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文檔簡介
1 常見除塵裝置簡介1.1 機械式除塵器1.1.1 概述機械力除塵裝置是相對電除塵器而言。除重力沉降室、慣性除塵器和旋風除塵器外,還包括濕式除塵器和袋式除塵器等,其除塵機理可概括為五個方面:1重力沉降:氣流中的塵粒依靠重力自然沉降,從氣流中分離出來。主要適用于粒徑較大的塵粒,沉降速度V較小。2離心碰撞:含塵氣流作圓周運動時,在慣性離心力作用下,塵粒和氣流產生相對運動,使塵粒從氣流中分離。主要適用于10m以上的塵粒。3慣性碰撞:含塵氣流運動過程中遇到障礙物(如擋板、水滴等)時,氣流會改變方向而繞流,細小的塵粒會隨氣流一起流動,而較大的塵粒慣性較大,則脫離流線保持自身的慣性運動,于是塵粒就和物體發生了碰撞。見圖5-1(a)。4滯留:細小的塵粒隨氣流繞流時,如流線和物體表面靠得很近,有些塵粒就和物體表面接觸,從氣流中分離出來。見圖5-2(b)。5擴散:小于1m的微小粒子在氣流中會和氣體一樣作不規則的布朗運動,布朗運動隨粒徑減小而增大。若作布朗運動的塵粒和物體表面接觸,就可能從氣流中分離,這種分離機理稱為擴散。見圖5-1(c)。除此之外,還涉及篩濾、靜電力和聲波凝聚作用等。1.1.2 重力沉降室重力沉降室是通過重力從氣流中分離塵粒的。其結構如圖5-17所示。沉降室可能是所有空氣污染控制裝置中最簡單和最粗糙的裝置。就其本身的特點而論,有廣泛的用途。能用于分離顆粒分布中的大顆粒,在某些情況下,其本身就是能進行適當的污染控制,它的主要用途是對更有效的控制裝置作為一種初篩選裝置。在大顆粒特別多的地方,沉降室能除掉顆粒分布中的大量大顆粒,這些顆粒如不除掉,就要堵塞其它控制裝置。一、原理:利用含塵氣體中的顆粒受重力作用而自然沉降的原理。含塵氣流進入沉降室后,引流動截面積擴大,流速迅速下降,氣流為層流,塵粒在重力作用下緩慢向灰斗沉降。a沉降速度由第三章可知,懸浮在空氣中的塵粒在重力作用下降落時,起初作加速運動,但當空氣的阻力增大到使塵粒所受的合力為零時,它就開始作勻速下降,塵粒的降落速度達到最大恒定速度,該速度即為沉降速度us。層流區:雷諾數Rep1,對球形粒子而言: (見式3-29) (3-2)當介質為空氣時p則有: (3-3)由上式可見Vt,若dp小,則Vt就小,故小顆粒就難分離。若將雷諾數Rep=1代入,可求出塵粒沉降時的臨界粒徑dc。得代入(5-2)得: (3-4)一般說來方程式3-3應用于粒徑小于50m的球形塵粒,小于100m得塵粒誤差也不大。工業粉塵粒徑大致為1100m,粒徑小于5m的塵粒實際沉降速度要比Stocks定律預示的大,需修正。故dp5m的塵粒:us=cusStocksc為修正系數,在空氣中溫度為20,壓強為1atm時,dp為m。在其它溫度下,Kc值就變化,例4-1大家自學。二、重力沉降室的設計假設通過重力沉降室斷面的水平氣流的速度V分布式均勻的,呈層流狀態;入口斷面上粉塵分布均勻(即每個顆粒以自己的沉降末端速度沉降,互不影響);在氣流流動方向上塵粒和氣流速度相等,就可得到除塵設計的簡單模式。(一)沉降時間和(最小粒徑時的)沉降速度塵粒的沉降速度為Vt,沉降室的長、寬、高分別為L、W、H,要使沉降速度為Vt的塵粒在沉降室內全部去除,氣流在沉降室內的停留時間t()應大于或等于塵粒從頂部沉降到灰斗的時間(),即:將代入上式,可求出沉降室能100%捕集的最小粒徑dmin上式是在理想狀況下得到的,實際中常出現反混現象,工程上常用36代替式中的18,這樣理論和實踐更接近。