細(xì)顆粒物的電收集技術(shù)研究.pdf

1、燃煤產(chǎn)生的可吸入顆粒物粒徑小、數(shù)量多、比表面積大等特征，因而在大氣中停留時間長，且容易吸附各種有害的有機(jī)或無機(jī)化合物，對人體健康危害極大。因此，細(xì)顆粒物的控制尤其是燃煤電廠顆粒物控制成為了大家關(guān)注的焦點之一。我國是以燃煤為主的能源大國，電除塵器是最重要的電廠除塵設(shè)備之一，然而目前約90％的電除塵器排放在50mg/Nm3以上，未能有效地控制細(xì)顆粒物的污染。根本原因是目前運行的電除塵系統(tǒng)不能對PM2.5細(xì)微顆粒進(jìn)行有效的荷電和由于氣流離子風(fēng)

2、和振打等因素導(dǎo)致的二次揚塵、電氣控制等因素導(dǎo)致的收集電場場強(qiáng)降低等。針對于以上因素，本文將重點研究了幾種靜電收集細(xì)顆粒物的控制技術(shù)，總結(jié)靜電收集技術(shù)的主要技術(shù)原理、應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)突破難點，并最終尋找出一種適合目前工業(yè)除塵器安裝應(yīng)用的技術(shù)路線途徑。
　　 ⑴研究了極板收集灰的過程以及灰的分布和堆積情況，在自行設(shè)計的閉循環(huán)試驗臺上研究電除塵器電極與極板灰堆積特性的相關(guān)性。本研究選用扁鋼芒刺型放電極，電極間距在22mm和330mm間可

3、調(diào)以及單根放電極來研究粉塵的收集規(guī)律。顆粒物入口濃度為約180g/m3，運行電壓為46kV條件下收集顆粒物，系統(tǒng)風(fēng)量為725m3/h。實驗結(jié)果表明，電極間距與半極板寬度之比接近1:1時電流密度最大，而當(dāng)極板上收集粉塵厚度4mm后，電暈電流減小約0.4mA，同時擊穿電壓也上升4kV。粉塵在極板上的堆積形狀為矩形，其尺寸與放電極間距相對應(yīng)，針尖對應(yīng)位置厚度最高，邊緣較薄。極坂上粉塵的堆積密度約0.9g/cm3幾乎不受電極間距的影響，而同一放

4、電極間距時，出口電場灰的堆積密度則降低至入口電場的一半。當(dāng)電極間距繼續(xù)增大，邊緣處厚度大幅度降低，第一第二電場收集的灰相對減少，從而后三電場灰厚度增加至1至2mm，不利于二次揚塵的控制。
　　 ⑵在自行設(shè)計的閉循環(huán)實驗裝置上進(jìn)行了細(xì)顆粒物的荷電、預(yù)荷電及細(xì)顆粒的雙極性預(yù)荷電凝并及收集。深入研究預(yù)荷電的原理及其影響因素，期望能夠用于高氣體流速10m/s下的細(xì)顆粒荷電，并利用電除塵器現(xiàn)有的導(dǎo)流區(qū)域?qū)崿F(xiàn)帶電細(xì)顆粒物的有效地正負(fù)凝并，而

5、不必額外添加凝并室，減少工業(yè)應(yīng)用成本和設(shè)計難度。在本電除塵實驗系統(tǒng)中，細(xì)顆粒物的個數(shù)濃度收集效率最高只能達(dá)到94％～95％，而增加SCA(比集塵面積)值或增加電場數(shù)并不能提高細(xì)顆粒物的收集效率。采用雙極性預(yù)荷電器后，顆粒物物的分級收集效率顯著提高，在最佳運行電壓情況下可以達(dá)到98％。
　　 ⑶研究了電袋復(fù)合除塵技術(shù)，分別在實驗室小試以及中試實驗平臺上進(jìn)行，電除塵器位于復(fù)合除塵器的第一電場，預(yù)先去除約80％至90％的顆粒物。電源的

6、選型上采用了單相、三相電源對比研究了對細(xì)顆粒物的控制以及對復(fù)合除塵器的適應(yīng)性。當(dāng)采用三相電源替代傳統(tǒng)單相電源時，400mm間距的除塵器實際運行電壓從55kV提高到了71kV，平均電流從31mA提高到了62mA。細(xì)顆粒分級收集效率以及顆粒物的遷移速度得到顯著提高，采用單相電源時細(xì)顆粒遷移速度約17cm/s，而采用三相電源時最大值能達(dá)到35cm/s。對于粒徑為0.03～0.1μm和0.1～2.5μm的顆粒物，分級效率能夠從85％分別提高到9