1、濕法電除塵（霧）WESP技術培訓,培訓目標,一、了解除塵器的定義和類別 二、掌握電除塵器工作原理 三、熟悉電除塵器基本結(jié)構(gòu) 四、掌握濕法電除塵器的基本結(jié)構(gòu)和主要部件 五、掌握電除塵器術語 六、圖紙,一、除塵器的定義和類別,全球污染最高的在北非和中國的華北、華東、華中全部，群眾對灰霾天氣習以為常,中國已成為世界上大氣污染最嚴重的國家之一,電廠、石化等等工業(yè)大氣污染 汽車等交通工具污染 建筑等揚塵污染 ,陰霾天氣,大氣過度污染,截止2012年底，我國塵肺病累計發(fā)病60余萬例，死亡人數(shù)超過14萬例，病死率為24 我國呼吸系統(tǒng)疾病、塵肺病、冠心病等人數(shù)目增長速度居世界之首 ,要命的空氣！,浙江省PM2

2、.5粉塵的治理目標是到2015年，PM2.5濃度降至60微克/立方米，到2020年，PM2.5濃度降至50微克/立方米,人類需要潔凈的空氣.,國務院、省政府明確提出PM2.5粉塵治理目標,復合微細顆粒物分級除塵技術研發(fā)，刻不容緩,1除塵器的定義,任意形狀與任何密度的固體粉塵或液滴，大小在10-3 103m之間，與氣體介質(zhì)一起所組成的氣態(tài)分散體系稱為氣溶膠（俗稱含塵氣體）。 把氣溶膠中固相粉塵或液相霧滴從氣體介質(zhì)中分離出來的過程稱為除塵過程（亦稱為分離捕集過程）。 將氣溶膠中的粒子從氣體介質(zhì)中分離出來并加以捕集的裝置統(tǒng)稱為除塵器。,8,2除塵器的分類,9,10,3除塵器的性能指標,（1）處理氣體

3、的流量 （2）除塵器的壓力損失 技術性能指標 （3）除塵效率 （4）設備基建投資與運行管理費用 （5）使用壽命 經(jīng)濟性能指標 （6）占地面積或占用空間體積,（1）粉塵的形狀 ：粒子的外形 （2）粉塵的粒徑：顆粒在某方向與同質(zhì)有相同特性的球體的直徑 （3）粉塵的分散度：粉塵粒徑的分布 （4）粉塵的密度： 真密度不考慮顆粒間空隙的實有密度。 堆積密度自然堆積時單位體積的質(zhì)量。 （5）粉塵的安息角 （堆積角/休止角）：自漏斗連續(xù)落到平板上自然形成的圓椎體母線與水平面的夾角。 （6）粉塵的磨損性：粒子沖擊器壁或與壁面摩擦產(chǎn)生的磨損。,4粉塵的性質(zhì),（7）粉塵的黏附性：粉塵之間存在黏附力（分子力、毛細黏

4、附力、庫侖力）而形成團聚的性質(zhì)。 （8）粉塵的荷電性質(zhì)：由于摩擦和電場的作用而荷電的能力。 （9）粉塵的比電阻：每平方厘米面積上厚度為1cm的粉塵層，沿厚度方向測得的電阻值，cm （10）粉塵的成分：粉塵的化學成分。 （11）粉塵的浸潤性：粉被水浸潤的現(xiàn)象（用浸潤速度表示，親水性粉塵/疏水性粉塵） （12）粉塵的爆炸性：遇明火、高溫、摩擦可能發(fā)生爆炸的特性。 （13）粉塵的放射性：原生放射性和次生放射性,5我國燃煤電廠除塵技術的發(fā)展與應用,1995年之前濕式除塵器為主 1995年至今電除塵器為主 2000年之后布袋除塵器的應用受到重視,14,二、電除塵器工作原理,雙區(qū)電除塵器,單區(qū)電除塵器,含

