转动极板电除尘技术原理

圉５烟气通过电场时的泄漏”
由于电晕电流需要穿过电极上的粉尘 层，所以，越厚的粉尘层，将在电极表面引起 越大的电压降，使收集粉尘的有效电晕功率 进一步降低，从而进一步降低除尘效 率。”’“４。及时地把沉积在极板上的粉尘层 清除干净，是保证电除尘器正常运行的关键。 转动极板电除尘器，采用旋转刷清灰，与传统 电除尘器相比，具有如下特点：
上，电晕线产生电晕放电，赢经电场的烟气中 的粉尘荷电后，在电场力作用下．被收集到极 板上。当极板旋转到电场下端的灰斗时，清
灰刷在远离气流的位置把板面的粉尘刷除。
效除尘设备的需求。其次，由于煤炭价格的 不断攀升，致使工厂大量使用劣质煤，使粉尘 负荷超过原陈尘设备的设计能力，导致排放 超标，需要新的高效除尘技术来改造原有除
２１
层表面感应出负电荷，即（】）式为负值负
电荷所受的电场力将粉尘层牯附在极板上。 当比电阻增加，粘附力变大，如果极板依靠振
７４—８８
中用环境保护产业协会电除尘委员会我『日 电除尘｝Ｔ业２００７年发展综述［Ｊ］中同环保 产业，２００８，１１：７一１１
｛ｆｉ苛版．就需耍更大的振打力来使粉尘层从 极扳上剥离。在高比电阻工况，传统电除尘
（ａ）减少振打扬尘
转动校板电场，如图ｌ所示，根据它的结 构特点，可以将极线和极板在上部高于前级 电场，在下部深＾灰斗。这种结构把前级电 场泄漏的烟气全部通人电场进行处理。在转 动极板电场消除了泄漏对除尘效率的损害。 （３）电场分布 工业中最常用的板线式电除尘器，其电 场分布的不均匀性早已被人们所认识到“：。 还发现了电流不均匀性与粉尘收集的不均匀 性具有对应关系，正对着放电极的极板处，粉 尘多，细粉尘所占比例大，而且孔隙率小。对 于同样线型的电除尘器，板电流密度随着线 距的缩小而变得更均匀。
４以上．
传统陈尘器的极板多采用类似传统的ｃ
形极板那样的ｎ起表面，以保持机械强度和 刚度听转动极板的集尘电极采用平板表
电除７＃内部流场的湍动是降低除尘效率 的阿素之・烟气湍动会使粉伞‘ｊ气流混合 均匀，让本米已经靠近极板的粉牛被荸新带
面，没有像传统的Ｃ形板板那样的凸起在
面，电场内气流的湍动程度较传统电际尘器 小，具有更高的驱进速度…，有利于提ｒ南收 尘效率。 （２）烟７ Ｌ泄漏 电除尘器设计时，为ｒ保持放电极和肌 一｝部件的放电宣全距离，在脏斗的上部和｝Ｕ 场的底部形成ｒ 个ｆＩ电场区域，通过这段
电晕
结构示意图，图２是转动极板和旋转刷的传 动示意图。如图１所示，转动极板一般设在 电除尘器末级电场，极板平行烟气布置。 转动极板电踪尘器的工作原理与传统电
除尘器一样，仍然是依靠静电力来收集粉尘。 来自高压直流电源的高电压施加到电晕线
１前言
我国对电厂和其它工业过程的粉尘排放
出台了越来越严格的规定“１．出现丁对更高
一郸月２０日‘”日黧鎏器裂孳翟
转动极板电除尘技术原理
孔春林张德轩任燕
杭州天明环保工程有限公司杭州３１ｔ１３１８
．１９１
摘要木ｉ舟拓７转动极板电除尘技术原理，并指 出该技术能有兢减少气流湍动，消除烟气泄满，可ｄ 形成理想的电场分布，避免振打扬尘和消除反电晕， 所“能唠提高除尘效率。 关譬词电康尘电除±嚣转动艇扳电场反
离极板，所眦，除尘过程足电场川Ｊ湍动扩
敞力的竞争最后，粉尘颗粒足够靠近收尘 极，湍动降刮低水中，粉尘颗粒被收集 刚３足汁算流体力学软件计算的ｃ形 极板流道内的流场速度矢量罔，其中，电场入 门流速为Ｉｍ／ｓ．Ｍ饭距４００ｍｍ，Ｃ形板宽度 ４８０ｍｍ从斟３【ｇ以看出，在ｃ膨板的防风 沟附近，。Ｌ流的扰动作川很大，防风沟内气流 还存在旋涡状的流动值得注意的是，在电 除尘技术发腱的‘，期史献叶Ｔ经常强州，用微 板的防风沟和，、起表［ｆｌ】ｎｆ以阻挡气流．形成 湍动程度较低的区域但是从１９８１年以后 的实验和理沧研究结果看米，械板的防风沟
５１～５５
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高比电阻粉尘会产生高场强，场强高到一定
程度以后（８－２０ｋＶ／ｃｍ）．可以使粉生层内的
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尘器。再次，我国电除尘器行业产能严重过
剩”。，市场竞争激烈，为了降低产品成本，不
少企业在努力寻求新技术。转动极板电除尘 技术，引起了国内不少公司的研究兴趣。 Ｙａｓｕｔｏｓｈｉ”研究了在除尘器的未级电场
安装与气流垂直布置的转网式阳桩，配以旋 转刷清灰，结果表明，该除尘器对高比电阻粉
