集塵極

當(dāng)氣體中含有極細(xì)的顆粒(或液滴)而又要求很高的除塵效率時(shí)可以采用電除塵器。

根據(jù)集塵極的型式，電除塵器分為管式與板式兩類，圖1為管式電除塵器的原理示意圖，實(shí)際管式除塵器由很多根管子并聯(lián)組成。 接地的金屬圓管為集塵極，置于圓管中心與高壓直流電源相聯(lián)的細(xì)金屬絲為放電極(或電暈極)，這樣在兩極間構(gòu)成了不均勻電場。在兩極間施加10000～30000V的直流電壓，在放電極產(chǎn)生電暈放電，使放電極周圍的氣體電離，生成大量自由電子和正離子，正離子立即被放電極(負(fù)極)吸引過去而失去電荷，自由電子和隨即形成的負(fù)離子在電場作用下向集塵極(正極)移動(dòng)，并充滿兩極之間的空間。含塵氣體從底部進(jìn)入管內(nèi)，其中自由電子或負(fù)離子與顆粒相遇，附在顆粒上使顆粒帶負(fù)電，因此在靜電力的作用下帶負(fù)電的顆粒向集塵極沉降，顆粒同時(shí)還隨氣體往上運(yùn)動(dòng)，如它在到達(dá)頂部出口以前到達(dá)集塵極表面，則放出電荷沉積在集塵極上，而與氣體分離。

電除塵器的優(yōu)點(diǎn)是除塵效率高，可以除去小到0.1μm以下的顆粒；阻力小，氣體經(jīng)過電除塵的壓強(qiáng)降一般不超過200Pa。缺點(diǎn)是設(shè)備較復(fù)雜，制造、安裝和維護(hù)管理的要求高，投資大，所以一般只用于要求除塵效率高的場合。

集塵極靜電除塵器除塵效率與集塵極尺寸的關(guān)系

靜電除塵器的工作原理是通過電暈極的放電使電暈極附近出現(xiàn)的粉塵粒子帶電，從而使帶電粒子向集塵極移動(dòng)從而被捕集。相應(yīng)的除塵器管長度(L)應(yīng)為L=VR/ω；其中V：煙氣流速(m/s)；ω：粒子在電場中的移動(dòng)速度(m/s)；R集塵極(陽極管)的半徑(m)。

靜電除塵器中的煙塵捕集效率多依奇公式η=1-eAV/Q。其中A：集塵極的集塵面積(m²)；Q：煙氣的流量(m³/s)；V塵粒在電場中的移動(dòng)速度(m/s)。通過多依奇的捕捉效率得知：當(dāng)煙氣量一定時(shí)，捕捉效率隨集塵極長度L的增長按負(fù)指數(shù)曲線上升，當(dāng)L增加到某一數(shù)值時(shí)候，捕集效率就上升的很慢。所以在設(shè)計(jì)除塵器時(shí)，過分的增長集塵極的長度來是不經(jīng)濟(jì)的。

除塵器按電極清灰的方式不同，可分為干式電除塵器、濕式電除塵器和半干半濕電除塵器；按電除塵器內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)方向，可分為立式電除塵器和臥式電除塵器；按集塵極的形式，可分為管式電除塵器和板式電除塵器。