5、塵氣體,清潔氣體,集塵板（+）,電暈線(一),粒子荷 電和放電在同一個電場中進行,荷電段,集塵段,電暈線,集塵板（-） 高壓板（+）,電暈放電 粉塵荷電 粉塵運動,放電金屬線 電暈極,含負離子區(qū),電暈區(qū),金屬管 集塵極,三步曲,1電暈放電,1.1 電暈放電機理 金屬絲放出的電子迅速向正極移動，與氣體分子撞擊使之離子化 氣體分子離子化的過程又產(chǎn)生大量電子雪崩過程 遠離金屬絲，電場強度降低，氣體離子化過程結(jié)束，電子被氣體分子捕獲 氣體離子化區(qū)域電暈區(qū) 自由電子和氣體負離子是粒子荷電的電荷來源,22,23,1.2 起始電暈電壓-開始產(chǎn)生電暈電流所施加的電壓 管式電除塵器內(nèi)任一點的電場強度 起始電暈電

6、壓與煙氣性質(zhì)和電極形狀、幾何尺寸等因素有關，起始電暈所需要電場強度（皮克經(jīng)驗公式） 一空氣的相對密度 m導線光滑修正系數(shù)，無因次，0.5m1.0 對于清潔的光滑圓線m=1，實際可取0.60.7,r-距電暈線中心的距離 a-電暈線半徑 b-管式電除塵器的半徑 V-施加于電暈線與集電極之間的電壓,在r=a時 （電暈電極表面上），起始電暈電壓 ：,=T0P/TP0 P0、T0為標況下的大氣壓（1atm）和溫度（298K）； T、P為運行狀況的溫度和空氣壓力； 可見，起始電暈電壓可以通過調(diào)整電極的幾何尺寸來實現(xiàn)。 電暈線越細，起始電暈所需要的電壓越小。,板式電除塵器： 式中：c兩個電暈極之間的半徑，m

7、； a電暈極半徑，m； b電暈極到集塵極的距離。,正、負電暈極在空氣中的電暈電流一電壓曲線,電暈區(qū)范圍逐漸擴大致使極間空氣全部電離-電場擊穿；相應的電壓-擊穿電壓 在相同電壓下通常負電暈電極產(chǎn)生較高的電暈電流，且擊穿電壓也高得多 工業(yè)氣體凈化傾向于采用穩(wěn)定性強，操作電壓和電流高的負電暈極； 空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用正電暈極，好處在于其產(chǎn)生臭氧和氮氧化物的量低,1.3 影響電暈特性的因素 電極的形狀、電極間距離 氣體組成、壓力、溫度 不同氣體對電子的親合力、遷移率不同 氣體溫度和壓力的不同影響電子平均自由程和加速電子及能產(chǎn)生碰撞電離所需要的電壓 氣流中要捕集的粉塵的濃度、粒度、比電阻以及在電暈極和集塵極

8、上的沉積 電壓的波形,兩種機理 電場荷電或碰撞荷電-離子在靜電力作用下做定向運動，與粒子碰撞而使粒子荷電 擴散荷電-離子的擴散現(xiàn)象而導致的粒子荷電過程；依賴于離子的熱能，而不是依賴于電場 粒子的主要荷電過程取決于粒徑 對于d0.5m的微粒，以電場荷電為主 對于d0.15m的微粒，以擴散荷電為主 對于粒徑介于0.150.5 m之間的粒子，則需要同時考慮這兩種過程。,2粒子荷電,2.1 電場荷電,粒子獲得的飽和電荷,（2） 影響電場荷電的因素 粒徑dp和介電常數(shù) 電場強度E0和離子密度N0 一般粒子的荷電時間僅為0.1s，相當于氣流在除塵器內(nèi)流動1020cm所需要的時間，一般可以認為粒子進入除塵器

