濕電除塵器的應(yīng)用詳細(xì)內(nèi)容介紹
濕式靜電除塵器的主要工作原理:將水霧噴向放電極和電暈區(qū),水霧在芒刺電極形成的強(qiáng)大的電暈場(chǎng)內(nèi)荷電后分裂進(jìn)一步霧化,電場(chǎng)力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并,共同對(duì)粉塵粒子起捕集作用,*終粉塵粒子在電場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下到達(dá)集塵極而被捕集。水在集塵極上形成連續(xù)的水膜,將捕獲的粉塵沖刷到灰斗中隨水排出。
靜電除塵器的除塵過(guò)程可分為四個(gè)階段:氣體的電離;粉塵獲得離子而荷電;荷電粉塵向電極移動(dòng);將電極上的粉塵清chu。
只是濕式靜電除塵脫除的對(duì)象由粉塵和霧滴,但是由于霧滴與粉塵的物理特性存在差別,其工作原理也有所差異。從原理上來(lái)講,首先由于水滴的存在對(duì)電極放電產(chǎn)生了影響,要形成發(fā)射離子,金屬電極中的自由電子必xu獲得足夠的能量,才能克服電離能而越過(guò)表面勢(shì)壘成為發(fā)射電子。讓電極表面帶水是降低表面勢(shì)壘的一種有效措施。水覆蓋金屬表面后,將原來(lái)的“金屬一空氣”界面分割成“金屬一水”界面和“水一空氣”界面,后兩種界面的勢(shì)壘比前一種界面的勢(shì)壘低很多。這樣,金屬表面帶水后,將原來(lái)的高勢(shì)壘分解為兩種低勢(shì)壘,大大削弱表面勢(shì)壘對(duì)自由電子的阻礙作用,使電子易于發(fā)射。另外,水中的多種雜質(zhì)離子在電場(chǎng)作用下,也易越過(guò)表面勢(shì)壘而成為發(fā)射離子。這些都改變了電極放電效果,使之能在低電壓下發(fā)生電暈放電。其次由于水滴的存在,水的電阻相對(duì)較小,水滴與粉塵結(jié)合后,使得高比電的粉塵比電阻下降,因此濕式靜電除塵的工作狀態(tài)會(huì)更加穩(wěn)定;另外由于濕式靜電除塵器采用水流沖洗,沒(méi)有振打裝置,所以不會(huì)產(chǎn)生二次揚(yáng)塵。
靜電電壓值、水量、粉塵濃度三因素對(duì)濕式靜電除塵效率的效應(yīng)都為正,即除塵效率隨著電壓的升高、水量的增大、粉塵濃度的加大而上升。其中電壓對(duì)除塵效率的影響*為顯著,其次是水量,粉塵濃度的影響*小。靜電和水霧相結(jié)合可顯著地提高了除塵效率
濕式靜電除塵中水的作用
濕式靜電除塵器中的水主要以霧化的水滴存在,根據(jù)國(guó)內(nèi)研究水霧對(duì)濕式電除塵的除塵效率的提高有一系列的影響,主要機(jī)理:
l 水霧可以保持放電極清潔,使電暈一直旺盛;霧粒擊打在集塵極上形成薄而均勻的水膜,它可以阻止低比電阻粉塵的“二次飛揚(yáng)”對(duì)高比電阻粉塵起到調(diào)質(zhì)作用而防止了“反電暈”現(xiàn)象的發(fā)生;對(duì)粘滯性強(qiáng)的粉塵又可防止粘掛電極;它還適合于收集那些易燃、易爆的粉塵。
l 水霧直接噴向放電極和電暈區(qū),放電極還兼起霧化器的作用,采用同一電源可實(shí)現(xiàn)電暈放電、水的霧化、水霧和粉塵粒子荷電,實(shí)現(xiàn)了靜電和水霧的有機(jī)結(jié)合。
l 水霧直接噴向放電極,荷電量高,這種高荷質(zhì)比水霧在電場(chǎng)中的碰撞攔截、吸附凝并作用可大大提高除塵效率。
l 水霧擊打到集塵極上形成水流流下,使集塵極始終保持清潔,省去了振打裝置,同時(shí)避免了干式除塵由于振打清灰?guī)?lái)的一系列問(wèn)題。
l 將水霧噴向放電極和電暈區(qū)使水霧進(jìn)一步霧化的方法,靜電并不和噴霧裝置直接接觸,所以幾乎不存在絕緣問(wèn)題。這種方法完quan有別于“電暈放電使水霧化”的除塵技術(shù),后者由于水與電直接接觸,絕緣幾乎不可能,實(shí)際上很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。
l 芒刺電極能產(chǎn)生很強(qiáng)的靜電場(chǎng),、同時(shí)具有很好的電暈放電能力,靜電和水霧協(xié)同作用,具有很高的除塵效率。
濕式靜電除塵器在結(jié)構(gòu)上有兩種基本型式:管式和板式。管式靜電除塵器的集塵極為多根并列的園形或多邊形金屬管,放電極均布于極板之間,管狀濕式靜電除塵器只能用于處理垂直流動(dòng)的煙氣。板式靜電除塵器的集塵極呈平板狀,可獲得良好的水膜形成的特性,極板間均布電暈線,板式濕式靜電除塵器可用于處理水平或垂直流動(dòng)的煙氣。
在相同的集塵面積時(shí),管式靜電除塵器內(nèi)的煙氣流速可以是設(shè)計(jì)為板式除塵器的兩倍,因此在達(dá)到相同除塵效率時(shí),管式除塵器的占地面積要遠(yuǎn)小于板式除塵器。
式靜電除塵器的布置方式
垂直獨(dú)立布置
