工業(yè)氣體如果直接排放到大氣中,會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,形成酸雨、酸霧等惡劣氣候,影響人類和其他動(dòng)植物的健康生長(zhǎng)。電除塵器和布袋除塵器占領(lǐng)當(dāng)前除塵市場(chǎng)的主要份額,然而這兩大主要除塵設(shè)備,到底是哪一個(gè)更有廣闊的市場(chǎng)前景呢?我們從電除塵器和布袋除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)方面作進(jìn)一步分析。
電除塵是利用氣體在一定強(qiáng)度(此時(shí)的電壓高度可達(dá)40千伏左右)的電場(chǎng)中產(chǎn)生電離現(xiàn)象,當(dāng)塵粒經(jīng)過(guò)儲(chǔ)有被電離空氣的空間時(shí)碰撞電離子而荷電,成為帶電微粒。大量的帶電微粒在電場(chǎng)力的作用下向收塵極定向移動(dòng)并吸附在收塵板(陽(yáng)極板)上,振打裝置持續(xù)的打擊收塵板,大量的微塵形成的塵塊在重力作用下落到收塵裝置內(nèi),運(yùn)送裝置把收集到的大量細(xì)微顆粒送到專門的儲(chǔ)塵倉(cāng)庫(kù)。
電除塵器主要工作過(guò)程有:(1)電極系統(tǒng)在電室內(nèi)產(chǎn)生不均勻電場(chǎng);(2)電場(chǎng)空間內(nèi)氣體被電離;(3)塵粒從進(jìn)口喇叭流入電場(chǎng)過(guò)程中荷電;(4) 荷電塵粒在電場(chǎng)的作用下吸附在收塵電極(陽(yáng)極為板,陰極為線),并發(fā)生中和反應(yīng);(5)通過(guò)振打裝置把積累在收塵電極上的塵粒震落。
一、影響電除塵性能的因素
1.電極所產(chǎn)生的電場(chǎng)。電場(chǎng)特性決定電除塵器的工作寬度,影響除塵器的工作效率;的電場(chǎng)是電場(chǎng)強(qiáng)度有沿電流方向的不均勻性,或既有沿電流方向的不均勻性又有電流軸
線垂直方向的不均勻性,這樣的電場(chǎng)有zui大的工作寬度,也就是有zui大的工作效率。為了達(dá)到這一目的,在生產(chǎn)過(guò)程中我們主要采用螺旋狀、蜂刺裝陰極線。
2.塵粒的比電阻。所謂塵粒的比電阻就是塵粒在疏松狀態(tài)下所表現(xiàn)出的視在電阻或者當(dāng)量電阻。影響比電阻大小的因素很多,主要有溫度,濕度,導(dǎo)電雜質(zhì),粒度等。電除塵器收塵的比電阻范圍是104~1010歐姆·厘米,因此常采用調(diào)理煙氣手段(比如:增濕,添加硫酸、氨、二乙胺等)使比電阻在這個(gè)范圍內(nèi),或者接近這個(gè)范圍以利于提高除塵器的效率。通常在煙道內(nèi)采用增溫、增濕、添加介質(zhì)等手段調(diào)節(jié)。
3.荷電及放電過(guò)程:作收塵試驗(yàn)的時(shí)候常常會(huì)發(fā)生電暈閉塞現(xiàn)象(或叫電暈封閉),反電暈現(xiàn)象(或叫逆電離現(xiàn)象),再飛散現(xiàn)象(或叫二次飛揚(yáng)現(xiàn)象)等。這些現(xiàn)象往往給收塵帶來(lái)困難,降低收塵效率。這種情況大部分靠延長(zhǎng)氣室長(zhǎng)度來(lái)解決。
4.其它方面:伏安特性、漏風(fēng)率,煙氣溫度、壓力、成分、溫度、流速、含塵濃度,陰極線的幾何形狀、直徑、數(shù)量和線間距,收塵極的形式、極板斷面形狀、極間距、極板面積以及電場(chǎng)數(shù),電場(chǎng)長(zhǎng)度,供電方式,振打方式(位置、強(qiáng)度、周期),氣流分布裝置,灰斗形式和出灰口鎖風(fēng)裝置等也在一定程度上影響收塵效率。
二、電除塵器的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
(一) 電除塵器的優(yōu)點(diǎn)
1. 處理煙氣量大,單臺(tái)煙氣處理量達(dá)200萬(wàn)立方米每小時(shí)。而布袋除塵器要完成這個(gè)處理量則需要更加龐大的設(shè)備。
2.可用于高溫(可高達(dá)500℃)、高壓和高濕的場(chǎng)合,連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng),兩次大修時(shí)間間隔長(zhǎng)。
3.具有低阻的特點(diǎn),電除塵器壓力損失僅100~200Pa,大約是布袋除塵器的1/5~1/8。
4.適用范圍廣,維護(hù)簡(jiǎn)單方便。
(二) 電除塵器的缺點(diǎn)
1.一次性投資較大。
2.除塵效率受粉塵比電阻影響大,若不采取一定措施,除塵效率將受到影響。
3.對(duì)初始濃度大的含塵氣體需設(shè)置預(yù)處理裝置。
