動態(tài)試驗利用圖1所示的無電暈式高溫高壓靜電除塵器及試驗系統(tǒng)對采用上述新研制的陰極材料為發(fā)射極的靜電除塵特性進行了全面的研究。試驗中采用由常規(guī)電暈式靜電除塵器捕集的火電廠和水泥廠煙塵中的兩種飛灰作為試驗捕集對象。動態(tài)試驗中發(fā)射電壓、環(huán)境溫度、壓力和粉塵濃度對陰極發(fā)射特性的影響如圖7～圖9所示。而無電暈式除塵器的除塵效率與煙氣溫度、粉塵
8、種類和發(fā)射電壓及收塵電壓之間的關(guān)系特性參見圖10～圖12。試驗表明陰極熱電子發(fā)射特性在封閉的空氣容器中(靜態(tài))和含塵煙氣流場(動態(tài))兩種不同的試驗圖9含塵濃度對荷電區(qū)電流密度的影響條件下所表現(xiàn)出的定性規(guī)律基本相同,而電流密度3試驗中煙氣的含塵濃度在0～45g?m的較大的絕對值(參見圖6和圖