對板式靜電除塵器，當(dāng)煙氣量一定時(shí)，捕集效率與極板間的間距(2b)無關(guān)，具體分析如下：

板式靜電除塵器的比集塵面積為：A/Q=2Lh/2bhV=L/bV。

而對管式靜電除塵器，當(dāng)煙氣量一定時(shí)，其捕集效率不會隨管徑(R)的增大而增大。具體分析如下：

管式靜電除塵器的比集塵面積為：A/Q=2πRL/πR2V=2L/RV。

集塵極靜電除塵器除塵效率與電氣參數(shù)的關(guān)系

由多依奇效率公式η=1-eAV/Q可知。在比集塵面積A/Q已定的情況下，決定靜電除塵器效率的是塵粒子，酸霧的驅(qū)進(jìn)速度V。V=qE/6πua，在塵粒子，酸霧性質(zhì)已定的情況下，粒子、酸霧的趨近速度取決于其荷電量q和電場強(qiáng)度E。而荷電量q又取決于電暈電流的大小，因?yàn)殡姇炿娏鲗⒅苯記Q定可供荷電的離子數(shù)量。因此供電時(shí)除塵除霧效率的影響可以歸結(jié)為電壓、電流、功率對其驅(qū)進(jìn)速度的影響。濕式靜電除塵器的電暈電流可用每米長電暈電極的毫安數(shù)或每平方米集塵電極的毫安數(shù)表示，在實(shí)際工程中電暈電極的電流密度在0.2～0.8mA/m的范圍內(nèi)，集塵電極的電流密度在0.16～1mA/m²的范圍內(nèi)。雖然加大電極間的運(yùn)行電壓，可以增大電暈電流，但是當(dāng)粉塵過大而出現(xiàn)電暈阻塞現(xiàn)象或集塵極積塵過厚而出現(xiàn)反電暈時(shí)，即使在高的運(yùn)行電壓下電暈電流也會下降到零。因此，在設(shè)計(jì)除塵器時(shí)，要選擇合適的電源電壓及清洗頻率，單一的增大電壓并不能保證除塵效率的提高。 2100433B

集塵極是電除塵器的主要部分。在電除塵器的整個(gè)工作過程中，粉塵粒子荷電是否充分，極板電流密度分布是否均勻，捕集粉塵所需的電暈性能是否良好，均取決于集塵極板和放電極線組成的極配方式；當(dāng)集塵極板捕集的粉塵達(dá)到一定厚度時(shí)，清灰是否容易，且是否有效地防止粉塵重返氣流，也都與集塵極板的性能密切相關(guān)，從設(shè)備重量上講，集塵極板約占電除塵器設(shè)備總重的25%左右?？梢哉f，集塵極板是影響電除塵器設(shè)備性能的關(guān)鍵部件。

隨著電除塵設(shè)備的發(fā)展，對于集塵極板的研究工作正在不斷深入，從而出現(xiàn)了各種型式的集塵極板。國內(nèi)生產(chǎn)的板臥式靜電除塵器極板以480毫米大C型極板為多，并且積累了比較豐富的制造、安裝和使用經(jīng)驗(yàn)，其制造能力也具備了相當(dāng)?shù)囊?guī)模，且有較大的潛力。我國先后從國外引進(jìn)的電除塵器極板型式有大C型、CS型，小C型等等。寶鋼自備電廠和寶鋼一期工程燒結(jié)機(jī)尾電除塵器是引進(jìn)三菱一魯奇公司的設(shè)備，其陽極都屬于CS型。

各種型式的極板雖然結(jié)構(gòu)差異很大，但對其總的要求不外乎有：①極板表面上的電場強(qiáng)度和電流分布均勻，火花電壓高；②有利于粉塵在板面上沉積，又能順利落入灰斗，二次揚(yáng)塵少；③極板的振打性能好，利于振打加速度均勻地傳遞到整個(gè)板面，清灰效果好；④形狀簡單，易于制造；⑤剛度好，在運(yùn)輸、安裝、運(yùn)行中不易變形。分有圓管式和平行板式兩種型式。板式電極又可分為三類：①平板形電極，②箱式電極，包括魚鱗板式和袋式（郁金香式）；③型板式電極，系用1.2-2.0mm厚的鋼板冷軋加工成一定形狀的板型，如Z型、C型、CS型、波浪型和槽形等。

這種不封閉集塵罩的特征是它離開塵源有一定的距離，沒有風(fēng)機(jī)的輔助，污染物不能正常地進(jìn)入吸塵罩，罩子有四種形式:

1.側(cè)向集塵罩；

2.扁口式集塵罩；

3.下吸式集塵罩；

4.高速/低速渦旋式集塵罩。

這種集塵罩的優(yōu)點(diǎn)是不影響工人的操作，因?yàn)楣と撕苌贂幱趬m源及吸塵罩之間.這種情況與棚式吸塵罩不一樣，這種集塵罩的缺點(diǎn)是有較大的風(fēng)量損失。因此要有大的能源消耗，導(dǎo)致生產(chǎn)成本的提高.由放吸入風(fēng)速較大，被運(yùn)輸?shù)奈锪蠐p耗也會加大。