4.電除塵器運(yùn)行初期,除塵效果基本能達(dá)到要求,但由于其結(jié)構(gòu)及工作原理的局限,隨著運(yùn)行時(shí)間的延續(xù),電除塵器內(nèi)部組件變形、積灰、電場(chǎng)變化,除塵效率會(huì)有所改變;電除塵器每運(yùn)行一個(gè)周期后,須進(jìn)行大修。而進(jìn)行周期維修所需投入的人力、財(cái)力及檢修停產(chǎn)帶來(lái)的損失都很大。
5.收塵后的氣體含塵量一般在30~50mg/m3,如果要進(jìn)一步降低含塵量則要增加較大的體積,投資成本較高。目前,我國(guó)已經(jīng)要求排放氣體含塵量不大于30mg/m3,這種情況下,電除塵器只能用增大的氣室體積來(lái)達(dá)到相應(yīng)的除塵效率。
三、布袋除塵器的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
袋式除塵器也稱為過(guò)濾式除塵器,是一種干式率除塵器,它是利用纖維編制物制作的袋式過(guò)濾元件來(lái)捕集含塵氣體中固體顆粒物的除塵裝置。其作用原理是塵粒在繞過(guò)濾布纖維時(shí)因慣性力作用與纖維碰撞、摩擦而被攔截。細(xì)微的塵粒(粒徑為1微米或更?。﹦t受氣體分子沖擊(布朗運(yùn)動(dòng))不斷改變著運(yùn)動(dòng)方向,由于纖維間的空隙小于氣體分子布朗運(yùn)動(dòng)的自由路徑,塵粒便與纖維碰撞接觸而被分離出來(lái)。其工作過(guò)程與布袋材料、編織方法、纖維的密度及粉塵的擴(kuò)散、慣性、質(zhì)量和靜電特性等因素及清灰方式有關(guān)。濾布材料是布袋除塵器的關(guān)鍵,性能良好的濾布,除特定的致密度和透氣性外,還應(yīng)有良好的耐腐蝕性、耐熱性、耐磨損及較高的機(jī)械強(qiáng)度。耐熱性能良好的纖維,其耐熱度已可達(dá)到250℃~350℃,抗磨損較強(qiáng)的布袋壽命可以達(dá)到4~5年。
(一) 布袋除塵器的優(yōu)點(diǎn)
1.除塵效率高,可捕集0.3nm以上的粉塵,使含塵氣體凈化到15mg/m3甚至以下。
2.附屬設(shè)備少,投資省,技術(shù)要求沒(méi)有電除塵器那樣高。
3.能捕集電除塵難以回收的粉塵;并且在一定程度上能收集硝化物、硫化物等化合物。
4.對(duì)負(fù)荷變化適應(yīng)性好,特別適宜捕集細(xì)微而干燥的粉塵,所收的干塵便于處理和回收利用。
5.袋式除塵器收集含有爆炸危險(xiǎn)或帶有火花的含塵氣體時(shí)安全性較高。
(二) 布袋除塵器的缺點(diǎn)
1.收集濕度高的含塵氣體時(shí),應(yīng)采取保濕措施,以免因結(jié)露而造成“糊袋”,因此布袋除塵氣對(duì)氣體的濕度有一定的要求。
2.對(duì)于不同類型氣體,應(yīng)選用相應(yīng)類型的布袋;且需要經(jīng)常更換布袋,布袋消耗量較大。
3.對(duì)于高溫氣體,必須采用降溫措施。
4.阻力較大,一般壓力損失為1000~1500Pa。
5.接收粒徑大的含塵氣體時(shí),布袋較易磨損。
隨著布袋除塵器核心部件濾袋、脈沖閥、PLC控制技術(shù)及其它配套件技術(shù)水平的提高,原來(lái)布袋除塵器在燃煤鍋爐煙氣除塵運(yùn)用中失敗的因素,都得到了比較妥善的解決。我國(guó)*
臺(tái)應(yīng)用于300MW燃煤鍋爐發(fā)電機(jī)組的袋式除塵器,在山西陽(yáng)光發(fā)電廠成功點(diǎn)火投入運(yùn)行,此項(xiàng)工程的運(yùn)行成功,在除塵方面具有深遠(yuǎn)意義。綜合電除塵與布袋除塵的優(yōu)劣,可以得知,隨排放氣體含塵量要求的逐漸提高,靠電除塵達(dá)到要求將大幅增加投入成本。而布袋除塵技術(shù)條件的日趨成熟,尤其是一些核心問(wèn)題的解決,使布袋除塵器的投資運(yùn)行成本遠(yuǎn)低于點(diǎn)除塵器的投資運(yùn)行成本。因此,布袋除塵器在不遠(yuǎn)的將來(lái)將成為主導(dǎo)的收塵設(shè)備。
目前有一種新的理論,那就是充分利用電除塵器對(duì)粒徑較大的塵粒收集和布袋除塵器對(duì)粒徑較小的塵粒的收集的特點(diǎn),生產(chǎn)出一種由電除塵器和布袋除塵器各自特性結(jié)合的新型收塵裝置,從而使收塵效率更好,投資更少。有專家建議在整個(gè)收塵裝置中,前部分采用電除塵器收塵,后面部分采用布袋除塵器收塵,但是二者的接口問(wèn)題還不能有效解決,因此這種假想還在理論方面,沒(méi)有形成實(shí)際的產(chǎn)品。相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)我們會(huì)有更的收塵設(shè)備。
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