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图１转动电捱式电除尘器的结构
Ｉｍｐｕｒｅ Ｂｉ ｒＩＴｌｉｎｇｈａｍ
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２００１
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空ｔＬ产生局部放电。，这种局部放电就称
２００９年１０月２０日一２４日
第１３届中国电除尘学术会议论文集
Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ。ｆ １３ｔｈ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ＥＳＰ
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Ｓｅｈｍｉｔｚ Ｗ．ａｎｄ Ｇｉｂｓｏｎ Ｄ．Ｔｈｅ Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｄｕｓｔ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
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ｏｆ Ｎｏｎ—
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２００９＠１０ｆｌ ２０日“Ｍ日
黜嚣鬈涩慧“ｏｆ
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．１９３．
的泄漏对于除尘器出口颗粒浓度的增加作用 比低浓度工况更加明显。
要使电除尘器发挥更好的效率，电场的 电流密度需要提高，电流密度的均匀性需要 提高。而像传统ｃ形极板这样的极板．具有 防风沟，极线布置时，为保持合理放电距离， 需要绕开这些膀风沟，极线的位置受到限制。 而转动极板采用平板结构，线距的设置不受 限制，可以创造更均匀和更高的电流密度分 布，有利于电除尘器效率的提高。 （４）极板的清灰
电晕的产生．特别适合于高比电阻粉半的收
集： 肖ｒ乜流经过沉积柞极板Ｌ的粉ｑ、层时， 将在粉尘内产啦电场．娃电场强度Ｅ＝Ｐ‘Ｊ二
５ｌ
孔存林，张德轩，张国文，董建农转动电撤 式电陈尘技求简介厦其可话性实啦研究Ｊ 除尘气体净化，２（ｘＨ．１：４０—４３
６
用晨霞移动极板型静电除半器运｝ｒ可靠忡 提升Ｊ］除７＃气体净化，２００９，２
传统电除尘器的极板清灰依靠振打，将 粉尘层从极板表面剥离，落人灰斗。在这一 过程中，有相当一部分灰尘会再次被气流带 走，成为再飞扬粉尘。这种再次被气流带走 的粉尘，就称为振打扬尘。根据上个世纪７０ 年代的研究，对于除尘效率９８％左右的电除 尘器，这部分振打扬尘可以占总排放粉尘量
的３０％”４。；对于近年来除尘效率高于９９
２转动极板电除尘器简介
图２旋转电极和旋转刷的传动
图１是一台三电场转动极板电除尘器的
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３转动极板电除尘的技术原理
虽然静电除尘器的商业Ｊｔ用已有１００年 历史，是ｆｊｌｊｉ『处理上业粉尘佴染的主安设备， 但是电除半器的两个崮有问题振打扬尘和 反电晕，制约着陈尘效率的进一步提高， 电除７ｐ过程包括粉尘的传输、荷电ｒ蚶极 和收集，包古ｒ机械．物理、化学、电气过程 现代电除尘研究认为７，流场分＾：、电场分 布、粉尘简电和运动极板粉尘层的清陈等过 程决定ｒ除尘效率对ｊ。述过程的改进，都
为反电晕。反电晕产生极性相反的电荷，从 粉尘层发出的正电荷中和了烟气中粉尘的负 电荷，从而削弱了除尘过程。被中和的粉尘 颗粒在气流中运动时，不能被捕集。在反电
晕条件下，除尘效率严重降低。 转动极板电场，由于极板清灰彻底，使饭
板直处于清洁状态。在两次刷灰的间隔时 间里，极板表面还不能形成连续的粉尘层，建
叫ｒ没有防风沟的檄板具有更高的陈尘效 率。粉尘在平板极板电场中，趋向ｆ‘ｊ’Ｌ流 呈定角度向极板运动，如罔４所示
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嘲４粉尘彩ｒ杜住半板极板电场的运动轨迹’
文献’９］报道