9、后立刻達到了飽和電荷,與電場電荷過程相反，不存在擴散荷電的最大極限值（根據(jù)分子運動理論，不存在離子動能上限） 荷電量取決于離子熱運動的動能、粒子大小和荷電時間 擴散荷電理論方程,2.2 擴散荷電,處于中間范圍 （0.150.5m）的粒子，需同時考慮電場荷電和擴散荷電,根據(jù)Robinson的研究，簡單地將電場荷電和擴散荷電的電荷相加，可近似地表示兩種過程綜合作用時的荷電量，與實驗值基本一致,2.3 電場荷電和擴散荷電的綜合作用,2.4 異常荷電現(xiàn)象,反電暈：沉積在集塵極表面的高比阻粒子導致在低電壓下發(fā)生火花放電或在集塵極發(fā)生反電暈現(xiàn)象，通常當比電阻高于21010歐姆厘米時，較容易發(fā)生火花放電或反

10、電暈，破壞了正常電暈過程。 電暈閉塞 當含塵量大于某一數(shù)值時，電暈現(xiàn)象消失，塵粒在電場中得不到電荷，電暈電流幾乎減小到零，失去除塵作用，即電暈閉塞。,在電暈區(qū)內(nèi)，氣體正離子向電暈極運動的路程極短，因此它們只能與極少數(shù)的塵粒相遇并使之荷正電，而沉降在電暈極上；在負離子區(qū)內(nèi)，大量荷負電的粉塵顆粒在電場力的驅(qū)動下向集塵極運動，到達極板失去電荷后便沉降在集塵極上。,3粉塵沉積,電暈極的清灰一般采用機械振動的方式。集塵極清灰方法有在干式和濕式除塵器中是不同的。 在干式除塵器中，沉積在集塵極上的粉塵是由機械撞擊或電極振動產(chǎn)生的振動力清除的。 在濕式除塵器中，則采用水沖洗的形式清除。,4粉塵的清除,三、電除

11、塵器的基本結(jié)構(gòu),1管式電除塵器和板式電除塵器,1.1單管電除塵器示意圖,1.2多管電除塵器示意圖,1.3板式電除塵器示意圖,立式電除塵器示意圖,臥式電除塵器示意圖,2立式和臥式電除塵器,3單區(qū)和雙區(qū)電除塵器,44,板式單區(qū)電除塵器示意圖,板式雙區(qū)電除塵器示意圖,干式電除塵器示意圖,濕式電除塵器示意圖,4干式和濕式電除塵器,四、濕法電除塵器的基本結(jié)構(gòu)和部件,第一臺除塵器是WESP，由Dr.Cottrell 1907年提出；,WESP最初是用來收集SO3酸霧；,第一臺干式除塵器是由Detroit Edison1922年首先應用；,從1970年后WESP廣泛用于大氣污染物綜合治理；,目前已經(jīng)在歐美和

12、日本已經(jīng)獲得推廣應用；,1濕法電除塵器的基本結(jié)構(gòu),為什么要采用濕法除塵器？,濕法去除PM2.5、SO3和重金屬效率高； 濁度能夠降低至5%； 沒有振打等機械部件，內(nèi)部維護少； 不存在破袋、二次污染等環(huán)境問題。,可以減少酸性氣體對除塵器的腐蝕； 不用收集大顆粒； 煙氣溫度低，不需考慮煙氣結(jié)露問題； 體積小，可以模塊化設計；,WESP位于脫硫終端處理設備：,水霧與粉塵凝聚 粉塵與水霧荷電； 荷電后粉塵收集到極板； 水膜沖洗極板,不受比電阻影響,無二次揚塵,極板無粉塵堆積,無振打運動部件,脫除SO3酸霧，減少煙囪腐蝕,有效捕集PM2.5,高效可靠,多污染物同時去除,煙氣溫度低、氣體 流速高，設備體積

