缅甸环球国际

歡迎進入山東凌志環保工程有限公司官方網站! 客戶案例 | 在線留言 | 聯系方式
山東凌志環保工程有限公司

熱門關鍵詞: 工業廢氣治理 廠房環境治理 廢氣處理設備 有機廢氣治理脫硫脫硝

分類
聯系凌志
聯系凌志
山東凌志環保工程有限公司

銷售熱線:0536-6181895

手機:13336368668

傳真:0536-6181895

QQ:94471180

Email:[email protected]

地址:山東省諸城市密州東路與縱一路交叉路口南首200米路西

當前位置:首頁 >> 新聞內容
濕電除塵器的應用
作者:admin   發布時間:2016/11/2 15:49:21   文章來源:本站   點擊率:

濕電除塵器方案

1. 濕式電除塵器的工作原理

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,水霧在芒刺電極形成的強大的電暈場內荷電后分裂進一步霧化,電場力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并,共同對粉塵粒子起捕集作用,最終粉塵粒子在電場力的驅動下到達集塵極而被捕集。水在集塵極上形成連續的水膜,將捕獲的粉塵沖刷到灰斗中隨水排出。原理圖如下

1

1.1 濕式電除塵器工作原理

靜電除塵器的除塵過程可分為四個階段:氣體的電離;粉塵獲得離子而荷電;荷電粉塵向電極移動;將電極上的粉塵清除。

只是濕式靜電除塵脫除的對象由粉塵和霧滴,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。從原理上來講,首先由于水滴的存在對電極放電產生了影響,要形成發射離子,金屬電極中的自由電子必須獲得足夠的能量,才能克服電離能而越過表面勢壘成為發射電子。讓電極表面帶水是降低表面勢壘的一種有效措施。水覆蓋金屬表面后,將原來的“金屬一空氣”界面分割成“金屬一水”界面和“水一空氣”界面,后兩種界面的勢壘比前一種界面的勢壘低很多。這樣,金屬表面帶水后,將原來的高勢壘分解為兩種低勢壘,大大削弱表面勢壘對自由電子的阻礙作用,使電子易于發射。另外,水中的多種雜質離子在電場作用下,也易越過表面勢壘而成為發射離子。這些都改變了電極放電效果,使之能在低電壓下發生電暈放電。其次由于水滴的存在,水的電阻相對較小,水滴與粉塵結合后,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會更加穩定;另外由于濕式靜電除塵器采用水流沖洗,沒有振打裝置,所以不會產生二次揚塵。7

缅甸环球国际 放電極結構和電暈場荷電示意圖

1.2 影響濕式靜電除塵器除塵效率的主要因素

靜電電壓值、水量、粉塵濃度三因素對濕式靜電除塵效率的效應都為正,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。其中電壓對除塵效率的影響最為顯著,其次是水量,粉塵濃度的影響最小。靜電和水霧相結合可顯著地提高了除塵效率【7】

1.3 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,根據國內研究水霧對濕式電除塵的除塵效率的提高有一系列的影響,主要機理:

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”對高比電阻粉塵起到調質作用而防止了“反電暈”現象的發生;對粘滯性強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,放電極還兼起霧化器的作用,采用同一電源可實現電暈放電、水的霧化、水霧和粉塵粒子荷電,實現了靜電和水霧的有機結合。

缅甸环球国际 l 水霧直接噴向放電極,荷電量高,這種高荷質比水霧在電場中的碰撞攔截、吸附凝并作用可大大提高除塵效率。

缅甸环球国际 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,同時避免了干式除塵由于振打清灰帶來的一系列問題。

l 將水霧噴向放電極和電暈區使水霧進一步霧化的方法,靜電并不和噴霧裝置直接接觸,所以幾乎不存在絕緣問題。這種方法完全有別于“電暈放電使水霧化”的除塵技術,后者由于水與電直接接觸,絕緣幾乎不可能,實際上很難實現工業應用。

l 芒刺電極能產生很強的靜電場,、同時具有很好的電暈放電能力,靜電和水霧協同作用,具有很高的除塵效率。

1.4 濕式靜電除塵器與干式靜電除塵器比較

干式靜電除塵器與濕式靜電除塵器比較表【8】

項目

單位

干式靜電除塵

濕式靜電除塵

粉塵收集機理

粉塵收集機理

電暈放電庫侖力

電暈放電庫侖力

電極上粉塵清除方法

機械振打

沖洗

粉塵處理

干輸灰或水沖灰

水沖灰

應用條件

煙氣低于飽和溫度

不適用

適用

煙氣高于飽和溫度

適用

不適用

粉塵比電阻

Ω·cm

104~1012

不受限制

出口粉塵濃度的極限

mg/Nm3

5~20

實際低于1.0

SO2濃度的極限

mg/L

無限制

100~200

其它方面

集塵面積

m2

小(占干式的1/2~1/3)

