湿式静电除尘器的过去、现在、未来
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理查德.C. 斯戴尔和罗纳德.J. 斯考瑞K. 桑帕斯
(Sam) 库马尔
贝克考克&威尔科克斯公司 F.L.斯米德斯航空技术公司巴伯顿休斯敦，得克萨斯州俄亥俄州加力.罗斯教育署帕斯特尔纳克
纽不伦瑞克省电力公司 AES 深水公司
弗雷德里克顿，纽不伦瑞克省，加拿大帕萨迪纳 (得
克萨斯州)
背景
湿式静电除尘器自1907年由F.G.Cottrell 先生第一次介绍推广以来，已经实现了全面的商业化。然而，该设备的大多数还是面向电力企业中的小型工业装置，并且在过去的20年里，这项技术被专门应用于燃煤电厂。
在燃烧含硫燃料的发电厂中，过去十年，烟气脱硫技术和选择性催化还原技术已被采用来控制二氧化硫和氮氧化物的排放。最近在燃煤电厂采用的新催化还原系统表明硫酸排放的增加是由于一部分二氧化硫在通过催化剂时被氧化所致。尽管对于电厂酸雾的排放并没有正式的监管，但是关于此的考虑和疑问已经得到了人们广泛的重视。
焦油和一种釩含量相对较高的奥里油（釩，一种在燃烧过程中
可以将二氧化硫氧化成三氧化硫的催化剂）燃烧过程会产生浓度等级更高的硫酸排放，在一些案例中，酸浓度和燃烧高含硫燃煤的电厂排放的尾气中的相当。
在烟气脱硫和硫催化氧化联合使用的情况下，高含硫煤或含釩较高的石油燃料燃烧产生的尾气中硫酸所占比例可以超过20 ppmvd （ppmvd，容积比为百万分之一）。由于亚微粒固有的光散射特性，排放的废气就造成了显著的模糊影像。酸雾的浓度即使低及5~10 ppmvd，空气看上去也会如羽絮一般模糊不清。
此文将就过去应用的湿式电除尘技术和现有的在电厂中使用的技术进行讨论，同时从经济上对用于解决潜在的和未来的除尘问题的技术进行分析。这些分析也将比较湿式电除尘技术和吸收剂注入法在控制酸雾上的优缺。
湿式静电除尘的过去
如上文所述，湿式静电除尘技术在最近的一百年中已经被广泛地应用于冶金等工厂，以控制酸雾和微尘的排放。今天，全世界已经有超过1000台该种除尘器在工作了。在商业买卖中也有多种型号、设计的除尘器以供选择。湿式静电除尘器由一系列满收集电极的细管和平行平板组成。立式的只有垂直的气流通道（向上或向下），而卧式的设计则也可以满足水平而来的气流除尘。
在满足冶金工厂处理需求上，建造材料是该除尘器设计上的主要问题。比如在冶炼铜时，二氧化硫在废气中的含量通常超过百分
之十，这是由于矿石中含有较多的硫铁矿成分导致的。环保条例对减少废气中的硫含量的要求催生了一个巨大的市场，那就是将在废气中高含量的硫转变成一种可用的资源——硫酸。出人意料的，湿式静电除尘器在除去微粒和三氧化硫（三氧化硫随后将去制酸工厂）的同时也保护釩基催化氧化剂不被毒害和堵塞，它们还成为了工厂在收集酸雾方面结实耐用的机器，在除去痕量元素比如砷以加强生产的硫酸的品质方面也贡献不小。
在上世纪中九十年代中，用于酸雾控制的典型的WESP通常采用防腐的铅作收集器和用铅包裹的高压电极（板和管子），用铅保护低炭钢的高电压支撑系统，以及用铅在金属框架表面烧熔并覆盖从而保护金属护板和框架不受酸性烟气流的腐蚀。由于铅的机械性能较差，加之下游制酸设备运行压力和脉冲压力导致其泄漏，这样它下面的金属便会迅速地遭受严重的腐蚀。另外，在运行温度高于150°F 时，铅也易于加速机械故障。这些问题导致几乎在每一次停机都需要彻底的保养和维修。
最终，内置铅和衬了铅内部结构的外壳材料换成了其他替代品，比如玻璃纤维和增强塑料。这一新设计延长了除尘器的使用寿命也在最大程度上减小了对具有极高铅焊技艺的技工的需求。在同一段时间里，一些该种装置设计中开始使用塑料和玻璃钢收集电极来进一步减少铅的使用。在70年代，一些设备设计开始使用特种不锈钢以代替原设计中的任何镀铅原件。铅的使用不便，结构特殊，养护的劳力需求，可靠性，维护和维修的花费，以及人们过去一段时间
