湿式脱硫法--电除雾器详解

序言

电滤器是利用静电清除气体中的悬浮物。它包括干式电滤器和湿式电滤器。干式电滤器即普遍称为电除尘器。湿式电滤器则为电除雾器。电滤器净化气体的方法工业化应用于二十世纪二十年代。我国较普遍应用电滤器的时间落后国外约30-40年。由于它具有较其他设备更为突出的优点: 能耗低，高效，稳定可靠。二十世纪六十年代，在我国工业生产中较广泛地使用，并开发出硬PVC电除雾器。随着工业技术的进步和环境保护要求的严格。电除雾器巳逐渐使用到放空废气，空气净化等领域，而且它的应用会更广泛。

在工业生产中，如果气体中含有某种物质的蒸汽，当将其冷却到一定的温度时，蒸汽会冷凝结成液体或固体。或者气体高速通过某种液体，气体被液体的蒸汽饱和并夹带液体飞沫。用湿式电滤器来清除悬浮于气体中的微细液体和固体粒子。即为湿式电滤器。如硫酸生产净化清除气体中的硫酸雾。发生炉煤气和焦炉煤气除焦油雾，硫酸生产的放空尾气中除硫酸雾。硫酸浓缩废气中除硫酸雾。电厂废气除硫酸和亚硫酸雾，以及水蒸汽雾等。均系湿式电滤器类。

湿式就是通过电场的介质中存在充足的液体粒子以及介质气被该液体蒸汽所饱和，所以在湿式电滤器不存在比电阻的问题。

一、湿式电滤器的原理

待处理气体为含有微细尘粒，雾粒及被液体蒸汽饱和的湿气体。为了满足生产工艺，环境保护，有价金属回收的要求。必须将气体中的悬浮物清除，处理合格后的气体用于下工序生产或排入大空。

各种待处理的气体，由于受到紫外线照射，高温和放射性副射的作用。使得每种中性气体中都含有1-2%的带电分子和电子(1)。另方面，当这种带有悬浮粒子的湿气体进入电滤器电场后，由于在电滤器的电晕极线上施加了足够高的直流电压，从电晕极发射出大量向沉淀极高速运动的电子。在电场力的作用下，高速运动的电子高速撞击中性分子，从气体分子中打出一个或若干个外层电子，中性分子转变为正离子和自由电子，这些派生的电子在电场作用下继续高速运动，撞击新的中性分子而使其电离，如此迅速地派生出新的离子和电子，在电晕极线附近的气体发生雪崩式电离，在电极线周围2mm形成电离区。同时，带负电的粒子和电子向沉淀极的运动过程中被过渡区的雾粒捕集，中性粒子荷电并长大，继续向沉淀极运动，最后在沉淀极沉积并发生电中和。

含有微细悬浮粒籽的气体，在管式湿式电滤器中，它们在沿着管子的轴线方向运动，其中的悬浮粒子受到气体流动的推动力，粒子本身的重力，电场的电力，粒子运动的摩擦力和电场力的共同作用。带电粒子在电场里的运动是在以上

几种主要作用力的合力作用下进行的，因此，它的运动速度称为漂移速度。对任何具体湿式电滤器，当漂移速度过小时，倘若气体的电离，粒子荷电以及粒子通过两极间所需要的时间比气体通过整个管长所需时间要长。悬浮粒子被逃脱。电场产生“电晕闭塞”。因此，漂移速度的大小决定电滤器的电场气速和除雾的效率。漂移速度的理论值的计算公式如下：

w =0.11E2ρ/μ厘米/秒

(1)式中：w—漂移速度，厘米/秒

E—电场强度，伏/厘米ρ－粒子半径厘米

W—漂移速度厘米/秒μ－气体粘度克/厘米。秒(泊)从上式看出，粒子的漂移速度与电场强度的平方，粒子的半径成正比，与气体的粘度成反比。

电场中任一位单置的电场强度计算式如下：

Ex=U/[2。3xlg(R/r)] 伏/厘米

(2)式中:E—电场中任一位置的场强，伏/厘米

U—电晕电极上被施加的电压，伏

x—该处距电晕电极的距离，厘米

lg—以10为底的对数，

R—沉淀极的半径，厘米

r—电晕电极的半径，厘米

从上式看出:在施加于电极上的电压一定时，电场强度与粒子距电晕极的距离，沉淀极半径和电晕极半径之比的对数成反比。也就是增大电晕极的半径有利电场强度提高(6)(7)。

另外，粒子在电场中向沉淀极漂移运动是由于电场力的作用产生的。而粒子在电场中所受的力可用下式表示： F=neE 达因

\(3)式中：F—粒子在电场中受到的力，达因。

n—粒子所带元电荷数目

e—电子的电荷量，4.77*10静电单位。

E—沉淀极处的电场强度，静电单位。

当沉淀极接地良好，沉淀极的场强趋向零时，F=ne。也就是说粒子在电场中受的力与其荷电量相关。也与沉淀极是否能迅速将电荷移走有关。

综合分析以上三式，对某一特定条件时，漂移速度随施加于电晕电极的电压升高而增大。因为电压升高之后，气体在电离区的电离加快，粒子可以获得更多的电荷，所受电场的作用力增大。

另方面，如果改变电晕电极的形状，提高它发射电子的能力和扩大电离区有效断面，是提高漂移速度和缩短荷电时间的有效办法之一。螺旋锯齿电晕极线，利用尖端放电来增强电离能力，同时利用形状的变化形成更良好的非均匀电场和扩大电离区，有效地提高了电滤器的能力。

二、主要参数计算

以用于硫酸生产净化的管式湿式电滤器为例

一、原始数据：

1.总气量：5200 标准立方米/时(6800)

2.进气温度：40 C。

3.操作压力：-700mm水柱

4.雾粒平均半径：0.5微米。

5.电场气速:1.2米/秒(1.5米/秒)。

6.电晕电极半径:0.8厘米。

7.沉电极半径:12.5厘米。

8.电场长度:4米。

a)沉淀极管数计算：

{5200*[(273+40)/273]*(10000/9300)}/[3600*1.2*0.78 5*0.25*0.25]=31

按正六边形排列，园整为37根，则电场气速为0.98米/秒

b)临界电场强度计算：

E0=31*0.56*[1+0.38/（ 0.56*0.8 ）1/2]=25.34千伏/厘米为了形成临介电场强度，必须施加于电晕极线上的直流电压，U=31*0.56*[1+0。308/（0.56*0.8）1/2 ]*0.8

*ln(12.5/0.8)=55.76KV