湿式静电除尘器选型说明书.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date湿式静电除尘器选型说明书20世纪是世界经济高速发展、科学技术突飞猛进的时期，也是社会环境和自 然环境被严重破坏、人类赖以生存的大气被污染的时期。当人类进入 21世纪，人们面临的温室效应、臭氧层破坏和酸雨三大全球性问题，使环境形势仍十分严峻， 人类社会可持续发展对环境的要求也更趋严格。当今，控制大气污染的任务己由过 去以治理烟(粉)尘为主，逐渐向烟尘治理与有害气体(S0
2、2、NOx，F)治理并重过渡。 电除尘器是国际公认的高效除尘器，投运工业 100年以来一直担负着净化烟气、捕 集颗粒物、保护环境的使命。我国全面系统地对电除尘器技20世纪是世界经济高速发展、科学技术突飞猛进的时期，也是社会环境和自然环境被严重破坏、人类赖以生存的大气被污染的时期。当人类进入21世纪，人们面临的温室效应、臭氧层破坏和酸雨三大全球性问题，使环境形势仍十分严峻，人类社会可持续发展对环境的要求也更趋严格。当今，控制大气污染的任务己由过去以治理烟(粉)尘为主，逐渐向烟尘治理与有害气体(S02、NOx，F)治理并重过渡。电除尘器是国际公认的高效除尘器，投运工业 100年以来一直担负着净化烟
3、气、捕集颗粒物、保护环境的使命。我国全面系统地对电除尘器技术进行研究和开发始于上个世纪60年代。在1980年以前，我国在国际电除尘器领域还处于非常落后的地位。改革开放以来，我国国民经济持续不断地高速增长，环境保护对国民经济的可持续发展显得愈来愈重要。受市场经济下的利益驱动，国内许多大、中型环保产业对电除尘器进行技术研究和开发方面的投入不断加大，电除尘器的应用得到了长足的发展。通过对引进技术的消化、吸收和合理借鉴，到上世纪90年代末，我国电除尘器技术水平基本上赶上国际同期先进水平。进入21世纪以后，我国把大力推进科学技术进步，加强环境科学研究，积极发展环保产业作为经济发展的重要相关政策，环保产业
4、进一步得到重视。随着国家对污染控制要求的不断提高，对粉尘排放的要求也大幅提高。GB13223-2003火电厂大气污染物排放标准(2004-01-01开始实施)规定新建电厂大气污染物的排放浓度控制在50mg/m3(标准状况，下同)以下，而旧标准 GB13223-91要求粉尘排放浓度小于150mg/m3 。电除尘器作为控制大气污染、解决环保与经济发展之间的矛盾的主要设备之一，其应用技术进一步得到飞速发展。目前，电除尘器己广泛应用于火力发电、钢铁、有色冶金、化工、建材、机械、电子等众多行业。我国作为世界电除尘器大国立足于国际舞台，不仅在数量上，而且在技术水平上都己进入国际先进行列。电除尘器技术从设备
5、本体到计算机控制的高低压电源，以及绝缘配件、振打装置、极板极线等已全部实现国产化，并且己有部分产品出口到30多个国家和地区。在1980年以前，我国电除尘器的规模绝大多数都在100m2 以下，而其行业占-有量为有色冶金行业32%，钢铁行业30%，建材行业18%，电力行业8%，化工行业5%，轻工行业4%，其他行业3%。随着我国经济的飞速发展，尤其是电力、建材水泥行业的发展达到空前水平，到上世纪90年代中期，电除尘器行业占有量的格局已改变为: 电力行业72%，建材水泥行业17%，钢铁行业5%，有色冶金行业3%，其他行业3%。目前火力发电行业的电除尘器用量已占全国总量的75%以上，648m2的电除尘器
6、已在 1000MW 的火电厂中成功运行。在化工行业，由于受国际硫 磺价格的影响，从上世纪90年代中期采用硫磺制酸工艺取代硫铁矿制酸工艺的企业急剧上升，使得电除尘器的行业占有量也随之大幅下降，直到近两年才有触底反弹的迹象。随着国民经济的迅猛发展，环境保护作为基本国策正在不断强化。相应的环保产业得到了振兴。广大科技工作者对大气环境污染控制工程课题的研究成果。积极支持了环保事业的发展。近年来我国加大了环境保护管理力度.使空气污染指数有了很大改善。据有关资料介绍静电除尘器在大气污染控制工程中起着相当重要的作用。静电除尘用来捕集固体颗粒，具有耗能低、操作稳定、净化率高的优点。它已被广泛应用于环保、冶金、
