电除尘

电除尘器

电除尘器的主要优点
压力损失小，一般为200～500Pa
处理烟气量大，可达105～106m3/h 能耗低，大约0.2～0.4kWh/1000m3 对细粉尘有很高的捕集效率，可高于99％ 可在高温或强腐蚀性气体下操作
荷电粒子的运动和捕集

驱进速度 力平衡关系
驱进速度
，能改善电除尘器性能，但投资投资增加。必须考虑 效率和投资两方面因素
电除尘器结构－气流分布板

电除尘器内气流分布对除尘效率具有较大影响

为保证气流分布均匀，在进出口处应设变径管道，进
口变径管内应设气流分布板

最常见的气流分布板有百叶窗式、多孔板分布格子、 槽形钢式和栏杆型分布板

对气流分布的具体要求是
平均流速高于某一临界速度时，作用在粒子上的空气 动力学阻力会迅速增加，粉尘的重新进入量亦迅速增 加
电除尘器的选择和设计

电除尘器的辅助设计因素
电晕电极：支撑方式和方法
集尘电极：类型、尺寸、装配、机械性能和空气动力学性能
整流装置：额定功率、自动控制系统、总数、仪表和监测装置 电晕电极和集尘电极的振打机构：类型、尺寸、频率范围和强度调整、总数和排列 灰斗：几何形状、尺寸、容量、总数和位置
有效驱进速度
粉尘种类 煤粉（飞灰） 纸浆及选纸 平炉 酸雾（H2SO4）
驱进速度（m/s） 0.10－0.14 0.08 0.06 0.06－0.08
粉尘种类 冲天炉（铁－焦比＝10） 水泥生产（干法） 水泥生产（湿法） 多层床式焙烧炉
驱进速度（m/s） 0.03－0.04 0.06－0.07 0.10－0.11 0.08
尘层并使其落入灰斗
电晕放电

金属丝放出的电子迅速向正极移动，与气体分子撞击使之 离子化 气体分子离子化的过程又产生大量电子－雪崩过程 远离金属丝，电场强度降低，气体离子化过程结束，电子 被气体分子捕获 气体离子化区域－电晕区 自由电子和气体负离子是粒子荷电的电荷来源


粒子荷电

两种机理
任何一点的流速不得超过该断面平均流速的土40% 在任何一个测定断面上，85%以上测点的流速与平均
流速不得相差土25%。
粉尘比电阻

比电阻在104～2X1010Ω·cm之间的粉尘，电除尘效果好 当粉尘比电阻 < 104Ω·cm时，由于粉尘导电性能好，到达集尘极后 ，释放负电荷的时间快，容易感应出与集尘极同性的正电荷，由于 同性相斥而使"粉尘形成沿极板表面跳动前进"，降低除尘效率。
电除尘器结构－除尘器类型

按气流流动分卧式电除尘器和立式电除尘器。
• 卧式电除尘器——气流水平运动 • 立式电除尘器——气流垂直运动

按清灰方式分干式电除尘器和湿式电除尘器。
• 干式电除尘器——振打清灰 • 湿式电除尘器——集尘极上的粉尘靠水流排出
电除尘器结构－电晕电极

电晕电极 常用的有直径3mm左右的圆形线、星形线及锯齿线、芒刺线等 电晕线的一般要求：起晕电压低、电晕电流大、机械强度高、能维 持准确的极距、易清灰等
输灰系统：类型、能力、预防空气泄漏和粉尘反吹
壳体和灰斗的保温，电除尘器顶盖的防雨雪措施 便于电除尘器内部检查和维修的检修门
高强度框架的支撑体绝缘器：类型、数目、可靠性
气体入口和出口管道的排列 需要的建筑和地基
获得均匀的低湍流气流分布的措施
A/Q 1 1 1 ln( ) ln( ) e 1 e P 1

长高比的确定 集尘板有效长度与高度之比，直接影响振打清灰时二 次扬尘的多少 一般选择厂高比为0.5－1.0，要求除尘效率大于99% 时，除尘器的长高比至少要1.0－1.5。
电除尘器的选择和设计

