电除尘技术发展与应用任明光

电除尘技术发展与应用任明光

(大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司内蒙古多伦027300)

摘要:电除尘技术有着高效率、低排放、低能耗等优势,且不会造成二次污染,在我国的煤炭生产过程中也得到了普遍应用。电除尘当前有着较为迅速的发展,也是我国环保产业中发展较为迅猛的行业,在国际市场上占有一定的地位。因此对电除尘技术进行研究分析,不仅能够促进其产业的快速发展,对我国的环保事业也具有十分重要的现实意义。

关键词:电除尘;技术;应用

1电除尘器的基本工作原理及特点

1.1电除尘器的基本工作原理

电除尘器的放电线曲率半径很小,而阳极板的曲率半径却很大,将阳极板与大地相连接,作为正极,放电线接入高压直流电,作为负极,两者之间将产生不均匀的电场。由于电晕极曲率半径很小,使其在局部范围内产生的电场强度要大于气体击穿所需的电场强度,从而使放电线周围的烟气被电离,在放电线周围区域内形成淡蓝色光晕,这样的放电现象被称为尖端放电或电晕放电,淡蓝色光晕所在区域被称为电晕区,它被限制在电晕线周围毫米级范围内,电晕区以外的区域被称为电晕外区。在气体被电离之后,产生了大量的带电离子,带正电的离子朝着放电线迁移,带负电的离子先进入电晕外区,再朝着阳极板迁移,当烟气通过电除尘器本体内的电场时,进入电晕区的粉尘颗粒量很少,因而获正电并沉积在放电线上的粉尘颗粒很少,绝大多数的粉尘颗粒获负电,并在电场的作用下沉积在阳极板上,达到清除烟气中粉尘的目的。正是因为阳极板有聚集粉尘颗粒的功能,人们又将其称为收尘极。粉尘颗粒荷电有两种不同的荷电机理:一种是电场荷电,在电场力的驱动之下,带电离子朝着与自己极性相对的电极迁移,在与粉尘颗粒碰撞之后,粉尘颗粒荷电,并且开始往与其极性相反的电极运动,对于那些直径大于0.5微米的粉尘颗粒,该种荷电方式占据着主导地位;另一种是扩散荷电,扩散荷电是指通过离子扩散的方式使粉尘颗粒带电。直径在0.2微米以下的粉尘颗粒主要以该种方式使自身带电,对于直径在0.2微米和0.5微米之间的粉尘颗粒而言,采用以上两种荷电方式的粉尘颗粒数量各占一部分,不存在谁具有绝对的主导地位。因为绝大多数工业电除尘器所捕集的尘粒粒径大于0.5微米,故其荷电方式以电场荷电为主。随着阳极板上的粉尘越聚越多,使得极板间的距离越来越小,当阳极板上的粉尘量达到一定程度时,通过振打机构的振打,使粉尘进入集灰斗。综上所述,电除尘器的除尘过程主要包括以下几个步骤:电晕放电、尘粒荷电、荷电尘粒在电场力的作用下向相反极性方向移动、荷电粒子沉积于收尘极和放电线上、清灰,这是一个复杂而又互相有关联的物理过程。电除尘器除尘原理如图1所示。

图1电除尘器除尘示意图

1-放电极;2-阳极;3-粉尘层;4-荷电的粉尘颗粒;

5-待荷电的粉尘颗粒;6-电晕区

1.2电除尘器的特点

电除尘器为除尘设备,其应用的主要目的就是将粉尘颗粒从烟气中分离出来。与其他除尘设备不同的是,它是利用电场力来实现这一目标的,电除尘器具有许多优点:

(1)有着很高的除尘效率,对于极其微小的粉尘颗粒,电除尘器依然能将其清除;

(2)压力降较小且节能,在运行工程中不需要消耗太多的电能,进而降低了运行成本;

(3)能够处理高温烟气,一般常规电除尘器处理的烟气温度不超过2000C而高温电除尘器可以处理高于300℃的烟气,在冶金行业和水泥行业应用较多;

(4)有着很高的烟气处理量上限,单台的烟气处理量要远大于其他除尘设备。当然,电除尘器也存在一些缺点:

(1)易受到实际工况的影响,不同行业的烟气具有不同的特性,极易影响其除尘效率,例如,粉尘比电阻在适当的范围内,才会有较高的除尘效率;

(2)尺寸较大,只有保证足够大的空间的情况下,才能安装;

(3)耗用钢材多,初期投资大,收尘极的耗钢量约占总耗钢量的40%-50%;

(4)结构十分复杂,制造精度、安装精度均要求高,运行水平也有十分严格的要求。

2提高电除尘除尘效率的优化措施

2.1降低粉尘比电阻

若单纯地从技术层面上对高比电阻粉尘引起的反电晕现象加以解决,为此应当首先对粉尘层和粉尘引起的电晕电流或比电阻进行降低。但一般情况下,要达到降低电晕电流的效果,就要通过降低收尘区电场强度来取得,但这样的做法也会导致除尘效率的降低,为此,要避免粉尘层被击穿,要采取的方法就是降低粉尘的比电阻。针对粉尘比电阻的降低,常用的一种方法是调至烟气。在气体中水分少且温度高时,一般会利用水分来降低粉尘比电阻,通过气体介质强度的加强减少气体粘度。此时要注意的一点是:水量要根据含硫量来确定,这样才能保证含尘气体的整体温度在露点以上,避免导致气体增湿引起的排灰、输灰难的情况出现。另外一种方法是利用化学调理剂降低比电阻。当燃料中含硫量较低的时候,下灰比电阻是处于较高的水平,此时适当的加入调理剂,可起到比电阻降低的效果。

2.2定期校核和调整极板间距

通常电除尘器释放电极的框架是采用圆型或异型钢管焊制的,重量轻且结构单薄,长期工作在高温、振打力环境下,容易出现变形或移位的情况。一旦移位,振打锤会在偏离振打位置上用力,自然会导致振打力的减弱。这样就会对供电产生影响,从而降低了振打清灰的最终效果。如果电除尘器使用频繁,收尘极和放电极就会出现反复热胀冷缩的情况,此时很容易导致框架的变形而缩短极间距离,导致高压放电间距变小,从而引起电压的增大,造成电场荷电性能的降低。因此,必须要对电除尘器的运行及框架情况定期检查,及时按照规范做出校对,一旦发现有不符合规范的间距,要马上调整,以提高提高电除尘器的除尘效率。

2.3选择合理、有效的清灰形式

从当前电除尘卸灰控制来看,主要包括以下四种形式:第一,连续卸灰控制;第二,周期定时卸灰控制。这几种方式应用最广泛,也各具优缺点。①连续卸灰控制。这种方式会造成两种情况的出现,一是灰斗排空,二是灰斗满灰。当出现第二种情况时,灰斗负荷会加重,导致短路等情况的出现,最终影响除尘器的正常使用。②上料位检测卸灰定时控制和上、下料位检测卸灰控制是两种卸灰效果较好的方式。但如果是后级电场灰斗,这两种卸灰控制方式都是不适合的,这是由于后级电场灰斗中收集的灰量一般较少,这就导致灰位上升时间长,期间如果灰斗保温措施差,很容易就会导致灰料结块棚灰的出现。级次靠后的灰斗,要提高除尘效率,就要采取必要的加热保温措施,除此之外,还应适当对上料位检测的高度进行降低,或者实现卸灰和阳极振打的联动,这样才能达到更好的防漏风、排灰畅的效果,从而促进了除尘效率的提升。

3结语

电除尘技术在各种除尘技术中有着非常明显的优势,其也是也多种学科的基础上所诞生的,并且在各个方向的创新和改革也都能使其得到更为高效的发展。电除尘技术不仅有着较广的研究开发价值以及应用前景,在科技水平快速提高的前提下,新型的电除尘技术和装备也在不断的应用于煤炭行业中,通过有效的研究和良好的实践,我国的电除尘技术必将更加的成熟和现代化。

参考文献:

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[4]赵庆峰.燃煤电厂电除尘技术的评估研究和应用[J].科技创业家,2013(19):89.

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