顆粒物污染控制技術(shù)1

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1、第二節(jié)電除塵器旋風(fēng)除塵器對(duì)于dp<5μm的粒子效率低，必須借助外力（電場(chǎng)力等）捕集更小的粒子使塵粒荷電并在電場(chǎng)力的作用下沉積在集塵極上與其他除塵器的根本區(qū)別在于，分離力直接作用在粒子上，而不是作用在整個(gè)氣流上具有耗能小、氣流阻力小的特點(diǎn)電除塵器(臥板式外形)電除塵器電除塵器電除塵器的主要優(yōu)點(diǎn)壓力損失小，一般為200～500Pa處理煙氣量大，可達(dá)105～106m3/h能耗低，大約0.2～0.4kWh/1000m3對(duì)細(xì)粉塵有很高的捕集效率，可高于99％可在高溫或強(qiáng)腐蝕性氣體下操作電除塵器的工作原理三個(gè)基本過程懸浮粒子荷電－高壓直流電暈帶電粒子在電場(chǎng)內(nèi)遷移和捕集－延

2、續(xù)的電暈電場(chǎng)（單區(qū)電除塵器）或光滑的不放電的電極之間的純靜電場(chǎng)（雙區(qū)電除塵器）捕集物從集塵表面上清除－振打除去接地電極上的粉塵層并使其落入灰斗電除塵器的工作原理（續(xù)）高壓電場(chǎng)Source:www.state.ia.us電除塵器的工作原理（續(xù)）電除塵器的工作原理單區(qū)和雙區(qū)電除塵器雙區(qū)電除塵器單區(qū)電除塵器電暈放電金屬絲放出的電子迅速向正極移動(dòng)，與氣體分子撞擊使之離子化氣體分子離子化的過程又產(chǎn)生大量電子－雪崩過程遠(yuǎn)離金屬絲，電場(chǎng)強(qiáng)度降低，氣體離子化過程結(jié)束，電子被氣體分子捕獲氣體離子化區(qū)域－電暈區(qū)自由電子和氣體負(fù)離子是粒子荷電的電荷來源電暈放電電暈放電起始電暈電壓－

3、開始產(chǎn)生電暈電流所施加的電壓管式電除塵器內(nèi)任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度起始電暈電壓與煙氣性質(zhì)和電極形狀、幾何尺寸等因素有關(guān)，起始電暈所需要電場(chǎng)強(qiáng)度（皮克經(jīng)驗(yàn)公式）?一空氣的相對(duì)密度m－導(dǎo)線光滑修正系數(shù)，無因次，0.5

4、電影響電暈特性的因素電極的形狀、電極間距離氣體組成、壓力、溫度不同氣體對(duì)電子的親合力、遷移率不同氣體溫度和壓力的不同影響電子平均自由程和加速電子及能產(chǎn)生碰撞電離所需要的電壓氣流中要捕集的粉塵的濃度、粒度、比電阻以及在電暈極和集塵極上的沉積電壓的波形粒子荷電兩種機(jī)理電場(chǎng)荷電或碰撞荷電－離子在靜電力作用下做定向運(yùn)動(dòng)，與粒子碰撞而使粒子荷電擴(kuò)散荷電－離子的擴(kuò)散現(xiàn)象而導(dǎo)致的粒子荷電過程；依賴于離子的熱能，而不是依賴于電場(chǎng)粒子的主要荷電過程取決于粒徑大于0.5?m的微粒，以電場(chǎng)荷電為主小于0.15?m的微粒，以擴(kuò)散荷電為主介于之間的粒子，需要同時(shí)考慮這兩種過程。電場(chǎng)荷電

5、粒子荷電電荷累積粒子場(chǎng)強(qiáng)增加沒有氣體分子能夠到達(dá)粒子表面，電荷飽和電場(chǎng)荷電粒子獲得的飽和電荷影響電場(chǎng)荷電的因素粒徑dp和介電常數(shù)ε電場(chǎng)強(qiáng)度E0和離子密度N0一般粒子的荷電時(shí)間僅為0.1s，相當(dāng)于氣流在除塵器內(nèi)流動(dòng)10～20cm所需要的時(shí)間，一般可以認(rèn)為粒子進(jìn)入除塵器后立刻達(dá)到了飽和電荷擴(kuò)散荷電與電場(chǎng)電荷過程相反，不存在擴(kuò)散荷電的最大極限值（根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)理論，不存在離子動(dòng)能上限）荷電量取決于離子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能、粒子大小和荷電時(shí)間擴(kuò)散荷電理論方程電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電的綜合作用處于中間范圍（0.15～0.5μm）的粒子，需同時(shí)考慮電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電根據(jù)Robinson的

6、研究，簡(jiǎn)單地將電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電的電荷相加，可近似地表示兩種過程綜合作用時(shí)的荷電量，與實(shí)驗(yàn)值基本一致電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電的綜合作用例題利用下列數(shù)據(jù)，決定電場(chǎng)和擴(kuò)散荷電綜合作用下粒子荷電量隨時(shí)間的變化。已知ε＝5，E0＝3×106V/m，T＝300K，N=2×1015離子/m3，=467m/s，dp＝0.1，0.5和1.0μm。解：由方程（6-31）得電場(chǎng)荷電的飽和電荷由方程（6-32）可以計(jì)算擴(kuò)散荷電過程的荷電量隨時(shí)間的變化那么電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電的綜合作用例題（續(xù)）粒子荷電量隨時(shí)間和粒徑的變化異常荷電現(xiàn)象沉積在集塵極表面的高比電阻粒子導(dǎo)致在低電壓下發(fā)生火花放電或

7、在集塵極發(fā)生反電暈現(xiàn)象,破壞正常電暈過程氣流中微小粒子的濃度高時(shí)，荷電塵粒所形成的電暈電流不大，可是所形成的空間電荷卻很大，嚴(yán)重抑制著電暈電流的產(chǎn)生當(dāng)含塵量大到某一數(shù)值時(shí)，電暈現(xiàn)象消失，塵粒在電場(chǎng)中根本得不到電荷，電暈電流幾乎減小到零，失去除塵作用，即電暈閉塞荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集驅(qū)進(jìn)速度力平衡關(guān)系:t＝0時(shí)，?＝0，則:最終得：驅(qū)進(jìn)速度驅(qū)進(jìn)速度:e的指數(shù)項(xiàng)是一個(gè)很大的數(shù)值。例如，密度為1g/cm3、直徑為10μm的球狀粉塵粒子，在空氣中有:若t>10－2s，完全可以忽略不計(jì)所以，驅(qū)進(jìn)速度:驅(qū)進(jìn)速度驅(qū)進(jìn)速度與粒徑和場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系當(dāng)顆粒直徑為2～50?m時(shí)，?與粒徑成

8、正比捕集效率捕集效率一德意希公式德意希