气流速度的确定
通常由处理烟气量和电除尘器过气断面积，计算烟气 的平均流速
据
粉尘比电阻

克服高比电阻影响的方法
保持电极表面尽可能清洁 采用较好的供电系统
烟气调质
• 增加烟气湿度，或向烟气中加入SO3、NH3，及Na2CO3等化 合物，使粒子导电性增加。最常用的化学调质剂是SO3
改变烟气温度
• 向烟气中喷水，同时增加烟气湿度和降低温度
发展新型电除尘器
电除尘器的选择和设计
酸雾（TiO2）
飘旋焙烧炉 催化剂粉尘
0.06－0.08
0.08 0.08
红磷
石膏 二级高炉（80％生铁）
0.03
0.16－0.20 0.125
பைடு நூலகம்
被捕集粉尘的清除

电晕极和集尘极上都会有粉尘沉积

现代的电除尘器大都采用电磁振打或锤式振打清灰。 振打系统要求既能产生高强度的振打力，又能调节振 打强度和频率 粉尘沉积在电晕极上会影响电晕电流的大小和均匀性， 一般方法采取振打清灰方式清除
• 管式电除尘器用于气体流量小，含雾滴气体，或需要 用水洗刷电极的场合 • 板式电除尘器为工业上应用的主要型式，气体处理量 一般为25一50m3/s以上

按内部荷电区和分离区布置，分单区电除尘器和双区电 除尘器。
• 双区电除尘器－荷电与分离分别在两个区完成，通风 空气的净化和某些轻工业部门 • 单区电除尘器－荷电与分离在同一区内完成，控制各 种工艺尾气和燃烧烟气污染
有效驱进速度

当粒子的粒径相同且驱进速度不超过气流速度的10％
－20％时，德意希方程理论上才是成立的

作为除尘总效率的近似估算，ω 应取某种形式的平均 驱进速度

有效驱进速度－实际中常常根据在一定的除尘器结构 型式和运行条件下测得的总捕集效率值，代入德意希 方程式中反算出的相应驱进速度值，以ω e表式



具有耗能小、气流阻力小的特点
电除尘器的工作原理
电除尘器的工作原理
电除尘器的工作原理
电除尘器的工作原理

三个基本过程
悬浮粒子荷电－高压直流电晕
带电粒子在电场内迁移和捕集－延续的电晕电场（单
区电除尘器）或光滑的不放电的电极之间的纯静电场 （双区电除尘器）
捕集物从集尘表面上清除－振打除去接地电极上的粉
从集尘极清除已沉积的粉尘的主要目的是防止粉尘重 新进入气流
在湿式电除尘器中，用水冲洗集尘极板 在干式电除尘器中，一般用机械撞击或电极振动产生 的振动力清灰


例题1

在气体压力下为1atm，温度为293K下(粘性系数μ =1.81 Pa·s)运 行的管式电除尘器。圆筒形集尘管直径为0.3m，L=2.0m，气体流 量0.075m3/s。若集尘板附近的平均场强E=100kV/m，粒径为1.0 的粉尘荷电量q=0.3×10－15C，计算该粉尘的驱进速度w和电除尘 效率。通常由处理烟气量和电除尘器过气断面积，计算烟气的平

当粉尘比电阻>1011Ω·cm时，粉尘释放负电荷慢，粉尘层内形成较 强的电场强度而使粉尘空隙中的空气电离，出现反电晕现象。正离
子向负极运动过程中与负离子中和，而使除尘效率下降。

影响粉尘层比电阻除粒子温度和组成之外，还包括粒子大小和 形状，粉尘层厚度和压缩程度，施加于粉尘层的电场强度等

在评价电除尘器的操作性能时应根据现场测得的粉尘比电阻数
异常荷电现象

沉积在集尘极表面的高比电阻粒子导致在低电压下发生火花放
电或在集尘极发生反电晕现象,破坏正常电晕过程

气流中微小粒子的浓度高时，荷电尘粒所形成的电晕电流不大，
可是所形成的空间电荷却很大，严重抑制着电晕电流的产生

当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，尘粒在电场中根本 得不到电荷，电晕电流几乎减小到零，失去除尘作用，即电晕 闭塞
a.圆形线 b.星形线 c.锯齿线 d.芒刺线
电除尘器结构－电晕电极