不断增长的对铅毒性的担忧成为了这些转变的主要推动力。
最近有一份关于冶金厂的湿式静电除尘器由于内部起火燃烧了聚丙烯管道和玻璃钢外壳而导致大量有毒气体产生的报告。类似的经历提高了人们对于使用相同装置的企业的担忧。由此可见，电力生产企业可能在它们自己的湿式静电除尘器上使用含铅或塑料元件方面会表达出合情的疑虑。在七十年代至八十年代，合金在湿式烟气脱离装置进出口上的应用增强了人们对其在未来有广阔前景和需求的信心。今天，包括317，6%含钼量和C-276等等级的合金钢在脱硫装置上的使用已成为常规。
过去在该领域的不断探索为人们积淀了一个坚实的经验基础。这个基础包含了卧式和立式两种类型的设计，它们都表现出了很高的捕集效率。湿式静电除尘装置的安置问题和如何将各种净化设备有机结合起来将是做出最经济的决策的关键。
在净化过程中其中一个问题是当处理酸雾时会发生电晕抑制现象，而电晕抑制对于静电除尘来说已不是新鲜的了。生成的三氧化硫和烟道气中的水分会在酸雾中产生超细漂浮颗粒，这样的酸雾会严重抑制操作中的电晕电流，最终降低净化效率，而湿式烟气除尘装置排出的气体（之后进入静电除尘器）中超细酸雾微滴和水雾的密度增加是导致上述问题恶化的影响因素。
上诉因素的影响能力将由于除尘装置的设计方案和电晕极形状的不适当选择而增强，最终可造成更大问题。通过选择电晕极形状使其可以在较低电压下工作和减小发射和收集电极的距离，最终在
装置内部建立稳定和足够强的电晕电流。这会减少由超细颗粒所带来的负载，因此静电除尘可达到设计的最大工作效率。电晕抑制出现在很多需要除尘并用到类似技术的地方，比如处理化工回收锅炉产生的钠盐颗粒，水泥回转窑排放的粉尘等，解决这些地方的电晕抑制问题为人们积累了相关经验。
现在的湿式静电除尘技术
AES 深水公司，德克萨斯州
AES 深水公司是一家坐落于美国德克萨斯州帕萨迪纳市休斯
顿渔船海峡的以石油焦炭为原料的联合发电企业。它一年发电大概155兆瓦。这家工厂采用干式静电沉淀器来控制进入以石灰为原料，生成石膏的钙基烟气脱硫系统的颗粒粒径和未燃烧的碳的含量。另外，气体在进入烟气脱硫系统前还要通过湿式文丘里洗涤塔以去除多余的固体颗粒，氢氟酸和盐酸。在这里降低颗粒浓度是为了符合环保要求，控制未燃烧的碳含量是为了保障畅销的副产品石膏的品质。
石油焦燃料含很高的钒含量，在进入湿式烟气除硫系统前釩会促使生产三氧化硫，这种气体的猝灭作用也会催进硫酸的形成，由于酸雾雾滴的超细直径影响，大概只有20%-30%的酸雾会被捕集到。三氧化硫的入口浓度从35ppmvd 到100ppmvd@3% O2（@3% O2，产物中含3%的氧气）不等，这取决于锅炉内的燃烧情况和釩在石油焦的含量的多少。
AES目前有一台在美国制造中最老的湿式静电除尘器在电厂运
行。表一指示了该设计的信息和需要达到的排放标准。考虑到可凝性，对包括硫酸酸雾在内的所有微粒的浓度的最小要求是0.005 grains/scfd，因此在硫酸微粒净化方面需要单独设置一个捕集效率超过90%的装置来满足要求。气体通过湿式静电出除尘器后理论上净化效率可以达到95%到97%。不过这样的高效还得借助于干式静电除尘器和湿式文丘里洗涤器的帮助。在1986年这样的高效是需要的，因为在这方面的安全标准非常严格。当时德州政府要求硫酸酸雾的排放也要满足严苛的浓度标准限制，而到了今天没有哪项州政府建立的标准是为控制来自于同一源头的酸雾排放而设的。
表一.AES深水公司的空气污染控制系统具体参
数
这一湿式静电除尘器按常规包括三个电厂，12个向上流动系统
的并行模块。收集表面是平板形状，由表面覆盖增强的热固性塑料的轻木制成。这些平面不断地被连续不停的膜状水流冲刷清洗，因为这样可以满足导电和去除收集物的需要。水流带着捕集物最后从阴沟排离。自1986年以来，湿式静电除尘系统的商业价值得到了充分的挖掘，微粒的粒径和废气的透明度都保持得很好，其中废气的不透明度在10%以下。