室內的氣流速度u應根據塵粒的密度和粒徑確定。常取0.30.5m/s,一般取0.22m/s。沉降室的設計:概括1.沉降時間,2.沉降速度(按要求沉降的最小顆粒)(二)沉降室尺寸先按算出捕集塵粒的沉降速度us,在假設沉降室內的氣流速度V和沉降室高度H(或寬度W),而后求沉降室的長度和寬度(或高度)。Q=WHV=WLVt沉降室長度:沉降室寬度:Q為處理氣流量,m3/s三、沉降室的結構重力除塵一般是讓氣流慢慢地通過結構簡單而體積較大的除塵室,這樣可為顆粒提供落入底部灰斗的機會。顆粒需要降落的距離可通過在除塵室中放置一些水平隔板而縮短。類型:重力沉降室可放置導流板,以改變氣流的方向,以產生慣性作用,也可利用魚鱗板、百葉窗以產生慣性作用。有單層沉降室,有多層沉降式(平行的放置一些隔板)。折流板式沉降室(垂直的折流板安裝在沉降室的頂部,慣性作用力會增強顆粒的重力作用。當氣流被繞過折流板底部的時候,由于氣流路徑上這段彎曲部分的慣性作用,顆粒被分離下來。四、實際性能和測試沉降式的實際性能幾乎從不進行實驗測量或測試,在最好的情況下,這種裝置也只能作為氣體的初級凈化,除去最大和最重的顆粒。沉降室的除塵效率約為4070%,僅用于分離dp50m的塵粒。穿過沉降室的顆粒物必須用其它的裝置繼續捕集。優點:結構簡單、投資少、易維護管理、壓損小(50130Pa)。缺點:占地面積大、除塵效率低。(一)設計要求1保證粉塵能沉降,L足夠長;2氣流在沉降室的停留時間要大于塵粒沉降所需的時間。3能100%沉降的最小粒徑(二)設計的主要內容根據粒徑dp算出1)Vt;2)初始確定:V、H,,根據求長度L。3)根據進氣量Q求寬度B,Q=VBH.1.1.3 旋風除塵器旋風除塵器是利用旋轉氣流產生的離心力使塵粒從氣流中分離的,用來分離粒徑大于510m以上的的顆粒物。工業上已有100多年的歷史。特點:結構簡單、占地面積小,投資低,操作維修方便,壓力損失中等,動力消耗不大,可用于各種材料制造,能用于高溫、高壓及腐蝕性氣體,并可回收干顆粒物。優點:效率80%左右,捕集fd移向外壁fdft 移向內壁ft=fd進去50%,出來50%,即除塵效率為50%。ft=fd得:當處理氣量為Q(m3/s)時,則代入上式得:(二)捕集效率1經驗式:水田木村典夫D旋風器的直徑2由的關系圖查取3(四)影響效率的因素1工作條件1)進口速度VI,VI增大,則切向速度V增大,dcp減小,效率增大。但不能過大,過大會影響氣流運動的方向(劇烈、方向混亂),破壞了正常的渦流運動,另外阻力會加大,故常選用V2=1225m/s。2)除塵器的結構尺寸一般而言,直徑越小,Ft越大,則效率越小,過小易逃逸。出口管直徑減小,則r0減小,減少了內渦旋,則效率增大。但dpp減小阻力會增大,故不能太小。筒體長度增大,則效率增大,但過大阻力會增大,所以,筒體長度不大于5倍筒體直徑。另外,希望錐體長度大一點,這樣會使切向速度大和距器壁短。旋風器斜放對效率影響不大。2流體性質對于氣體而言,增大對除塵不利,dcp增大,效率減小。溫度增大,則增大,溫度高或增大都會使效率減小。粉塵粒徑與密度:離心力跟粒徑的三次方成正比,向心力跟粒徑的一次方成正比。綜合來說,dp增大則效率增大,又因為所以,p小,難分離 ,影響捕集效率。3分離器的氣密性漏風率:0% 、 5% 、 15%: 90%、 50%、0要求保證旋風器的嚴密性。旋風器一般:用于粒子較大(10m)的場合;除塵效率不太高;濃度較高時作為初級處理;可串聯使用。