在化工和冶金行業(yè)應(yīng)用的大型濕式靜電除塵器一般為垂直煙氣流獨(dú)立布置,一般為模塊化設(shè)計(jì)的管式設(shè)計(jì),這種設(shè)計(jì)便于安裝和解列維修,但其需要額外的布置空間。
水平獨(dú)立布置:在美國(guó)的AES Deepwater電廠和日本的火力發(fā)電廠中濕式靜電除塵器采用水平煙氣流獨(dú)立布置。
結(jié)構(gòu)材料
影響濕式靜電除塵器運(yùn)行可靠性的重要因素是結(jié)構(gòu)材料的選擇,這是因?yàn)闈袷届o電除塵器通常在低于沖刷液的絕熱飽和溫度下運(yùn)行,易引起腐蝕。因此,需合理地選擇各部位的結(jié)構(gòu)材料。
從結(jié)構(gòu)材料上講,殼體是濕式靜電除塵器中*安全的,通常采用普通鋼,為防止腐蝕,其內(nèi)表面需涂有薄層防腐材料,安裝時(shí)還需嚴(yán)格殼體內(nèi)表面的易腐蝕性,如焊接點(diǎn)、構(gòu)件連接處及蓋板等。
集塵板表面需具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力。同時(shí)應(yīng)將易產(chǎn)生腐蝕的聯(lián)接點(diǎn)減至*小,因?yàn)榧瘔m極一旦發(fā)生故障。不僅會(huì)擾亂電場(chǎng),而且會(huì)產(chǎn)生火花,引起除塵性能的下降。
放電極的抗腐蝕性能應(yīng)高于其它部件,因?yàn)槠浔砻嬉自斐煞蹓m液結(jié),局部腐蝕較快,因此,需有特殊的保護(hù)措施。
濕式靜電除塵器對(duì)各種污染物去除能力
據(jù)國(guó)外相關(guān)文獻(xiàn)表明,濕式靜電除塵器對(duì)酸霧、有毒重金屬以及 PM10,尤其是PM2.5的微細(xì)粉塵有良好的脫除效果。可以使用濕式靜電除塵器來(lái)控制電廠的SO3酸霧,具有聯(lián)合脫除的前景。根據(jù)國(guó)外濕式靜電除塵器的研究和應(yīng)用表明,在濕法脫硫系統(tǒng)后布置濕式電除塵器可以有效地去除煙氣中的PM2.5粉塵、SO3和汞及氧化物等污染物。
美國(guó)在2000年在Bruce Mansfield電廠的2#機(jī)組(835MW燃用3%高硫煤)安裝了一個(gè)試驗(yàn)性的濕式靜電除塵裝置(管式安裝在FGD上部),以測(cè)試濕式電除塵對(duì)多種污染物的去除率。在2003年的試驗(yàn)表明,濕式靜電除塵器在較高的煙氣流速下對(duì)污染物的去除率都達(dá)到較高水平。
鞍鋼第2發(fā)電廠濕式靜電除塵器應(yīng)用情況
2006年建成的鞍鋼第2發(fā)電廠是燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電廠,總裝機(jī)容量300MW(燃機(jī)183.3MW,汽機(jī)117MW)。燃料為低熱值高爐煤氣(約47Nm3/h)和焦?fàn)t煤氣(約3萬(wàn)Nm3/h)的混合氣體,煤氣從高爐、焦?fàn)t出來(lái)后已經(jīng)過(guò)除塵、脫硫處理。濕式靜電除塵器安裝在煤氣壓縮機(jī)前,對(duì)煤氣再進(jìn)行除塵凈化,除塵凈化后的煤氣經(jīng)壓縮后進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒。濕式電除塵器、煤氣壓縮機(jī)、M701S(F)高爐煤氣燃?xì)廨啓C(jī)均由日本三菱重工提供。
濕式靜電除塵器為水平板式、單電場(chǎng),處理煤氣量560,000Nm3/h,設(shè)計(jì)除塵效率為80%,。本體包括整流變?yōu)槿毡救庵毓ぬ峁o助系統(tǒng)(泵、管道)為三菱重工設(shè)計(jì)、國(guó)內(nèi)采購(gòu)。濕式電除塵器前后未裝粉塵濃度檢測(cè)裝置,日本三菱重工曾經(jīng)人工取樣檢測(cè)過(guò)濕式電除塵器前后的裝粉塵濃度,但具體數(shù)據(jù)不詳。
濕式電除塵器外殼材料為20G,內(nèi)部構(gòu)件為SUS304。氣體通道數(shù):46個(gè),通道寬度(同極距):300mm,有效電極gao度:7.6m,有效電場(chǎng)長(zhǎng)度:3.299 m,噴水管:3根,噴嘴數(shù)合計(jì):60個(gè)。循環(huán)水流量:42m3/h,壓力0.25Mpa。
運(yùn)行后主要問(wèn)題:個(gè)別放電極尖頭處存在積垢現(xiàn)象,但不影響除塵效率。噴嘴在2009年進(jìn)行了更換。電除塵器的故障主要是電場(chǎng)內(nèi)進(jìn)入異物、噴淋水霧化不良、放電極結(jié)垢等。濕式電除塵器后本體維護(hù)工作量很少,但廢水坑中的灰泥每年機(jī)組檢修時(shí)需進(jìn)行清理,給水泵、廢水泵需定期保養(yǎng)維護(hù)
與濕電除塵器的應(yīng)用
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