电晕极和其他带有高压的内部装置采用合金C-276制造，即使运行时间超过了十五年之久，这些装置看起来也跟新的一样，没有出现明显的腐蚀现象。在1999年，所有的在12个单元组件里的第一组最初的集尘板被替换成由含6%钼的钢铁合金打造的新集尘板。AES希望找到一种提高净化效能又降低维护费用在未来是种热门的新技术。
电晕极也由最初的圆柱导线型更换为能形成更强大电晕，条带形高电压的电晕极。图一显示了由新合金平板组成的单元组件B的内部结构，图二显示了内外空间的即时电压关系。图表表明电晕从第一电场到第三电场会出现显著的增加，这标示了电晕抑制现象的阻抑程度，尽管不严重但由于酸雾的存在而确实存在。除尘器的净化效果已不是一个问题，如何研制出一个电极间能有更强电晕的电极外形是现在的关键。
图一：AES的装置的改造
喷淋水管
放电电极
收集板
阴沟
气流
气流
六年的运行后，改良后的合金电极和集尘板没有一点腐蚀的痕迹，看上去跟最初是一样。
北方能源/艾克赛尔能源
这个工厂装备了24台湿式静电除尘器，每十二台组成一个
750MW 功率的单元。之所以选择湿式静电除尘器是因为该厂想将它的烟道出口不透明度降到20%以下。方法是改良上流气体通道，预先安置的外壳可以保证除尘器两个部分和颗粒洗涤器同时内置在里面。根据最初改良实验的结果，湿式静电除尘器的全面改造从1998年开始到2001年结束。
艾克赛尔能源在雪邦镇的电厂主要燃烧次烟煤，大概在飞灰中含20%的氧化钙。这些自由飘散的氧化钙能吸附废气中的三氧化硫，由于最初气体较高的热量，洗涤器无法使混合了粉尘和二氧化硫的气体的不透明度降低到20%以下。没有干式静电除尘器，仅靠湿式静电除尘可以将烟道气不透明度降到10%，以前是40%
，颗粒净化
率控制在90%以上，而且这些结果是在气体在处理单元上的停留时间不足一秒的情况下得到。
由于飞灰中的高钙含量，第一电场收集管道的底部出现了结垢。第一电场主要捕集从经过洗涤器的上升气流夹带来的水滴和颗粒物，这样在第二电场就可以保持相对稳定的放电状态了。每个部分每年都会进行一次彻底的脱机清洗以除去垢层，这些都需要大量的人工来完成。另外，当电厂供电紧张时，也需要用水对管路进行冲洗这样的日常维护。由于飞灰不像酸雾一样显酸性，所以304L可以用于制造除尘器的内部结构。实际操作告诉我们：1、定期的清洗能解决由于粉尘堆积带来不良影响；2、对不呈酸性的颗粒的捕集和对硫酸雾的捕集的高效是在改进除尘器用于净化硫酸雾时的重要衡量条件。
美国西北炼油厂
石油焦炭煅烧炉产生的烟气含有二氧化硫，二氧化硫通过采用具有腐蚀性的试剂的洗涤塔被吸收，这种洗涤塔对于二氧化硫的吸收很有效，但它不能完全除去硫酸雾。自1998年以来，湿式静电除尘被用来捕集高浓度酸雾以消除排放烟气如羽毛般模糊的问题。三组湿式静电除尘器作为一个独立单元被使用，采用向上通气结构。图表3
和4呈现了除尘器对粉尘和酸雾的捕集效果。酸雾排放浓度降低到大概1 ppmvd @ 7% O2,同时粉尘浓度下降更明显，降到0.005grains/scfd. 这些事实静电除尘器的内部和外部结构用的都是合金900L.防腐效果非常好，在检查中又一次出现了看起来像新的一样的情况。
图三：酸雾净化数据（来自西北炼油厂）
新不列颠电厂，科森恩小湾
2002年，新不列颠电厂决定在发电量1050MWD的科森恩小湾站建造高效的湿式静电除尘器来处理经过以石灰为手段的湿式脱硫装置处理后的废气。这是全厂为减少电力生产成本而做的努力的一部分，该厂决定在使用奥里乳化油以降低成本的同时显著减少硫化物和颗粒的排放量。新不列颠电厂安置除尘器是希望将酸雾排放控制在5ppmvd @ 3% O2，飞灰颗粒控制在0.015 lb/MBtu.为达到上述标准，捕集效率要超过90%。
科森恩小湾是第二个安装该捕集装置的电力工厂。2000年，一个较小，独立的湿式静电除尘系统在达尔豪斯投入使用，这是1994年该厂在使用奥里油和安装湿式脱硫装置后的又一次改变。