三、旋風除塵器的分類及選型(一)旋風除塵器的分類1按氣體流動狀況分:切流返轉式旋風除塵器:常用的型式為直入式和螺殼式。含塵氣體由筒體沿側面沿切線方向導入。軸流式旋轉除塵器:軸流直流式和軸流反旋式。2按結構形式分:圓筒體、長錐體、旁通式、擴散式。(二)旋風除塵器的選型旋風除塵器的選型一般選用計算法和經驗法。計算法:由入口濃度c0,出口濃度ce(或排放標準)計算除塵效率;選結構型式;根據選用的除塵器的分級效率d(分級效率曲線)和凈化粉塵的粒徑頻度分布f0,計算T,若T,即滿足要求,否則按要求重新計算。確定型號規格計算壓力損失。經驗法:計算所要求的除塵效率;選定除塵器的結構型式;根據選用的除塵器的Vi實驗曲線,確定入口風速Vi;根據氣量Q,入口風速Vi計算進口面積A;由旋風器的類型系數求除塵器筒體直徑D,然后便從手冊中查到所需的型號規格。四、旋風除塵器的設計步驟:尺寸比例確定;旋風除塵器的壓力降;效率。(一)尺寸比例1筒體直徑D:D愈小,愈能分離細小顆粒,但過小易引起堵塞。為此,有人用作為限制指標。D:150-200mm800-1100mm若處理氣量大,可并聯使用或采用多管式旋風器。2入口尺寸(圓形和矩形)為減小顆粒的入射角,一般采用矩形(長H、寬B、面積A、)類型系數k一般取0.07-0.3,蝸殼型入口的k較大,D較小,處理氣量Q大,H/B為2-4。3排氣管:多為圓形,且與筒體同心,一般d=(0.4-0.6)D0。深度h:切線式h小,則壓損小,但效率降低。經驗取h)De或稍低于入口管底部。4筒體L1,錐體L2:L1=(1.4-2.0)DL2=(2.0-3.0)DL1+ L25D(3-4)DL1/ L21.5/2.5較宜。5圓錐角:一般取20-306排塵口直徑Dc:Dc=(0.25-0.5)D0,一般Dc70mm,表7.2列出了一般除塵器與高效旋風除塵器各部件的尺寸比例,多數情況都符合此比例。(二)旋風除塵器的壓力降旋風除塵器的壓力損失與其結構型時,運行條件等因素有關。據實驗,旋風器的壓力降與進口速度的平方成正比。 旋風器的阻力系數的求法:1)ShepherdLapple式,2) LouisThodore式,1.2 電除塵器1.2.1 概述一、電除塵的性能特點氣體除塵從廣義上來說可以分為機械方法和電氣方法兩大類。機械的方法包括基本上依靠慣性力和機械力回收粒子的一切方法在內,如重力沉降法、離心分離法、氣體洗滌法、介質過濾法等等。電氣的方法就是電除塵。它與一切機械方法的區別在于作用在懸浮粒子上的使粒子與氣體分離的力。特點:1 分離的作用力直接施之于粒子本身,這種力是由電場中粉塵荷電引起的庫侖力,而機械方法大多把作用力作用在整個氣體。2 直接作用的結果使得電除塵器比其它除塵器所需功率最少,氣流阻力最小。處理1000m3/h的氣體,耗電0.1-0.8度,P=1001000Pa。3 它既不象重力沉降法或慣性法那樣只限于回收粗粒子,也不象介質過濾法或洗滌法那樣受到氣體運動阻力的限制,能回收微型范圍的細小粒子。(1m左右的)4 除塵效率高,一般在95-99%。處理氣量大,可應用于高溫、高壓,具有克服氣體和粒子腐蝕的能力。連續操作并可自動化,故廣泛應用于許多方面。(國外)冶金領域:銅、鉛、鋅冶煉廠,貴金屬回收(回收金);鋼鐵工業方面;水泥生產方面;化學工業和工藝過程方面;燃料煤氣的脫焦;煤煙的除塵;炭黑的回收;造紙廠中的應用;電力生產中的應用;電子工業的空氣凈化等等。由于除塵器的主要缺點是設備龐大,消耗鋼材多,初投資大,要求安裝和運行管理技術較高,故目前我國電除塵的應用還不太普遍。