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ｒ加拿大Ｂａｔｔｌｅ ｆｉｖｅｒ电Ｊ Ｈ通过优化电除尘 器内部流场的方法，就将除尘效率提高ｒ
区域的气体，相“ｊ于绕过ｒ荷电区，Ｅ版将小 被荷电和收集，如图５这部分烟气被称为
泄漏．一般可以达到总’ｉ草的２％一１０％ 对
ｔ。含尘浓度１０９／＂ｑｍ’的灶日气，如果，ｆｉ ｌ％的
渠漏不能＆时地折同到电场内，那幺陵ｆＵ陈 尘器｝ｉ｛ｆ１浓度无论如何都不町能低于 ＩＯＯｍｇ／Ｎｍ３，肘Ｊ高舍尘浓度１．况，各电场
４００ｍｍ．温度４２３Ｋ。
依靠振打清灰的电除尘器极板表面往往 有一层清不掉的灰，这部分灰紧贴极板金属 表面，是电除尘器在常温状态开始通烟气时， 烟气中的水分和酸露与粉尘结合所形成。而 转动极板电除尘器采用钢丝刷清灰．可以彻 底刷踩极板表面的粉尘层，露出金属表面．如
图７所示。
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ｃｍ）具有良好的收尘效率。Ｍｉｓａ—
ｋａ”１介绍了一种用于收集高比电阻粉尘的移 动极板电除尘器，并描述了对于运动部件的 改进和除尘效率的计算。国内也陆续有关于
这类转动极板电除尘器的论述”“，但主要 是针对其运行可靠性及应。本文 从电除尘基本原理出发，对转动极板电除尘 的技术细节进行探讨。
１ｎｆｅｒｎａ
底清除了饭板上的粉尘层，消除ｒ极板粉尘
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ＰｒｅｃｉｐｉｔａｌｏｒｉＡ］１０ｔｈ
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层产ｑ瑚电压降，用ｊ‘粉尘收４的有效电晕
功率提高除此以外．该技术还町以避免反
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Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ
器往往仔在清驭不彻底和振打扬４增加的问 题，而对于转动极板电除尘器，却一ｒ以避免这 种问题 （５）避免反电晕 转动极板ｆｎ除尘器，配以旋转刷清厌．彻
３１
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立不起强的粉尘层电场，也就不会出现由于
粉尘层气隙击穿所引发的反电晕。
图７旋转刷清灰
特别地，对于高比电阻粉尘，飞灰颗粒在 极板上的牯附力增加。根据高斯定理，极板
表面上的粉尘层在电场中由感应所产生的表
４结论
通过对转动极板电除尘技术原理的分
析，指出该技术能有效减少气流湍动，消除烟
气泄漏，可以形成理想的电场分布，避免振打
引
。“’ｌ
５％的电除尘器，振打扬尘占总排放粉尘量的
５０％左右“’。
转动极板电除尘器的极板清灰不是依靠 振打，而是凭借设置在非烟气流场中的旋转 刷，可以有效地避免振打扬尘，显著减少电除
尘出口器的粉尘排放浓度。 （ｂ）清灰效果彻底
图６极板电祈ｃ密度与极线间距的羌系”１
另一方面，板电流密度的太小与极线的 间距相关。实验证明，在线距等于异极距时， 除尘器的极板电流密度达到最大。线距过大 或过小，都会减小极板电流密度。图６是文 献［１２］中关于极板电流密度与极线间距的 关系。图中横坐标为极线间距，单位为ｍｍ； 纵坐标为板电流密度。电压为４０ｋＶ，极距
图３烟气通过ｃ形极板逋遭时的流动
对除半效率存在负而影响…。文献［Ｉ
３
ｎ【Ｆ
可以提高电除尘器的除中效果率文将根据 上述角度分析转动板板电除半技术：
（Ｉ）流场的湍动 烟７ Ｌ中的悬浮细粉尘的终端速度非常 低，重力朐作ｊ｛ｊ ｃⅡ以忽略燃煤锅炉斤ｊ电除 尘器的删７ Ｌ流速约为１ｍ／ｓ，而粉尘的平均疆 进速度为ｒ。ｍ＾级。粉尘在电场中的运动路 径主受敷扶于７ Ｌ流，其次／ｒ址放电枷和收尘 极之刈的电场所ｍ，现代先进电除尘挫术 的一个方向就是７ Ｌ洫技术８
面电荷密度为（全部变量单位ｓＩ）：
Ｏ－＝ｓｏ（Ｅ。一Ｆｐ’』）
（１）
扬尘和消除反电晕，所“能够提高除尘效率．
参考文献
１
上式中，口一粉尘层表面电荷密度；Ｐ。一真空
介电常数；Ｅ，电场中气体空间的电场强度； ｓ，飞灰的相对介电常数；ｐ一飞灰比电阻；Ｊ 在采用负电晕的电除尘器正常运行时，粉尘
ｊ Ｆ勋莳．张德轩尢电，＋的烟尘治理和排放 标准『Ａ Ｊ第１。届全困电除尘／第二届脱硫学 术会议论文集广州，２００３