轉動部件

密封性能

較好

水處理設備

不需要

需要

壽命

一般

較長

除去污染物

PM2.5粉塵

作用有限

適用

SO3微液滴

不適用

適用

汞及氧化物

不適用

適用

2. 濕式電除塵器的分類和結構特點

近100年濕式靜電除塵器為冶金工業和其他行業作為一種控制煙氣中硫酸、顆粒有效手段廣泛應用。目前全世界范圍內投入運行的濕式靜電除塵器超過1000 個裝置。

2

2.1 基本型式:

濕式靜電除塵器在結構上有兩種基本型式: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的煙氣。

在相同的集塵面積時,管式靜電除塵器內的煙氣流速可以是設計為板式除塵器的兩倍,因此在達到相同除塵效率時,管式除塵器的占地面積要遠小于板式除塵器。

鹽城大天力環境治理有限公司專一生產濕電除塵

2.2 濕式靜電除塵器的布置方式

垂直獨立布置

在化工和冶金行業應用的大型濕式靜電除塵器一般為垂直煙氣流獨立布置,一般為模塊化設計的管式設計,這種設計便于安裝和解列維修,但其需要額外的布置空間。

水平獨立布置:在美國的AES Deepwater電廠和日本的火力發電廠中濕式靜電除塵器采用水平煙氣流獨立布置。【9】如圖所示

水平布置在吸收塔后煙道

垂直組合布置:2000年以后,較早采用濕式石灰石石膏法脫硫系統的加拿大New Brunswick電力公司的Dalhousie和Coleson Cove電廠(315MW機組)【9】,采用的濕式靜電除塵器對吸收塔除霧器進行改造,即將濕式除塵器布置在吸收塔的上方替代原有的機械除霧器,這種方式可以使成本和運行費用也是最低的,占地面積也很小。

布置在吸收塔上方的濕式靜電除霧器

2.3 水沖刷方法

常用的沖刷方法有【7】:自沖刷:就是利用捕集的液滴來濕潤集塵極(此方法適用于捕集顆粒為液體顆粒);噴霧沖刷:霧化噴嘴采用水或空氣或水和空氣連續地沖刷集塵極,使霧化液滴和顆粒在集塵極表面形成一層沖刷膜;液膜沖刷:采用連續的液膜沖洗集塵極。由于液膜能充當集塵板,管狀式、極式的集塵板只不過是它的支承物。因此,沖刷液是否具有導電性能極為重要。其次,液膜的物理特性和分布情況也很重要。

2.4 結構材料

影響濕式靜電除塵器運行可靠性的重要因素是結構材料的選擇,這是因為濕式靜電除塵器通常在低于沖刷液的絕熱飽和溫度下運行,易引起腐蝕。因此,需合理地選擇各部位的結構材料。

從結構材料上講,殼體是濕式靜電除塵器中最安全的,通常采用普通鋼,為防止腐蝕,其內表面需涂有薄層防腐材料,安裝時還需嚴格殼體內表面的易腐蝕性,如焊接點、構件連接處及蓋板等。

集塵板表面需具有較強的抗腐蝕能力。同時應將易產生腐蝕的聯接點減至最小,因為集塵極一旦發生故障。不僅會擾亂電場,而且會產生火花,引起除塵性能的下降。

放電極的抗腐蝕性能應高于其它部件,因為其表面易造成粉塵液結,局部腐蝕較快,因此,需有特殊的保護措施。

各種不銹鋼和鈦在模擬濕式電除塵中腐蝕環境下失重情況對比【6】

鹽城大天力環境治理有限公司專一生產濕電除塵

3. 濕式靜電除塵器對各種污染物去除能力

據國外相關文獻表明,濕式靜電除塵器對酸霧、有毒重金屬以及 PM10,尤其是PM2.5的微細粉塵有良好的脫除效果。可以使用濕式靜電除塵器來控制電廠的SO3酸霧,具有聯合脫除的前景。根據國外濕式靜電除塵器的研究和應用表明,在濕法脫硫系統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。【8】

美國在2000年在Bruce Mansfield電廠的2#機組(835MW燃用3%高硫煤)安裝了一個試驗性的濕式靜電除塵裝置(管式安裝在FGD上部),以測試濕式電除塵對多種污染物的去除率。在2003年的試驗表明,濕式靜電除塵器在較高的煙氣流速下對污染物的去除率都達到較高水平。【9】

煙氣流量(acfm)

煙氣流速(m/s)

