粉尘比电阻影响因素分析及应对措施_唐敏康

参考文献：
［１］黎在时．静电除尘器［Ｍ］．北京： 冶金工业出版社， １９９３． ［２］苏汝维．工业防尘技术问答［Ｍ］．北京： 中国林业出版社， １９８６． ［３］怀特 Ｈ Ｊ．工业电收尘［Ｍ］．王成汉译．北京： 冶金工业出版社， １９８４． ［４］代婷蓉．冶炼烟尘比电阻与电除尘器效率的关系［Ｊ］．冶金丛刊，２００４，１４９（２）： １４－ １５． ［５］殷星兰， 周金泉．浅析粉尘高比电阻对电除尘器的影响［Ｊ］．江西电力，２００４，２８（６）： ３４－ ３６． ［６］李荣超， 王 卫， 杨丽娟．几种捕集高比电阻粉尘的电收尘器的机理［Ｊ］．工业安全与环保，２００５，３１（４）： ３４－ ３６． ［７］黄三明， 李 华， 陶红森．泛比电阻电除尘器除尘性能试验［Ｊ］．环境工程， ２００６， （２）： ４１－ ４２． ［８］林尤文， 刘卫平， 韩沁沁．我国电除尘技术与产业发展的回顾和展望［Ｊ］．中国环保产业，２００５， （１１）： １４－ １７．
ｌｏｇ ρ＝［８．６７－ １．６５（ ｌｏｇＡ） － １．８４（ ｌｏｇＢ） － ８．３１］＋ ５．１９×１０３ Ｔ
式 中 ： ρ为 比 电 阻 ／’·ｃｍ； Ａ 为 铁 原 子 百 分 数 ／％； Ｂ 为 （ 钠 ＋ 锂） 原子百分数 ／％（ 在 ６２５Ｋ 温度状态和 ４０％的空 隙率情况下） ； Ｔ 为温度 ／Ｋ［４］．
图 ３ 含水量对粉尘比电阻的影响
①１％含水量时的比电阻； ② ３％含水量时的比电阻； ③完全干燥时的比电阻．
２．１ 烟气调质
通过烟气调质方法来控制粉尘比电阻， 在电除尘实践中占有重要地位．调质主要有以下几种：
４６
江西理工大学学报
２００７ 年 ６ 月
（ １） 化学调质剂．国外应用较广的硫酸（ 或三氧化硫） 对于改善电除尘器捕集高比电阻灰尘的性能， 取 得良好效果．但硫酸（ 或三氧化硫） 调质系统投资高， 运行管理复杂， 还可能腐蚀设备， 带来二次污染．
小的导电率， 但是， 如果与良好的绝缘体相比较， 这是一个相当大的导电率了．例如， 在 ２０℃时， 铜的导电率
为 ６×１０（５ "·ｃｍ） －１， 浓度为 ５ ％的盐酸导电率为 ２．５（ #·ｃｍ） －１， 而硫的导电率为 １０－１（７ $·ｃｍ） －１．对于导电率
小于此临界值（ 即小于 １０－１（０ %·ｃｍ） －１） 的烟尘被称为高比电阻烟尘， 其最低临界比电阻约为 １０１（０ &·ｃｍ） ．
ρ／ !·ｃｍ
比
表电
１０１４ １０１３ １０１２
表 面 比 电 阻
面阻 和的 体合 积成
体 积 比 电
阻
Hale Waihona Puke Baidu
１０１１
１０１０
１０９ ６０ １１１ １８１ ２８２ ４４２
温度 ／℃
１．３ 烟气湿度
图 ２ 温度与比电阻关系曲线
烟气湿度能通过改变粉尘比电阻而影响电除尘器的
性能， 图 ３ 为不同含水量的烟气对粉尘比电阻的影响．
第 ２８ 卷 第 ３ 期
江西理工大学学报
Ｖｏｌ．２８，Ｎ ｏ．３
２ ０ ０ ７ 年 ６ 月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦ ＪＩＡＮＧＸＩ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｊｕｎ ． ２ ０ ０ ７
文章编号： １００７－ １２２９（ ２００７） ０３－ ００４４－ ０３
Ｔｈｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ａｆｆｅｃｔｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ ｓ ｏｆ Ｄｕｓｔ Ｒａｔｉｏ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ Ｍｅａｓｕｒ ｅｓ
ＴＡＮＧ Ｍｉｎ－ ｋａｎｇ， ＦＥＮＧ Ｇｕｏ－ ｊｕｎ
（ Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｊｉａｎｇｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ， Ｇａｎｚｈｏｕ ３４１０００，Ｃｈｉｎａ）
粉尘比电阻影响因素分析及应对措施
唐敏康， 冯国俊
（ 江西理工大学资源与环境工程学院， 江西 赣州 ３４１０００）