7、发电、水泥、化工、医药、轻工等领域。是最受欢迎的除尘设备之一。但是资料显示原有的静电除尘器大都是体积庞大、占地广，一次性投资及维修保养费用高，而且维修不便，也不适用于局部产尘点的除尘。随着电晕多极化、收尘多室化，小型高效除尘器的研制成为可能。小型湿式电除尘器不仅适用于局部产尘点的除尘，也适用于大范围产尘面的降尘。传统的干式电除尘器是用锤击来清灰的，而湿式电除尘器电极上的粉尘是用水来冲洗的，同时粉尘形成泥浆而排放出去。由于这些差别的结果，湿式电除尘器具有以下的优点:(1)收尘的性能与粉尘的比电阻无关；(2)没有二次扬尘，这使其有可能达到出口粉尘浓度很低; (3)由于没有如同锤击设备的运动部件，可
8、靠性很高; (4)由于在电除尘器内电场气流速度较高和灰斗的倾斜角减小，设备的布置更紧凑；(5)对于亚微米大小的颗粒，包括 S03 酸雾和极微细的物料都能有效捕集。 湿式电除尘器实际上是几种除尘机理的结合、在旧有除尘设备的基础上进行改造，这种复合除尘器是近几年来除尘技术发展的一个新方向。电除尘器应用及介绍 除尘设备的介绍 煤炭是人类生存不可缺少的能源物质，它是由有机物和无机物组成的，一般在煤炭成分中占多数的是有机物。煤炭中的可燃成分主要是化学元素碳(约占可燃成分的50%-90%)，其它可燃成分主要有化学元素氢(约占 24%)，氧(约占 20%)，硫(约占 1%-2%)，氮(约占 0 5%-2%)
9、;不可燃成分主要有水(约占煤炭的 1%-60%) 及灰分(约占煤炭的 10%-50%)。各种成分的多少困煤炭的品质不同而差异较大。 煤炭在燃烧中会大量产生灰渣、烟尘和各种有害气体。灰渣根据煤质的不同约占煤炭燃烧总质量的土30%左右。烟尘主要成分是碳黑和飞灰，碳黑是煤炭中没有完全燃烧的碳物质，粒径 d 1m; 飞灰主要是瓷土、二氧化硅、氧化铁和碱金属的混合物，粒径 d =1-100m。有害气体主要是煤炭燃烧过程中产生的一氧化碳、二氧化硫、三氧化硫、一氧化氮和硫化氢等。烟气中的有害物质主要是碳黑、飞灰和二氧化硫，碳黑和飞灰的产生与锅的类型(即锅炉的燃烧方式)有关问。我国电力工业以燃煤锅炉发电为主，
10、约占全国发电量的 80%。在电力工业中， 对大气污染影响最大的是火力发电厂中的燃煤电厂，尤其是燃煤锅炉烟气，己成为造成我国煤烟型大气污染的重要因素。电厂燃煤锅炉烟气除尘的方法很多，主要是袋式除尘和静电除尘。静电除尘以 其除尘效率高，可净化气量较大、温度较高的烟气，结构简单气流速度低，压力损 失小，能耗低，可微机控制，远距离操作而得到广泛应用。1991年用电除尘器除尘 的锅炉己占37.59%。发达国家燃煤电厂锅炉烟气主要采用电除尘器，如美国约95%的火力厂用电除尘器控制颗粒物的排放，相当于330000MW的发电容量。到2000年我国的发电能力己翻了一番，达到3x l08kWh，但全国排放的烟尘量
11、仍然保持在3.8xl06t/a的水平。至1993年年底，中国共有316台电机组安装了电除尘器，是1983年的11倍。烟尘的排放从1983年的14.8g/（kWh）下降到1993年的6.8g/（kWh）减少了53%。同时为了减少烟尘排放，我国有关部门已决定，要有80%的国有燃煤电厂到2000年安装电除尘器。燃煤锅炉不同的类型对锅炉排烟污染有不同影响(见表 1-1)。锅炉类型不同则燃烧方式不同，它对锅炉排烟污染的主要影响因素是炉膛形式、炉排类型和炉膛容积热负荷等。锅炉的燃烧方式取决于锅炉厂家生产的锅炉类型，正确选择锅炉类型 (即燃烧方式)需根据所用煤质的情况，如煤质灰分熔点低，选用往复炉、煤质差，
