文档介绍：高风速复合式电收尘器模拟烟气净化实验研究
王稳
(健雄职业技术学院,江苏太仓215400;)
摘要:本文采用自制高风速复合式电收尘器(HWSCESP)进行了模拟烟气粉尘净化实验研究,并探讨了其收尘机理。以收尘效率作为收尘指标,以粉尘初始浓度、工作电压、有效收尘面积及系统风速作为影响因素进行单因素分析,分别考查各因素对收尘效率的影响规律。实验结果表明,当烟气处理量为3780m3/h,,粉尘初始浓度为5g/m3,工作电压为47kV,,电收尘器收尘效率可达95%以上。HWSCESP除尘系统比传统电收尘器(ESP)~8倍,实现了除尘设备小型化,降低了其一次性投资。
关键词:高风速,电收尘器,趋进速度,粉尘
1引言
中国是以煤炭为主的能源生产、消费大国。随着我国经济的高速发展将消费更多的能源,烟尘污染物将会大幅度地增加。超标排放的粉尘严重损坏了人们的身体健康,破坏了人类的生存环境,影响了经济的可持续发展。因此任何一个现代化的工业窑炉、锅炉都要采用高效的收尘装置以净化烟尘。由于电除尘器(ESP)具有能处理高温(350℃)高湿[40%(v/v)]大烟气量;压力损失低(100Pa~300Pa);可扑集微小粉尘;运行费用低等。因此,被世界公认为高效除尘设备。目前电除尘器的数量占国内市场总量的75%,中国已成为世界上电除尘器生产、应用大国[1]。然而,传统的电收尘器也有着自身的缺点。传统电收尘器,含尘气流方向与收尘极板相平行,单纯依靠静电的作用将荷电粉尘收集到收尘极板上,风速对于粉尘的收集起到的是负面作用(管式电收尘器道理相同)。为了获得较大的收尘效率,~,通常粉尘在收尘器内停留的时间要高达4~5s。这样,传统电收尘器往往体积巨大,钢材浪费严重,一次性投资大。
世界各国研究人员从未放弃过对于传统电收尘器的改良和改造。其中,研究收尘极板垂直于含气流方向的收尘器为一大方向。
原西德和苏联学者在1963年和1971年就开始研究与气流方向垂直布置的收尘极板,虽然收尘效率稍有提高,~,~,EP有效截面积和电场长度均没有明显减少。上世纪90年代,白希尧等人对收尘极板垂直于气流方向的电收尘器作了可行性研究[2-4]。
2实验原理
传统的板式电收尘器均采用收尘极板与风向平行摆放的结构形式,如图1所示。由图可见,尘粒的合速度μp是气流速度μ与驱进速度ω的向量和。若在时间增量tp内,则有,在边界层δ内所有尘粒都被收集到集尘极上,但是超过这个时间增量,尘粒就极有可能不被收尘极板所收集。要提高收尘效率,只能采取:①降低速度;②加大收尘极板长度;③提高驱进速度ω等手段。从经济角度来看,提高驱进速度ω是最好的选择。但是由于受电场的击穿强度限制,电场中的库仑力几乎处于临界值,尘粒驱进速度只能在很小范围内得以改善。
图1传统的板式电收尘器收尘极板与风向平行
图2新式收尘器收尘极板为迎气流方向
把收尘极板从顺气流方向排列改成迎气流方向,如图2所示。此时在边界层内尘粒向集尘极板上运动速度μn是风速μ与驱进速度的代数和,因而大大提高了尘粒向集尘极运动的速度。边界层增厚,尘粒被集尘极板捕捉所需的时间