摘 要： 详细介绍了粉尘比电阻的主要影响因素， 并从烟气调质、电除尘器设计等方面对粉尘高 比电阻提出了应对措施． 关键词： 比电阻； 除尘效率； 温度； 湿度 中图分类号： Ｘ７０１．２ 文献标识码： Ａ
可以提供一部分所需的导电性［３］．
１．２ 烟气温度
研究表明， 粉尘比电阻是两种独立的导电机理的综合： 一种是通过粉尘内部的体积导电， 它与粉尘的
化学成分有关， 体积比电阻与工作温度成反比； 另一种是沿着粒子表面进行的表面导电， 它与粉尘及烟气
成分都有关， 表面比电阻与工作温度成正比．哪一种导电机理占主导地位， 主要取决于烟气温度．温度与粉
电阻过小的粉尘（ 例如炭黑粉尘） 到达收尘极后， 很快
１００
释放出负电荷而成中性， 失去吸力， 因而易从收尘极
８０
上脱落， 重返气流， 使除尘效率降低．比电阻过大的粉
η／％
尘到达收尘极后， 负电荷不能很快释放而逐渐积存于
６０
收尘极上， 这就可能产生两种影响： 一是由于粉尘仍
４０
保持其负极性， 能排斥随后向收尘极运动的粉尘黏附
２０
在其上， 使除尘效率下降； 二是产生反电晕， 阻碍粉尘 向收尘极运动， 使除尘效率下降［２］．
０ １０２ １０４ １０６ １０８ １０１０ １０１２ １０１４
ρ／ !·ｃｍ
１ 粉尘比电阻影响因素
图 １ 粉尘比电阻与除尘效率的关系
粉尘比电阻的高低不但与烟气性质（ 湿度、温度、成分、压力等） 有关， 而且和粉尘性质（ 粉尘粒度分布、 粉尘成分等） 、操作条件等有关．这里着重阐述粉尘成分、烟气温度和烟气湿度 ３ 个主要因素对粉尘比电阻 高低的影响．
尘比电阻关系如图 ２ 所示．
从图 ２ 可以看出， 在低温区域， 体积比电阻很高， 而表
面比电阻随着温度的升高而增加．相反， 高温时体积比电 阻很低．温度介于两者之间时， 则表面比电阻与体积比电 阻都起作用．
例如： 对于冶炼烟气； 当烟气温度超过 ２５０℃时， 经过 美国除尘专家研究得到了如下经验公式：
３ 结束语
作为大气污染控制主要设备之一的电除尘器， 由于具有除尘效率高、能耗低、能处理温度高烟气量大 的气体， 结实耐用、管理方便等特点， 在电力、水泥、冶金、有色、化工、轻工、电子、机械等工业部门获得广泛 应用， 在大气污染控制中已发挥了十分重要的作用．例如： 火电厂从 １９９０ 年以来的 １５ 年间， 火电装机容量 增加了 ４ 倍多， 但火电厂的粉尘排放量仍控制在 ４００ 万 ｔ／ ａ 以下， 这是电除尘器在火电厂污染治理的重要 成果．而粉尘高比电阻对电除尘器的效率有着很大影响， 因此对粉尘比电阻的研究具有重要的现实意义［８］．
０前言
粉尘比电阻是衡量粉尘导电性能的一个指标， 它对除尘效率影响很大．实验表明， 最适合电除尘器工
作的比电阻值为 １０４￣５×１０１（０ !·ｃｍ） ．在这个数值范围以外， 电除尘器的性能将下降， 从图 １ 可以看出粉尘
比电阻与除尘效率的关系［１］．
粉尘比电阻小， 导电性好； 比电阻大， 导电性差．比
除了硫酸（ 或三氧化硫） 外， 其它化学调质试剂还有氯化物、硫酸铵等［５］． （ ２） 水基调质剂．水基调质不存在腐蚀或毒性等问题， 但是如果喷水量较大， 会影响电除尘器的正常运 行， 烟气降温大， 也不利于排放扩散．采用添加少量润湿剂的水或锅炉排污水溶液调质， 不仅增强了调质效 果， 而且减少了用水量， 可避免因喷水量大而引起的不利影响． 实验结果证明， 添加少量 ＣＨＪ—１ 型或 ＤＵＳＴＡＬＬＹ 型润湿剂可以使水或锅炉排污水的调质效果大大 增强． （ ３） 添加导电粒子．该方法是在高比电阻粉尘中掺入导电粒子进行调质的， 但是添加后不增加原有粒 子的电导率， 而是由掺入的导电粒子构成电流流过粉尘层的低电阻并联通道．因此通常需要加入相当数量 的导电粒子， 并使其均匀混合才能起到较明显的作用， 因此大大限制了它的实际应用． ２．２ 选用非常规电除尘器 （ １） 湿式电除尘器．粉尘的比电阻与其含湿量有相当大的关系， 随着含湿量的增加， 比电阻显著下降．湿 式电除尘器正是根据这一原理设计的．在湿式电除尘器的阳极板上， 有一层水膜保持连续流动．当高比电阻 粉尘捕集到阳极板上后， 很快就会吸收水分， 使其湿度增加， 降低了比电阻． （ ２） 脉冲供电电除尘器．电除尘器高压脉冲供电技术是 ２０ 世纪 ８０ 年代发展起来的一种先进的电除尘 器供电技术．