13、小,模塊化設計、安裝簡單,濕法脫硫WESP一體設計 立式WESP,獨立WESP設計 臥式WESP,電暈電極,集塵電極,氣流分布裝置,灰斗（集液槽）,電除塵器本體,高壓供電裝置,低壓自動控制系統(tǒng),絕緣子加熱恒溫自動控制系統(tǒng),電氣系統(tǒng),2濕法電除塵器的主要部件,噴淋設備,噴淋循環(huán)泵,堿罐與計量泵,循環(huán)水池,清灰與水循環(huán)設備,2.1電暈電極 對電暈電極的基本要求： 起暈電壓低； 放電強度高，電暈電流大； 機械強度高，耐腐蝕； 能保證準確的極間距； 易清灰。,a.圓形線 b.星形線 c.鋸齒線 d.芒刺線,電暈線固定方式 重錘懸吊式 管框繃線式,2.2 集塵極 對集塵電極的要求是： 有利于粉塵在板面上

14、沉積，二次揚塵小； 易于清灰，形狀簡單; 易于制造并有足夠的剛度和強度。 集塵極型式: 管式 板式,58,a）圓管式 （b）蜂窩式 （c）郁金花狀,59,（a）小C板 （b）波紋板 （c）CW形板 （d）ZT形板 （e）棒幃形板 （f）Z形板 （g）480C形板 （h）735C形板,2.3 電除塵器高壓供電裝置,（1）電除塵器高壓供電裝置的作用 向電除塵器施加高壓電流和電壓，提供煙氣粉塵荷電電荷和收集粉塵的電場力。 高壓供電裝置是組成電除塵器的關鍵設備之一。,1）升壓變壓器 將工頻380V或220V交流電壓升到除塵器所需的高電壓，通常為5060kV。 極板間距加大，要求的電壓也相應增高，現(xiàn)已有

15、電除塵器的電壓提高到了80200KV以上。,靜電除塵器升壓變壓器,2）整流器 整流器的作用是將高壓交流電變?yōu)橹绷麟姟?目前多采用半導體硅整流器。 高頻開關電源SIR輸出功率比可控硅工頻相控整流電源T/R要高出56，從而減少了粉塵排放濃度，提高了除塵效率。,煙氣的溫度、濕度、煙氣量、煙氣成份及含塵濃度等工況條件是經(jīng)常變化的，這些變化直接影響到電壓、電流的穩(wěn)定性。因而要求供電裝置隨著煙氣工況的改變而自動調(diào)整電壓的高低（稱之為自動調(diào)壓），使工作電壓始終在接近于擊穿電壓下工作，從而保證除塵器的高效穩(wěn)定運行。 目前采用的自動調(diào)壓的方式有：火花頻率控制，火花積分值控制，平均電壓控制，定電流控制等。,靜電除

16、塵器控制裝置,2.4 電除塵器高壓供電裝置,五、電除塵器術語,（1）臺：有獨立殼體的除塵器為一臺 （2）室：在電除塵器內(nèi)部由外殼（或隔墻）所圍成的一個氣流的流通空間稱為室。單室、雙室電除塵器。 （3）電場：沿氣流流動方向?qū)⒏魇曳譃槿舾蓞^(qū)，每一區(qū)有完整的收塵極和電暈極，并配以相應的一組高壓電源裝置，每個獨立區(qū)稱為收塵電場。臥式電除塵器一般設有兩個、三個或四個電場。 （4）電場高度（m）：一般將收塵極板的高度減去上下兩端夾持端板稱為電場高度。 （5）電場通道數(shù)：電場中兩排極板之間的空間稱為通道，電場中的極板總排數(shù)減一稱為電場通道數(shù)。 （6）電場寬度（m）：一般將一個電場最外側(cè)兩個收塵板中心平面之間

17、的距離，稱作電場寬度。,（7）電場截面（m2）：一般將電場高度與電場寬度的乘積稱為電場截面。是表示電除塵器規(guī)格大小的主要參數(shù)之一。 （8）電場長度（m）：在一個電場中，沿氣流方向一排收塵極板的長度（即每排極板第一塊極板的前端到最后一塊極板末端的距離）稱作單電場長度。沿氣流方向各個單電場長度之和，稱作電除塵器的總電場長度，簡稱電場長度。 （9）處理煙氣量（ m3/s ）：即被凈化的煙氣量。 （10）電場風速（m/s）：煙氣在收塵電場中的平均流動速度，稱為電場風速。 （11）停留時間（s）：煙氣流經(jīng)電場長度所需要的時間稱為停留時間。,（12）收塵極板面積（m2）：指收塵極板的有效投影面積。每一排收