SO3酸霧

粉塵

單質汞

氧化汞

化合汞

8000

3

88%

93%

36%

76%

67%

15000

4.5

65%

70%

26%

50%

67%

3

3.1 濕式靜電除塵器對PM2.5和SO3的去除機理

缅甸环球国际 在電除塵器中對粉塵顆粒有兩種類型的荷電過程,對于直徑大于1μm的顆粒來說場荷電是主要作用,顆粒碰撞沿電力線運動的負離子而帶電,這時電壓的強弱是影響這個過程的最主要因素。對直徑大于0.5μm的顆粒來說擴散荷電是主要作用,亞微米粒子在隨機運動時與負離子碰撞而帶電,注入的電流密度是影響擴散放電最重要的因素。濕式靜電除塵中,因放電極被水浸潤后,電子較易溢出,同時水霧被放電極尖端的強大電火花進一步擊碎細化,使電場中存在加上大量帶電霧滴,大大增加亞微米粒子碰撞帶電的機率,而帶電粒子在電場中運動的速度是布朗運行的數十倍,這樣就大幅度提高了亞微米粒子向集電極運行的速度,可以在較高的煙氣流速下,捕獲更多的微粒。

國外的研究表明,在高于露點溫度以上時,煙氣中的SO3在205℃(400F)以下時,主要以H2SO4的微液滴形式存在【9】。其平均顆粒的直徑在0.4μm以下,屬于亞微米顆粒范疇。這也是干式靜電除塵器和FGD對SO3的去除率較低的主要原因。濕式靜電除塵器對亞微米顆粒的高捕獲率,可對SO3的微液滴起相同作用。

因此濕式靜電除塵能夠高效地去除亞微米粒子,霧滴,小至0.01μm的微塵,除塵效率根據運行的電場數不同一般都可達到99.9 %以上。【8】

3.2 濕式靜電除塵對石膏粉塵和液滴作用

國外因濕式脫硫的吸收塔出口的除霧器設計的要求較高,除霧器出口所攜帶的液滴濃度只有20mg/Nm3,基本上沒有石膏液滴帶出,所以沒有相關研究資料。國內已投用吸收塔的除霧器出口霧滴濃度設計為75mg/Nm3,而運行時往往還高于設計值,造成吸收塔出口有大量的石膏液滴帶出,針對濕式靜電除塵器對石膏以及石膏液滴的去除機理,可以作如下分析:

對于電除塵對石膏粉塵的去除機理,我們查閱了相關資料【12】,總結如下:

根據電除塵的除塵效率計算公式(多依奇公式)

其中S為比集塵面積,ω是粉塵在電場中的理論驅進速度,理論驅進速度是直接反映粉塵在電暈場中運動的難易程度的指標,查閱相關資料得石膏粉塵的理論驅進速度為0.16~0.2m/s,煤粉爐灰的理論驅進速度為0.1~0.14 m/s,當比集塵面積為10m2/(m3/s)條件下,可計算出電場對石膏粉塵的除塵效率為98%,煤灰為96.4%。可看出在相同條件中,石膏粉塵比煤灰更容易被捕獲。因為濕式靜電除塵工作原理與普通的電除塵相同,同時國外的相關資料也明確說明,這公式對濕式電除塵同樣適用。因此濕式電除塵去除石膏粉塵效率要高于去除煤灰的效率。

在脫硫系統出口石膏是以CaSO4·2H2O的液滴形式存在,經過除霧器后,其粒徑基本上在20μm以下。液滴的脫除一般采用濕式除塵技術,而濕式靜電除塵器的水噴淋作用可以近似看作為一個重力噴霧濕式除塵。查閱相關資料,濕式除塵的效率計算公式【13】

其中Et濕式除塵總能量消耗,△Pg是指煙氣通過濕式除塵的壓力損失,△PL是指濕式除塵噴水壓力,Qb是指濕式除塵的噴水流量,Qg是濕式除塵中煙氣流量,其中α和β是與煙氣中粉塵類型相關的常數。根據三菱提供的濕式靜電除塵方案中各項數據計算可得Et=0.8,對應于石膏液滴的α和β目前還沒有查到,但是當Et=0.8時對于各種酸霧(近似為微液滴),濕式除塵的效率均可達到70%以上。

雖然沒有實際的測試數據說明,但是根據電除塵和濕式除塵的機理,已能說明濕式靜電除塵器可有效地除去煙氣中石膏粉塵和石膏液滴。

目前國外研究和運行經驗表明,1電場濕式靜電除塵器的除塵效率在70%左右,2電場的除塵效率在90%以上,這樣濕式靜電除塵器除去石膏的效率應高于除去粉塵的效率。也就是說如果吸收塔出口石膏液滴濃度在100 mg/m3時,進入1電場濕式靜電除塵器后,最多不可能超過30 mg/m3(石膏粉塵濃度6 mg/m3),如果是2電場的濕式除塵器則會更低。可以達到國外吸收塔出口的水平,不會在煙囪出口出現石膏雨現象。鹽城大天力環境治理有限公司專一生產濕電除塵