二、電除塵發展簡介早在公元前600年,希臘人就知道被摩擦過的琥珀對細粒子和纖維的靜電吸引作用,庫侖發現的平方反比定律稱為靜電學的科學基礎,它也是電除塵理論的出發點。威廉描述到:電能吸引由熄滅的火花產生的煙。1745年,富蘭克林開始研究尖端放電,他似乎是首先研究我們現在所涉及到的發電尖端的電暈放電。最早有關煙塵電力吸引的文學敘述出自英國的宮廷內科醫生威廉吉伯特,時間是1600年。1772年,貝卡利亞對于大量煙霧的氣體中的放電、電風現象進行了試驗以后,1824-1908年,一些人做了一些有關凈化過程中煙霧、煙草中的煙等試驗。1908年,柯特雷爾發表了他的第一個專利,并在賽爾拜冶煉廠電除塵成功地回收了過去很難處理的硫酸霧。后來在他的學生施密特協助下又進行了發展,為在冶金和水泥工業中迅速廣泛地采用電除塵,成功地控制空氣污染奠定了基礎,從本世紀二十年代到四十年代開始應用于其它工業。三、電除塵的除塵過程電除塵是何種裝置呢?概括而言,電除塵是利用強電場使氣體發生電離,氣體中的粉塵荷電在電場力的作用下,使氣體中的懸浮粒子分離出來的裝置。這種裝置由許多不同的型式,但最基本的組成部分都是一對電極(高電位的放電電極和接地的收塵電極),簡單模式見書P6-2。除塵過程大致就是這樣一過程,兩電極間加一電壓。一對電極的電位差必須大得使放電極周圍產生電暈(常常加直流),高電壓使含塵氣體通過這對電極之間時,形成氣體離子(正離子、負離子)這些負離子迅速向集塵極運動,并且由于同粒子相撞而把電荷轉移給它們粉塵荷電,然后與粒子上的電荷互相作用的電場就使它們向收塵電極漂移,并沉積在集塵電極上,形成灰塵層。當集塵電極表面粉塵沉集到一定厚度后,用機械振打等方法將沉集的粉塵層清除掉落入灰斗中。用電除塵的方法分離氣體中的懸浮離子,需四個步驟:氣體電離;粉塵荷電;粉塵沉集;清灰。四、除塵器的分類按結構不同可作不同的分類,現從4個方面介紹:(1) 按集塵電極型式可分為管式和板式電除塵器管式:極線沿著垂直的管狀集塵電極的中心線懸掛,適用于氣體量較小的情況,一般采用濕式清灰方式。板式:在互相平行的板式收塵電極的中間懸掛垂直的極線。板式可采用濕式清灰方式,但絕大多數采用干式清灰方式。(2) 按氣流流動方式分為立式和臥式電除塵器在工業廢氣除塵中,臥式板式電除塵器是應用最廣泛的一種,我國1972年提出的系列化設計SHWB型就屬此類。(3) 按粉塵荷電區和分離區的空間布置不同分為單區和雙區電除塵單區:粉塵荷電和分離沉降都在同一空間區域內進行。雙區:現有一組電極使粉塵荷電,然后另一組電極供給靜電力,使帶電粒子沉降。典型的雙區除塵器多用于空調方面。國外有將它應用于工業廢氣凈化方面的。(4) 按沉集粉塵的清灰方式可分為濕式和干式電除塵器1.2.2 電暈放電一、氣體的導電電暈是氣體中電傳導的若干形式之一,因此,在介紹電暈放電時,需要先簡單說一說關于氣體導電的基本現象。在通常的空氣或用除塵氣處理的排氣中,存在著因宇宙線或放射線等等而電離的電子和離子,如在這樣的氣體中設置電極,并保持低的或中等的電位差,則在電極之間只有不可能測定的微弱電流流動。對這種情況可以說在電極間存在的氣體是絕緣狀態。但當電極之間的電位差提高到某一點時,氣體的電離和電導性就大大增加,于是從絕緣狀態轉變為傳導狀態,這種導電現象稱為電擊穿或氣體放電。氣體放電有不同的形式,如火花放電、電暈放電等。電暈實際上是一種不完全的電擊穿。電暈放電和火花放電的不同之處在于前者只是在放電極的一小段距離內氣體有強烈的電擊穿,而后者則是在放電極和集塵極之間有若干狹窄的電擊穿。