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1、一、影響靜電除塵器性能的因素 影響靜電除塵器性能有諸多因素,可大致歸納為三個(gè)方面:煙塵性質(zhì)、設(shè)備狀況和操作條件。各種因素的影響直接關(guān)系到電暈電流、粉塵比電阻、除塵器內(nèi)的粉塵收集和二次飛揚(yáng)這三個(gè)環(huán)節(jié),而最后結(jié)果表現(xiàn)為除塵效率的高低。 1、煙塵性質(zhì)對(duì)除塵效率的影響 (1)粉塵的比電阻 適用于靜電除塵器的比電阻值為104~1011Ω·cm。比電阻值小于104Ω·cm的粉塵其導(dǎo)電性能好,在除塵器電場(chǎng)內(nèi)被收集時(shí),到達(dá)收坐極板表面后會(huì)快速釋放其電荷,變?yōu)榕c收塵極同性,然后又相互排斥,重新返回氣流,可能在往返跳躍中被氣流帶出。相反,比電阻大于104Ω·cm以上的粉塵,在到達(dá)收塵極以
2、后不易釋放其電荷,使粉塵層與極板之間可能形成電場(chǎng),產(chǎn)生反電暈放電,導(dǎo)致電能消耗增加,除塵性能惡化,甚至無法工作。 對(duì)于高比電阻粉塵可以通過特殊方法進(jìn)行靜電除塵器除塵,以達(dá)到氣體凈化。這些方法是:氣體調(diào)質(zhì);采用脈沖供電;改變除塵器本體結(jié)構(gòu)——拉寬電極間距并結(jié)合變更電氣條件。 (2)煙氣濕度 煙氣濕度能改變粉塵的比電阻,在同樣溫度條件下,煙氣中所含水分越大,其比電阻越小。粉塵顆粒吸附了水分子,粉塵層的導(dǎo)電性增大。由于濕度增大,擊穿電壓上升,這就允許在更高的電場(chǎng)電壓下運(yùn)行。隨著空氣中含濕量的上升,電場(chǎng)擊穿電壓相應(yīng)提高,火花放電較難出現(xiàn)。對(duì)于這種靜電除塵器來說是有實(shí)用價(jià)值的,它
3、可使除塵器能夠在提高電壓的條件下穩(wěn)定地運(yùn)行。電場(chǎng)強(qiáng)度的增高會(huì)使除塵效果顯著改善?! ?3)煙氣溫度 氣體溫度也能改變粉塵的比電阻,而改變的方向卻有幾種可能。表面比電阻隨溫度上升而增加(這只在低溫區(qū)段);到達(dá)一定溫度值之后,體積比電阻相反,隨著溫度上升而下降。在這溫度交界處有一段過渡區(qū):表面和體積比電阻的共同作用區(qū)。電除塵工作溫度可由粉塵比電氣體溫度關(guān)系曲線來選定。煙氣溫度影響還表現(xiàn)在對(duì)氣體黏滯性的影響。氣體黏滯性隨著上升而增大,這將影響驅(qū)進(jìn)速度的下降?! 怏w溫度越高,其密度越低,電離效應(yīng)加強(qiáng),擊穿電壓下降,火花放電電壓也下降?! 】偟膩砜?,氣體溫度對(duì)靜電除塵器的影響是負(fù)面
4、的,如果有可能,還是在較低溫度條件下運(yùn)行較好。所以,通常在煙氣進(jìn)入靜電除塵器之前先要進(jìn)行氣體冷卻,降溫既能提高凈化效率,又可利用煙氣余熱。然而,對(duì)于含濕量較高和有SO3之類成分的煙氣,其溫度一定要保持在露點(diǎn)溫度20~30℃以上作為安全余量,以避免冷凝結(jié)露,發(fā)生糊板、腐蝕和破壞絕緣。 (4)煙氣成分 煙氣成分對(duì)負(fù)電暈放電特性影響很大,煙氣成分不同,在電暈放電中電荷載體的有效遷移也不同。在電場(chǎng)中電子和中性氣體分子相撞而形成負(fù)離子的概率在很大程度上取決于煙氣成分。據(jù)統(tǒng)計(jì),其差別是很大的:氨、氫分子不產(chǎn)生負(fù)電暈;·氯與二氧化硫分子能產(chǎn)生較強(qiáng)的負(fù)電暈;其他氣體互有區(qū)別。不同的氣體成
5、分對(duì)靜電除塵器的伏安特性及火花放電電壓影響甚大。尤其是在含有硫酸酐時(shí),氣體對(duì)電除塵器運(yùn)行效果有很大影響?! ?5)煙氣壓力 有經(jīng)驗(yàn)公式表明,當(dāng)其他條件確定以后,起暈電壓隨煙氣密度而變化,溫度和壓力是影響煙氣密度的主要因素。煙氣密度對(duì)除塵器的放電特性和除塵性能都有一定影響。如果只考慮煙氣壓力的影響,則放電電壓與氣體壓力保持一次線性(正比)關(guān)系。在其他條件相同的情況下,凈化高壓煤氣時(shí)靜電除塵器的壓力比凈化常壓煤氣時(shí)要高。電壓高,其除塵效率也高?! ?6)粉塵濃度 靜電除塵器對(duì)所凈化氣體的含塵濃度有一定的適應(yīng)范圍,如果超過一定范圍,除塵效果會(huì)降低,甚至中止除塵過程。因?yàn)樵陟o電除塵
6、器正常運(yùn)行時(shí),電暈電流是由氣體離子和荷電塵粒(離子)兩部分組成的,但前者的驅(qū)進(jìn)速度約為后者的數(shù)百倍(氣體離子平均速度為60~100m/s;粉塵速度大體在60cm/s以下),一般粉塵離子形成的電暈電流僅占總電暈電流1%~2%。粉塵質(zhì)量比氣體分子大得多,而離子流作用在荷電塵粒上所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)不如氣體離子上所運(yùn)動(dòng)速度高。煙氣中所含粉塵濃度越大,塵粒離子也越多,然而單位體積中的總空間電荷不變,所以粉塵離子越多,氣體離子所形成的空間電荷必然相應(yīng)減少,于是電場(chǎng)內(nèi)驅(qū)進(jìn)速度降低,電暈電流下降。當(dāng)含塵濃度達(dá)到某一極限值時(shí),通過電場(chǎng)的電流趨近于零,發(fā)生電暈閉塞,除塵效率顯著下降。所以靜電除
7、塵器凈化煙氣時(shí),其氣體含塵濃度應(yīng)有一定的允許界限?! §o電除塵器效率與允許的最高含塵粉塵的粒徑質(zhì)量組成有關(guān),如中位徑為24.7um的粉塵,入口質(zhì)量濃度大于30g/m3時(shí),電暈電流下降不明顯;而對(duì)中位徑為3.2um的粉塵,入口質(zhì)量濃度大于8g/m3的吹氧平爐粉塵,電暈電流比通煙塵之前下降80%以上。有資料認(rèn)為粒徑為1um左右的粉塵對(duì)電除塵效率的影響尤為嚴(yán)重?! 】朔驘煔夂瑝m量過大引起靜電除塵器效率下降的較好辦法是設(shè)置預(yù)級(jí)除塵器。先降低煙氣的含塵濃度,使之符合要求后再進(jìn)入靜電除塵器。也有人認(rèn)為,預(yù)級(jí)除塵會(huì)使粉塵凝聚,