18、塵極板的收塵面積為電場長度與電場高度乘積的2倍。每一個電場的收塵面積為一排極板的收塵面積與電場通道數(shù)的乘積。一個室的收塵面積為單電場收塵面積與該室電場數(shù)的乘積。一臺電除塵器的收塵面積為單室收塵面積與室數(shù)的乘積。 （13）比收塵面積（m2s/m3）：單位流量的煙氣所分配到的收塵面積稱為比收塵面積。它等于收塵極板面積（m2）與煙氣流量（m3/s）之比。 （14）驅(qū)進速度（cm/s）：荷電懸浮塵粒在電場力作用下向收塵極板表面運動的速度稱為塵粒的驅(qū)進速度。它與電場強度、空間電荷密度、粒子性質(zhì)等多種因素有關，因此不同粒子的驅(qū)進速度懸殊很大。 （15）除塵效率（）：含塵煙氣流經(jīng)除塵器時，被捕集的粉塵量與原

19、有粉塵量之比稱為除塵效率。除塵效率是除塵器運行的主要指標。,（16）一次電壓（V）：輸入到整流變壓器初級的交流電壓。 （17）一次電流（A）：輸入到整流變壓器初級的交流電流。 （18）二次電壓（kV）：整流變壓器輸出的直流電壓。 （19）二次電流（mA）：整流變壓器輸出的直流電流。 （20）電暈放電：在相互對置著的電暈極（放電極）和收塵電極之間，通過高壓直流電建立起極不均勻的電場，在電暈線（或芒刺尖端）附近的場強最大。當外加電壓升到某一臨界值（即電場達到了氣體擊穿的強度）時，在電暈極附近很小范圍內(nèi)會出現(xiàn)藍白色輝光并伴有咝咝的響聲，這種現(xiàn)象稱為電暈放電。外加電壓越高，電暈放電越強烈。 （21）電

20、暈電流：發(fā)生電暈放電時，在電極間流過的電流叫電暈電流。,（22）火花放電：在產(chǎn)生電暈放電之后，當極間的電壓繼續(xù)升高到某一值時，兩極間產(chǎn)生一個接一個的、瞬時的、通過整個間隙的火花閃絡和劈啪聲，閃絡是沿著各個彎曲的、或多或少成枝狀的窄路貫通兩極，這種現(xiàn)象稱為火花放電。 （23）電弧放電：在火花放電之后，若再提高外加電壓，就會使氣體間隙強烈擊穿，出現(xiàn)持續(xù)的放電，爆發(fā)出強光和強烈的暴烈聲并伴有高溫。這種強光會貫穿電暈極與收塵極間的整個間隙。它的特點是電流密度很大，而電壓降很小。這種現(xiàn)象就是電弧放電。 （24）電暈功率：是輸入到電除塵器的有效功率，它等于兩極間的平均電壓和平均電暈電流的乘積。 （25）伏安特性：電除塵器運行過程中，電暈電流與施加電壓之間的函數(shù)關系稱為伏安特性。,（26）空載伏安特性：電除塵器未通入煙氣時電場中僅為空氣介質(zhì)時的伏安特性稱為空載伏安特性。 （27）負載伏安特性：電除塵器在運行情況下，電場為煙氣介質(zhì)時的伏安特性稱為負載伏安特性。 （28）氣流分布：是反映電除塵器內(nèi)部氣流均勻程度的一個指標。它一般是通過測定電除塵器入口截面上的氣流速度分布來確定的。 （29）阻力：電除塵器入口和出口煙道內(nèi)部煙氣的平均全壓之差，稱為電除塵器的阻力。一般電除塵器的阻力約為100300 Pa； （30）含塵濃度：每單