12、 选用沸腾炉等。对于同一种除尘器，不同的燃烧方式对其除尘效果有不同的影响。控制燃煤锅炉烟尘污染的最有效方法是正确选择锅炉的除尘器，除尘器一般分为离心除尘器、洗涤除尘器、袋式除尘器和电除尘器。其原理是利用重力、惯性力、 离心力、扩散附着力、电场力、表面张力等作为除尘的作用力，除尘器对不同的粉尘粒径有不同的除尘效率，常用除尘器所对应的最佳粉尘粒径（见表1-2）。不同类型的锅炉燃料烧后产生的烟尘颗料分散度是不同的(见表1-3)，正确选择除尘器，一要使除尘器的最佳粉尘粒径适合该锅炉燃烧方式的烟尘颗粒分散度;二耍使除尘器能够适合该锅炉烟气的性质、温度和浓度。在燃煤锅炉中伴随燃料及其他物质的燃烧所产生的煤
13、烟中，存在着离子状态的固体和液体物质。目前电厂通常用的各种除尘器装置有: (1)离心分离除尘器离心分离除尘器的工作原理是，利用烟气作旋转运动，依靠离心作用将烟气中粉尘分离出来。这种离心力要比单独靠重力获得的分离大得多，因而除尘较有效。它的结构简单，运行操作方便，可以分离捕集较细的粉尘，但除尘效率不高，约85%左右，阻力一般不大于 1000Pa，因此，它被广泛应用于独立的除尘装置，也可作其它除尘器的预处理装置。(2)洗涤式除尘器 洗涤式除尘器是用液滴、液膜、气泡等洗涤含尘气体，使含烟气相凝集，从而使尘粒得到分离的装置。其中应用最多的是文丘里洗涤除尘器，它的主要部件是文丘里管。压力水从文丘里管的喉
14、口的小孔进入，高速的含尘烟气流过喉口将水雾化成无数水滴，同时使尘粒粘附在所生成的水滴上。将这种气液混合物引入分离器，使水滴与尘粒分离，烟气得到净化。因此，在文丘里洗涤器的除尘过程中可分为雾化、凝集和除尘三个过程。前两个过程在文丘里管内进行，后一过程在气液分离器中完成。文丘里洗涤器的除尘效率一般在 95%以上，它随液滴直径、喉管气流速度的增加而增加。当液滴直径比尘粒大150倍时，其除尘效率最高。这种除尘器的结构简单，除尘效率高，水滴还能吸收烟气中的二氧化硫和三氧化硫。其缺点是阻力大，需要有污水处理装置。(3) 袋式除尘器 袋式除尘器是使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置，采用玻璃纤维作滤料
15、的空气过滤器，主要可用于通风及空气调节的气体净化。袋式除尘器的除尘机理如下:含尘气体进入滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上，透过 滤料的清洁气体从排污口排出，沉积在滤料上的粉尘可在机械振动的作用下从滤料 表面脱落，落入灰斗中。常用滤料用棉、毛、人造纤维等加工而成。滤料本身网孔较大，一般为 2050m，表面起绒的滤料为 510m，因而，新鲜滤料的除尘效率低。粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，逐渐在滤袋表面形成粉尘初层。初层形成后，它成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率。滤布只不过起着 形成粉尘初层和支撑它的骨架作用，但随着粉尘在滤袋上积聚，滤袋两侧的压力增 大，会把有些己附
16、在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降。袋式除尘器的阻力一般为 10002000Pa。另外，若除尘器阻力过高，还会使除尘系统的处理气体量显著下降，影响生产系统的排风效果。因此，除尘器阻力达到一定数值后，要及时清灰，清灰不能过分即不应破坏粉尘初层，否则会引起除尘效率显著降低。(4) 电除尘器 电除尘技术是一项很重要的防治大气污染环保技术，已广泛应用于各个工业领域的含尘废气治理、气固分离、粉状物料回收等(如冶金、有色、电力、化工、建 材行业)。我们知道，电除尘是利用静电力除尘，又称为静电除尘，它的基本原理 利用高压放电，使气体电离，粉尘荷电后向收尘极板移动而从气流中分离出来，从 而达到净化烟气