它能够有效地抑制高比电阻粉尘在电场中的反电晕现象， 使电除尘器在高比电阻粉尘的工况 下能较好地运行．同时， 它对于处理正常粉尘比电阻的电除尘器， 也能取得高效节能的效果． （ ３） 泛比电阻电除尘器．泛比电阻电除尘器是在吸收原式电除尘器优点的基础上， 通过改进电场结构 来提高电除尘器对烟尘的适应能力， 有效地抑制粉尘反电晕和二次飞扬的发生， 从而扩大了电除尘器的应 用范围． 除了以上 ３ 种类型的电除尘器外， 冷电极式电除尘器、宽极距式电除尘器、运动阳极式电除尘器等都 可以捕集高比电阻的粉尘， 在这里就不一一介绍了［６－７］． ２．３ 工艺控制 通过生产工艺过程的改变来改善烟尘性质， 或控制温度和原料等也是切合实际的一种方法．另外， 实 际生产过程中产生的烟气中有时候伴随着二氧化硫， 可以采取措施进一步氧化成三氧化硫来调质烟气， 以 降低比电阻．
大多数的液体粒子和某些类型的固体离子， 具有内在的导电性能， 因此不致发生高比电阻所引起的困
难．但是， 在工业电除尘应用中所遇到的许多烟尘和微粒， 来源于工业炉和冶炼、干燥或煅烧过程， 它们由
硅酸盐、金属氧化物和其他类似的无机化合物组成， 其中有许多物质在纯干燥状态时是已知的最好绝缘
物， 因此会导致粉尘比电阻的增高．不过， 由于气体中存在水分和化学不纯物， 它们吸附在粉尘上， 这至少
１０１４ ③
１０１３ ①
１０１２
②
１０１１
２ 降低高粉尘比电阻的工业技术措施
实践证明， 当比电阻大于 １０１（１ (·ｃｍ） 时， 用一般的设
１０１０
７５ １５０
３００
温度 ／℃
计方式设计的电除尘器是很难获得最佳除尘效率的．在很 多情况下的粉尘都是高比电阻， 为此采用降低比电阻的方 法， 能获得较好除尘效果， 降低高粉尘比电阻的措施主要 有烟气调质、选用非常规电除尘器和工艺控制等措施．
工业烟气中的水分来源很广． 当烟气温度低于 １５０℃
左右时， 其中的水分就被吸附到尘粒表面； 如果烟气温度
１０１５
很低， 而其中的水分含量又很高， 则此水分能把粉尘比电 阻降低到适宜于电除尘器工作的数值； 当烟气温度较高 时， 水分的含量对比电阻的影响就不显著， 因为表面导电 所需的条件已不存在．
ρ／ !·ｃｍ
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｉｎ ｄｅｔａｉｌｓ ｓｏｍｅ ｍａｉｎ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｄｕｓｔ ｒａｔｉｏ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ， ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｒｅ－ ｓｐｏｎｄｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｄｕｓｔ ｒａｔｉｏ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｆｒｏｍ ｈａｚｅ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｕｓｔ ｒｅｍｏｖｅｒ ｄｅｓｉｇｎ ｅｔｃ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｈｉｇｈ ｒａｔｉｏ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ； ｄｕｓｔ ｒｅｍｏｖｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ； ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ； ｈｕｍｉｄｉｔｙ
收稿日期： ２００６－ １１－ １０ 作者简介： 唐敏康（ １９５６－ ） ， 男， 教授．
第 ２８ 卷第 ３ 期
唐敏康等： 粉尘比电阻影响因素分析及应对措施
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１．１ 粉尘成分
电除尘器的收尘电极表面上至少应具有一定的导电率才能将电晕放电产生的离子流传导到地下， 根
据理论和实践证明， 最小的导电率应为 １０－１（０ !·ｃｍ） －１．从实际出发， 与一般金属或电解液相比， 这是一个很