前者放電時在電極周圍的空氣完全電離;后者放電時電極間的空氣完全電離。在電暈中產生離子的主要機制是由于氣體中的自由電子從電場中獲得能量,和氣體分子激烈碰撞,是電子脫離氣體分子,結果產生帶陽電荷的氣體離子并增加了自由電子,這種現象稱為電離。要產生電離,碰撞電子必須具有一定的最小能量,成為電離能量,其數值根據被撞出的分子或原子來決定。電子除了有強大的電離能力外,還具有可以附著在許多中分子和原子上形成陰離子的性質。對于元素周期表中右上方的那些原子、電子最能附著,因為這些元素(鹵、氧、硫)的外電子層缺乏電子,有大的電子親合勢,它們稱為陰電元素。當存在陰電性氣體時,即使是少量的,也能大大減弱電子電離,抑制氣體放電。顯然,在任一距離內凈剩的電子數是由電離所造成的電子數和因附著而損失的電子數之差??諝庵嘘庪姇灝a生電子是這種情況的一個代表。在電暈極限的強電場區域內釋放出來的電子又產生許多新的電子,這是新生的數量大,附著的數量少,但離開極線較遠則電場較弱,電子附著占優勢,于是電子數減少,最終由于都附著于氣體分子形成陰離子而消失。電子附著隊保持穩定的陰電暈是很重要的。因為氣體的遷移速度是自由電子的1/100,如沒有電子附著而形成的大量陰離子,則遷移速度高的自由電子就會迅速流至陽極,這樣便不能在電極之間形成穩定的空間電荷。差不多在達到電暈始發電壓時就會發生火花放電。在沒有電子附著的情況下,如某些氣體N2、H2等,在很純的情況下,完全不能由電子附著形成陰離子,就只能采用陽電暈。因為陽電暈中的電流載體是速度比較小的陽離子。氣體放電可分為自持的和非自持的兩類。自持的是指放電僅靠電位來維持,不需要外來的電離方法。電暈放電是自持的一種。非自持的則受外界電離劑的作用。氣體導電與固體或液體的導電有著本質上的區別。固體和液體的導電是由于自由電子或離子的存在,在外加電場的作用下,它們通過介質移動而形成電流,例如,在金屬中攜帶電荷的載體是自由電子,它們通過金屬的晶格結構,在移動中幾乎不受到任何阻力。在半導體中,攜帶電荷的載體為電子和所謂的“空穴”。至于像水或鹽的溶液,其電荷的載體為自由的電解離子。氣體中的導電則不然,與固體和液體相反,氣體中不存在自發的離子,它必須依靠外力,依靠電離過程才能產生離子。電暈放電的電暈區和電暈外區示意圖二、電暈的形成如果在兩塊平行板之間建立電位差,則形成的是均勻電場。當電位差增大到一定值時,電場中任一點的場強也均增大到某一定值。如達到一個臨界值,整個電場就都發生電擊穿,在板之間產生火花放電。此時,雖然極板間通過的電流大,但只限于在狹條通道中產生氣體離子,這種情況還能使塵粒有效地荷電,而且火花會擾動收塵電極上的灰塵層,從而減低收塵效率。如果在曲率很大的表面(如一尖端或一根細線)和一根管子或一塊板之間有電位差,則能形成非均勻電場而產生電暈放電。雖然交流電壓也能產生電暈,但交流電暈使荷電粒子產生擺動運動,而直流電暈則產生把離子驅向收塵電極的穩定的力,所以電除塵通常都是單極放電。電除塵中所采用的單極性電暈是在放電電極和收塵電極間形成的穩定的自發發生的氣體放電,電離過程局限在放電電極鄰近的強電場中的輝光區或鄰近輝光區的地方,如下圖所示:陽電暈或陰電暈的存在有兩個主要條件:1) 在電暈電極附近必須有充足的電離源;2) 在電離區發射出的離子必須能在電暈外區生成有效的空間電荷。在密度很大的氣體中采用細金屬線(或其它具有銳邊或尖點的材料)作為電暈電極就可滿足第一條件。根據電極極性的不同,電暈有陽電暈與陰電暈之分。