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国内外锅炉电除尘技术的新进展

文章作者:航宇环保   发布时间:2018-08-21
​近10多年来,锅炉除尘器电除尘技术取得了一些新进展,主要反映在电除尘理论、本体结构、供电技术、烟气调质等方面。

近10多年来,锅炉除尘器电除尘技术取得了一些新进展,主要反映在电除尘理论、本体结构、供电技术、烟气调质等方面。
  1、电除尘理论研究方面
  国内外对电除尘理论方面研究比较重视,这个方面的新进展主要反映在电除尘效率理论计算公式、空间电荷行为、粒子荷电、电流体力学、电风形成及影响、反电晕现象及预防、烟尘运动等方面。在此仅介绍电除尘效率理论公式方面。电除尘效率理论公式最 早是Deutsch效率公式,这个公式是在忽略了许多条件下推导出来的,其计算值与实际值相差几倍或十几倍以上。近年来,在此基础上大量研究者提出了许多数学模型,如Leonard模型、Cooperman模型等这些模型中不仅考虑了静电传输的作用,而且还强调紊流传质的作用,提出了掺混系数概念(衡量粒子的掺混程度)和紊流掺混效率计算公式。国内有学者提出了电风的新概念,研究了电风对除尘效率公式的影响。
  2、电除尘器本体结构方面
  近10多年来,电除尘器本体结构取得一些新进展,主要是一些新型电除尘器出现,如透镜式电除尘器、旋风电除尘器、屋顶电除尘器、带辅助电极电除尘器、双区电除尘器、宽间距电除尘器、圆筒型等。由于篇幅的限制,在此仅介绍透镜式电除尘器、旋风电除尘器和屋顶电除尘器。
  1)透镜式电除尘器
  透镜式电除尘器是武汉工业大学一名教授于1987年提出的,经过十多年的研究,已完成工业试验阶段,据试验结果,除尘效率达99.9%。其结构特点是具有三个电极:负放电极、正电极及透镜极。荷电粒子在透镜电场的“聚焦”作用下,大量流入孔口得以捕集,荷电尘粒只要进入透镜口就不能返回,透镜口具有电场封闭作用。
  这种除尘器与传统板线式电除尘器相比,其主要区别在于后者是利用收尘极板收集粉尘,然后靠振打装置定时清除极板上的粉尘。透镜式电除尘器由于避开了在极板上的收尘作用,而是靠正负粒子在收尘室内碰撞,凝聚而收尘,故透镜式电除尘器对粉尘比电阻没有局限性,同时二次扬尘也大大减少。这种电除尘器缺点是结构比较复杂,不易加工。
  2)旋风电除尘器
  这是近年来开发出的一种新的除尘器,其基本原理是在旋风分离器中增加高压电场,当含尘烟气通过时,尘粒受到静电力和离心力的作用而分离出来,达到净化烟气的目的。其特点是将旋风除尘和电除尘设备的优点有机结合起来。
  近年来,国内外在这方面做了不少研究工作,主要采用不同的模型结构进行模型实验和理论分析,均采用直流供电,已取得一些成果。我们在这方面做了一些研究工作,对其分离机理、速度场和浓度场做了一些研究工作,采用脉冲供电技术,研究工作还在继续深入。
  3)屋顶电除尘器
  屋顶电除尘器主要是针对钢铁工业转炉车间二次烟尘长期未得到有效治理而提出来的。它是1990年由武汉安全环保研究院与攀枝花钢铁公司合作开始研制,1997年研制成功的。此屋顶电除尘器下部进气开口面积为172.8㎡,收尘电极有效高度为5m,采用不锈钢星形电晕线,防腐铝合金平板收尘板,采用间歇喷水清除积灰,正常运行至今,效果好。转炉二次烟气含尘量约为1g/m³,经屋顶ESP净化后,排入大气的含尘浓度约为100mg/m³。
  3、电除尘供电技术方面
  电除尘器的供电水平高低直接影响其运行效果。电除尘器要达到好的收尘效果,除了有良好的本体结构外,还需一个好的相匹配的供电电源,好“马”配好“鞍”(“马”指本体,“鞍”指电源)。电除尘器供电最 早采用机械整流,供电水平很低。随着电子技术的发恳现均采用的硅整流供电,模拟控制或数字控制,供电可靠性大大增加。近年来电除尘器供电技术新进展主要体现在脉冲供电、恒流供电、中高频电源等方面。在此仅介绍脉冲供电。
  电除尘器脉冲供电技术是指在直流基础电压上叠加高压脉冲。美国学者J.White等于20世纪五十年代,最 早利用雷达系统产生毫秒级脉冲供电,显示了脉冲供电的优越性。以往国内外实现脉冲供电都是利用两套设备,一套产生高压直流,另一套产生高压脉冲,在整流器高压端叠加后形成脉冲供电。它存在元件质量要求高、制造工艺复杂、成本昂贵(是常规直流的5~8倍)、推广应用困难等问题。近年来,已开发出一种新型脉冲供电技术,它是在整流变压器低压端,利用晶闸管元件的开关作用及整流二极管的单向导电性,组成振荡电路产生脉冲,通过升压整流后形成脉冲供电。这种方法只需一套电源设备,简单易行,成本低,用户易接受。其主要技术参数指标达到或超过国际先进水平。1999年被列入国家科委九五重点推广应用计划项目,在多家企业推广应用,效果显著。在同工况条件下,脉冲供电比直流供电降低烟气出口含尘浓度30~74%,节能效果显著。
  4、其它方面
  在烟气调质、电除尘的仿真与模拟、电除尘专家系统等方面也取得了一定进展。在此介绍烟气调质方面的进展。
  烟气中粉尘比电阻是影响电除尘器性能的主要因素。最 适合于电除尘器工作比电阻为106~1011Ω·m。对于高比电阻粉尘(大于1011Ω·m),易产生反电晕现象,是一种非常有害的现象,除尘效率很低。目前对高比电阻粉尘的捕集,除了采用改变供电方式(如脉冲供电)和改进除尘器本体结构(如加宽极间距)等措施外,就是对烟气进行调质。
  最 早国内外对烟气调质采用硫酸(SO3)和氨气,效果较好。但硫酸调质系统投资高,运行管理较复杂.还可能带来二次污染,现在基本不用。后来又采用二乙胺、氨基黄酸及氯化钠,调质效果显著。但由于毒性大,也未工业应用。近年来我国重点对水基调质剂进行研究,在喷水中加入湿润剂(CHJ-1等),浓度为1/5000,调质效果好,经济适用,是一种很有前途的方法。 

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