17、的目的。电除尘技术经过近一个世纪的发展，已经取得了很多成果。电除尘器是利用电力进行收尘的装置，国外多称静电收尘器。而实际上静电收尘这个词并不确切，因为粉尘粒子荷电后和气体离子在电场力作用下，要产生微小的电流，并不是真正的静电。但是习惯上将所有高电压低电流的现象也包括在静电范围之内，所以把这种收尘装置也称为静电收尘器。而我国习惯上叫电收尘器或电除尘器(图1.1)。电除尘器是利用高压直流电加到电除尘器电场正、负极，电场强度随着电压的升高而增大，电晕电离产生了大量的电子和正离子，悬浮于烟气流中的尘粒受到发 射离子的作用而带电，在荷电尘粒受到不同极性的电极表面的吸引而被吸附。被吸附在电极表面上的尘粒通
18、过周期性振打从金属表面上脱落，在重力的作用下脱落，用水冲洗形成泥浆而排放出去。电除尘器的除尘效率与电厂强度、集尘板面积、烟气流量、粉尘趋进速度，尤其与粉尘的导电性有关。电除尘器具有很高的除尘效率 (最高可达99.99%)，可捕集0.1m以上的尘粒。它阻力小，运行费用低，处理烟气 量的能力大，运行操作方便，可完全实现自动化。缺点是设备庞大，投资费用高等。常规电除尘器的基本结构如图1.2 电除尘器的主要特点(1) 收尘效率高电除尘装置可以很方便的通过加长电场长度达到 99%以上的除尘效率。当前，我国普遍使用三个电场的电除尘器，当烟气中粉尘状态处于一般状态肘，其捕集效 率可达99%以上。国外工业化国
19、家目前普遍使用五个电场的除尘器，收尘效率在99.9%以上。电除尘装置还有一个出色的特征，就是收尘效率可长期稳定保持不变，这是其它除尘器比不上的，只有袋除尘器例外。但袋除尘器需要经常更换滤袋，才能保持良好的收尘效率。静电除尘器电场内主要部件都是静止的，烟气流速又很低，磨损很少，只要设计合理、制造安装合格、维护保养及时，电除尘器一般都能长期高效运行。(2)烟气阻力小，总的能耗低 电除尘器的能耗主要是由烟气阻力损失、供电装置、电加热保温和振打电机等能耗组成。其它烟气除尘装置的烟气阻力占总能耗的90%以上，其数值是电除尘器的5-8倍，电除尘器的烟气阻力，不管装置的体积有多大，一般仅为 200Pa 左右
20、: 即使四个电场、五个电场也不会超过 300Pa。由于总的能耗低，又很少有要更换的易损件，所以运行费用比袋除尘器、文丘里除尘器等要小得多。(3)适用范围广电除尘器可捕集粒径小于 O.lm的粒子、300- 400的高温烟气，湿式静电除尘器不仅可以除尘，还可以除去烟气中的水雾和酸雾。这种综合性的能力，为用户提供了方便。当烟气的各项参数发生一定范围波动时，电除尘器仍然保持良好的捕集性能。(4)可处理大容量烟气 电除尘器易模块化，因此可以很方便地实现装置的大型化。目前单台电除尘器处理气量已达 2x l06 m3/h。这样大的气量用袋除尘器或旋风除尘器来处理是很难想 象的。即使勉强做到也是不经济的。(5
21、)捕集到的粉尘干燥因为粉尘以干燥的形态被捕集，有利于粉尘的输送和再利用，也没有二次污染。(6)维护保养简单电除尘器如果品种规格选的恰当，又有良好的制造安装质量，日常的维护保养量是很少的。电除尘器的操作运行己全部实行自动化，实现了智能化一即自动选择瞬时最佳运行方式。(7)一次投资大电除尘器和其它除尘器相比，结构较复杂，耗用钢材较多，每个电场须配用一套高压电源及控制设备，因此价格较高。但是静电除尘装置设备费用加上 3-5年的运行费用比大多数其它除尘设备低。从以上的优缺点比较分析可得:首先从除尘器进口的粉尘浓度来源看，火电厂除尘器入口的浓度较高。在火电厂，由于燃煤的费用占发电成本的60%-70%。所
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