當放電電極和高壓直流電源的陰極連接時,就產生陰電暈。1 陰電暈形成機理概括一下,由于自然界的放射性、宇宙線、紫外線等的作用,氣體通常是包含一些被電離的分子和自由電子的。在達到一定電位差的非均勻電場中,靠近陰極線的強電場強區域內,自由電子從電場獲得能量(足夠),由于和氣體分子碰撞而產生陽離子和新的電子,這些新電子又被加速而產生進一步的電離,于是形成被稱為“電子雪崩”的積累過程。陽離子被加速引向陰極線,使陰極表面釋放出維持放電所必需的二次電子,同時,來自電暈區域的紫外線光子也使極線釋放電子或使周圍氣體光化電離。在強電場區域以外,電子逐漸減慢到小于碰撞電離所必需的速度,并附著在氣體分子上形成氣體離子。這些氣體離子向集塵極運動,其速度和它們的電荷及電場強度成比例,這些離子構成電暈區以外整個空間的唯一電流。陰電暈:形成只是在很大的電子親和力的氣體或混和氣體中有可能。外觀:在放電電極周圍有一連串光點或刷毛狀輝光。陽電暈的形成機制與陰電暈顯著不同,在陽電暈情況下,靠近陽極的放電極線的強電場空間內,自由電子和氣體分子碰撞形成電子雪崩過程。這些電子向著極線運動,而氣體陽離子則離開極線向強度逐步降低的電場運動,成為電暈外區空間內的全部電流。陽電暈:外觀:比較光滑,均勻的,藍色的亮光包著整個放電電極表面,這種電離過程有擴散性質。2 電暈起始電壓電暈起始電壓指開始發生電暈放電時的電壓,也稱臨界電壓,與之相應的場強稱為電暈起始場強或臨界場強。3 電暈起始電壓電暈起始電壓指開始發生電暈放電時的電壓,也稱臨界電壓,與之相應的場強稱為電暈起始場強或臨界場強。0為真空中的介電系數,0=8.8510-12庫侖2/牛頓米2而任一點的場強等于該點的電位梯度的負值,即-(8-2)通過積分變換(見書)得:-(8-3)此時為任一點場強與電壓的關系,式中:V電壓;r半徑(距電暈線的距離r);a電暈線半徑;b集塵管半徑。(8-3)式表明在電暈開始發生之前,管式電除塵器中任一點的場強Er隨極間電壓V的升高,據電暈線的距離的減小而增大。當r=a在電暈線表面上時,Er達最大。電暈開始發生所需的場強取決于幾何因素及氣體的性質。皮克(peek)通過大量實驗研究,提出了計算在空氣中電暈起始場強的經驗公式:(V/m)-(8-4)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;f為導線光滑修正系數,一般0.51m)以場荷電為主,而擴散荷電相對較小可以忽略。很小的粒子(1m粒徑增加,驅進速度增加,效率增加,以場荷電為主;dp0.2m粒徑增加,驅進速度降低,效率降低,以擴散荷電為主;0.2m dp1m 粒徑影響很小,兩種荷電都重要。(2)氣流速度v在粒徑分布不變時,氣流速度增加,則效率降低,見圖5-17。速度的選擇要考慮到粉塵性質、除塵器結構、經濟性等。一般建議為0.5-2.5m/s;板式電除塵器的氣流速度為 1.0-1.5m/s。1.2.6 電除塵器的結構主要部分見書p197,自學。1.2.7 粉塵比電阻一、 比電阻各種物質的電阻與其長度成正比,與其橫截面積成反比,并和溫度有關:Rs比電阻;L長度;A橫截面積。定義:由此可知,一種物質的比電阻是其長度和橫截面積各為一單位時的電阻,比電阻的倒數稱為電阻率。粒子塵積在電除塵器的收塵極表面上,必須具有一些導電性才能傳導從電暈放電到大地的離子流。據理論和實踐得知,需要的最小電導率為10-10(cm)-1。和普通金屬相比,這只是微弱的電導率,但它比良好絕緣體的電導率要大得多,電導率小于臨界值10-10的粒子稱為高比電阻粒子。