由放集塵罩的去除率與合適的收塵速度有關(guān)，一般宜在50-2000英尺/分鐘之間。空氣在污染物區(qū)的速度分布也是一個(gè)重要的考慮因素。由于距離增加，空氣速度顯著下降，因此集塵罩應(yīng)盡可能地接近污染源。側(cè)吸式及扁口式集塵罩可設(shè)計(jì)成拉式(抽吸式)或推拉式，具體取決于污染物如何達(dá)到吸塵罩處.在無空氣流把煙塵推向吸塵罩時(shí)，可用拉式(抽吸式) 。

封閉型集塵罩特點(diǎn)是完全包圍了粉塵的發(fā)散源。封閉型又可分為“全封閉型及部分封閉型”二大類。部分封閉型又可分為降塵型的，它主要用于皮帶運(yùn)輸轉(zhuǎn)接點(diǎn)的除塵。另一種為上浮型的，主要用于鍋爐及爐窯煙塵(含有熱從，呈上浮狀)的收集。

全封閉型集塵罩是最有效的集塵方法之一，但封閉后對操作運(yùn)轉(zhuǎn)來說又是不方便的。在一般工藝流程，使用全封閉的集塵罩，既不易實(shí)現(xiàn)，又不太經(jīng)濟(jì)。因此實(shí)踐中較多采用部分封閉型，自從開始考慮粉塵的污染防治以來，封閉型是人們首先考慮的一種方法，它有下列優(yōu)越性:

1.所需的通風(fēng)排氣量??；

2.集塵、擋塵效果高；

3.采用封閉形式，噪音不易擴(kuò)散，在除塵的同時(shí)，還減少了機(jī)誡噪聲，保護(hù)了工作環(huán)境；

4,減少了室內(nèi)降塵，從而減少了室內(nèi)清掃工作量。

它的缺點(diǎn)是:這種形式的罩子會干擾工藝流程的操作、檢修.若采用集中控制或遙控裝置，則封閉后，不易觀察。避免這一間題就要增加輔助措施，從而會增加造價(jià)。

封閉罩的設(shè)計(jì)是基于這樣一種原則:封閉裝置的排氣量必須大于污染空氣的逸出量.因此要用壓力差來捕集粉塵。通常要求空氣進(jìn)口區(qū)空氣流速V=100英尺/分鐘。

封閉集塵裝置可用于下列場合：

1.因健康或經(jīng)濟(jì)原因不允許污染物外泄的場合。

2.因氣流素亂，而收集不到遠(yuǎn)處粉塵的場合。

具體使用點(diǎn)舉例:抓斗卸貨、皮帶-皮帶卸貨，篩網(wǎng)過篩、裝袋或清袋、輻射封閉箱、電子拱形爐、煉鐵 。

順流式集塵罩與捕吸式集塵罩有些類似，但捕吸式要消耗動(dòng)力，把塵引入集塵置內(nèi)，而順流式集塵以可不用風(fēng)機(jī)。

這種集塵罩的優(yōu)點(diǎn)是不影響工作流程，只需較小的風(fēng)量。其缺點(diǎn)是集塵時(shí)，易受交叉氣流的影響，且有可能達(dá)不到環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。

設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的因素:順流式集塵罩排氣量是根據(jù)污染物出現(xiàn)在罩前的量而定，它的布罩必須設(shè)置在彌散物通過的途徑上。任何紊流會使彌散粉塵不進(jìn)入集塵罩。由經(jīng)驗(yàn)而得:順流式集塵罩設(shè)計(jì)時(shí)必須留有安全系數(shù).以減少大流量時(shí)的超負(fù)荷溢出.下降型流式集塵罩用于皮帶機(jī)時(shí)，不是根據(jù)分析確定，而是根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)確定。在這種情況下，排氣量根據(jù)帶寬確定 。2100433B