电晕电极 电晕线固定方式
• 重锤悬吊式 • 管框绷线式
电除尘器结构－集尘极

集尘极
集尘极结构对粉尘的二次扬起，及除尘器金属消耗量 （约占总耗量的40－50%）有很大影响
性能良好的集尘极应满足下述基本要求
• 振打时粉尘的二次扬起少 • 单位集尘面积消耗金属量低 • 极板高度较大时，应有一定的刚性，不易变形 • 振打时易于清灰，造价低
电除尘器结构－集尘极

常用板式电除尘器集尘极
电除尘器结构－高压供电设备

高压供电设备提供粒子荷电和捕集所需要的高场强和
电晕电流

供电设备必须十分稳定，希望工作寿命在二十年之上 通常高压供电设备的输出峰值电压为70—l00kV，电流 为100－200mA

增加供电机组的数目，减少每个机组供电的电晕线数
电场荷电(碰撞荷电)－离子在静电力作用下做定向运 动，与粒子碰撞而使粒子荷电
扩散荷电－离子的扩散现象而导致的粒子荷电过程； 依赖于离子的热能，而不是依赖于电场

粒子的主要荷电过程取决于粒径
大于0.5m的微粒，以电场荷电为主
小于0.15m的微粒，以扩散荷电为主 介于之间的粒子，需要同时考虑这两种过程。
均流速。
解：
例题2

电除尘器的集尘效率为95%，某工程师推荐使用一种添加剂以降
低集尘板上粉尘层的比电阻，预期可使电除尘器的有效驱进速度 提高一倍。若工程师的推荐成立，试求使用该添加剂后电除尘器 的集尘效率。
解：
电除尘器的工作原理
电除尘器组成结构图
电除尘器结构－除尘器类型

按集尘极形式不同，通常分为板式和管式两种。
＝qE p /(3 d p )
捕集效率

捕集效率一德意希公式
德意希公式的假定:
• 除尘器中气流为紊流状态
• 在垂直于集尘表面的任一横断面上粒子浓度和气流分布
是均匀的 • 粒子进入除尘器后立即完成了荷电过程
• 忽略电风、气流分布不均匀、被捕集粒子重新进入气流
等影响
捕集效率
2i A i 1 1 exp( i ) 1i Q
8

电除尘器
电除尘器是利用电场的作用清除气体中固体或液体粒 子的除尘装置。 除尘机理：电除尘器的放电极(又称电晕极)和收尘极 (又称集尘极)接于高压直流电源，当含尘气体通过两 极间非均匀电场时，在放电极周围强电场作用下，气 体首先被电离，并使粉尘粒子荷电，荷电后的粉尘粒 子在电场力的作用下移向集尘极，从而达到除尘目的。 与其他除尘器的根本区别在于，分离力直接作用在粒 子上，而不是作用在整个气流上
电除尘器的选择和设计
电除尘器的选择和设计

比集尘表面积的确定
（两种方法）
根据一定的防尘器结构型式和运行条件下切得的总捕 集效率、集尘板总面积A和气体流量Q，代人式(8．4)
反算出相应的
。
根据有关资料，结合影响因素的分析选定 购。
电除尘器的选择和设计

比集尘表面积的确定 根据运行和设计经验，确定有效驱进速度ω e按德意 希方程求得比集尘表面积A/Q

电除尘器的选型
比电阻在1010－ 2X 1010Ω · cm的范围，可采用普通干
式电除尘器。 若比电阻偏高，则采用特殊的电除尘器，如宽间距电
除尘器、高温电除尘器等，或在烟气中加入一定量的
水雾、NH3等进行调质处理。 低比电阻粉尘，一般干式除尘器难以捕集，但荷电颗 粒凝聚后变为大颗粒，在其后加一旋风除尘器或过率 式除尘器，则可获得较高的除尘效率。 湿式电除尘器既能捕集高比电阻粉尘，也能捕集低比 电阻粉尘，除尘效率较高。但除尘器的积垢和腐蚀问 题较严重，产生的污泥需要处理。