在工業電除塵器中處理的灰塵比電阻有低達10-3(cm)的炭黑,也有高達1014(cm)的95干石灰巖粉塵。比電阻不同,除塵效率也不同。二、 粉塵層的導電機制工業粉塵導電方式有兩種,取決于粉塵和氣體的溫度及組成。在高溫時(約大于200),導電主要通過粉塵本體內部的電子或離子進行。在本體導電占優勢的溫度范圍內,粉塵比電阻稱為容積比電阻;在較低溫度下,氣體中存在的水分或其它化學調節劑被塵粒表面吸附,因而導電主要是沿塵粒表面所吸附的水分和化學膜進行的,在導電沿塵粒表面進行的溫度范圍內,粉塵比電阻稱為表面比電阻。書P22,圖6-18為一典型的溫度比電阻曲線,表明了容積比電阻、表面比電阻占優勢的范圍。一般在高溫范圍內,粉塵比電阻取決于物質的化學組成。在低溫范圍內,比電阻與煙氣中存在的水蒸汽或其它化學調節劑有關,是一種離子遷移現象。燃燒鍋爐飛灰的比電阻主要與煙氣中的SO3和水蒸汽含量成反比關系,高硫煤產生的飛灰比電阻比低硫煤的低。煙氣溫度低時SO3的吸附率較高,因此可通過改變煙氣溫度的方法是飛灰比電阻控制在某一范圍。對于其它工業生產過程,如水泥窯和冶金爐煙塵,在煙氣含水量較高和溫度較低時,粉塵的比電阻較低。三、 比電阻對電除塵器運行的影響沉積在集塵電極上的灰塵的比電阻對電除塵器能否有效地運行有顯著的影響,比電阻過高或過低都會大大降低電除塵器的除塵效率,適宜的范圍是從103104cm21010cm。1 比電阻過低前已述及,沉積在集塵電極上的灰塵因為相互粘附凝集成集合體,所以振打電極后,它們能在重力作用下自由降落到灰斗中去,不致被氣流帶走,但是,如果灰塵的比電阻小于103104cm,則當它到達集塵表面后不僅立即喪失電荷,而且立即如圖A那樣由靜電感應獲得和收塵電極同極性的陽電荷(圖中A)。如果陽電荷形成的排斥力大得足以克服灰塵的粘附力,則沉積的灰沉降離開收塵電極而重返氣流??墒且驗樵诳臻g受到離子碰撞,又會重新獲得與放電極同極性的陰電荷而向集塵電極運動(圖中B),結果就像圖a那樣形成在集塵電極上跳躍的現象,最后可能被氣流帶出電除塵器。用電除塵器處理各種金屬粉塵和石墨粉塵、炭黑粉塵都可以看到這一現象。對這種情況往往可以采取在電除塵氣后面串聯旋風除塵器的辦法來解決。因為攜帶不同電荷的粒子經過頻繁的碰撞可能集成大的顆粒,能過在旋風除塵器中分離下來。例如炭黑就可以用高速電除塵器后面串聯旋風除塵器的辦法來捕集。另外,會不會出現跳躍現象與粒子的粘附性是有關的。象重油鍋爐的炭黑灰塵,其表面附著SO3和焦油,雖然比電阻小,也能在集塵電極上粘附堆積,故一般可以有效的捕集。2 比電阻過高當灰塵的比電阻超過1010cm后,電除塵器的性能就隨著比電阻的增加而下降,比電阻超過1010cm,通常設計的電除塵器就難以達到合理的效率。如果比電阻更高超過1012cm,則電除塵器的效率就會降低到大部分場和不能應用的程度。為了幫助理解高比電阻灰塵的影響,可以作這樣的分析:設下圖中電路內的外電阻器代表有電阻的灰塵層,其單位面積電阻(R):Rs為比電阻;L為灰塵層厚度。因為由電暈離子構成的電極之間的電流必通過集塵電極上的灰塵層,據歐姆定律,電流通過具有一定電阻的灰塵層的壓降j灰塵層中的電暈電流密度,V為: j灰塵層中的電暈電流密度,作用在電極之間的空間的電壓Vg為,V為外加于電除塵器的電壓。上式表明,如果比電阻不太高的話,捕集的灰塵層對空間的電壓Vg的影響可忽略不計,但隨著比電阻的
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