图5是科森恩两台湿式脱硫装置的布局和结构图图。从中可以看
到湿式烟气脱硫装置包含三个向上通向的结构设计。和在AES深水已顺利运行15年的装置很像。洗涤后的烟道气在通过烟雾消除器后会进入湿式静电除尘器的内部。
湿式除尘器里依次有三道电场，以及四条独立并增强的高电压总线穿过每个电场。这种12条总线被谨慎分离的设计可以保障在较小区域电压的自由增强，尤其是进行周期性清洗时可以使排放始终达到设计要求。废气在进入除尘器顶部前会先通过一个雾沫消除器，以消除由于洗涤环节夹带来的微小雾滴，这些雾滴通过出口封头会聚集在一起变大。这样的设计可以简单地降低工厂的建造费用，否则，按通常的处理方法，在烟气脱硫塔外会单独再设立一个湿式除尘设备。
图5：结合了湿式脱硫功能的向上流湿式静电除尘器
科森恩海湾工厂坐落于一片海岸线上，所以工厂的布局非常受到重视并要求土地被充分利用。因此，这种结合了脱硫和除尘的设计就显得非常合理了。内部的集尘板用的是C-276，含6%钼的不锈钢用于高电压系统和集尘板的支撑。2003年的春天这种联合脱硫除尘系统投入建造，04年九月投入运行。未来，人们希望这种联合治污体系在化石燃料电厂会更普及同时作为一个综合处理氮化物，硫化物和粉尘，酸雾的净化器的改良选择。
南京工程学院 课程设计说明书（论文）题目锅炉烟气静电除尘器的设计 课程名称大气污染控制工程 院(系、部、中心) 康尼学院 专业环境工程 班级 K环境091 学生姓名朱盟翔 学号 0 设计地点文理楼A404 指导教师李乾军 设计起止时间：2012年5月7日至 2011 年5月18日 目录 烟气除尘系统设计任务书
一、课程设计的目的 通过课程设计近一步消化和巩固本能课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力。通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养学生确定大气污染控制系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。 二、设计原始资料 锅炉型号：SZL4-13型，共4台 设计耗煤量：600 kg/h (台) 排烟温度：160 ℃ 烟气密度(标准状态)： kg/m3 空气过剩系数：α＝ 排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：18％ 烟气在锅炉出口前阻力：800 Pa 当地大气压力： kPa 冬季室外空气温度：－1℃ 空气含水(标准状态下)按m3
烟气其他性质按空气计算 煤的工业分析元素分析值： C ar ＝68％ H ar ＝％ S ar ＝％ O ar ＝6％ N ar ＝1％ W ar ＝4％ A ar ＝16％ V ar ＝14％ 按锅炉大气污染物排放标准(GBl3271－2011)中二类区标准执行。 烟尘浓度排放标淮(标准状态下)：30mg/m 3 二氧化硫排放标准(标准状态下)：200mg/m 3。 基准氧含量按6%计算。 净化系统布置场地如图1所示的锅炉房北侧15m 以内。 图1. 锅炉房平面布置图 图 2. 图1的剖面图 三、设计内容 （1） 燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算。 （2） 净化系统设计方案的分析确定。 （3） 除尘器的比较和选样：确定除尘器类型、型号及规格，并确定其主要运行参数。
354管湿式静电除尘除雾器 技术方案 日期：二0一七年五月 1.总则 1.1 本技术方案适用于项目湿式静电除尘除雾器工程。 1.2本技术方案对湿式静电除尘工程设备及工艺系统的功能、设计、结构、性能、安装和试验、验收等方面提出技术要求。 1.3承包方提供全套的烟气湿式静电除尘装置工艺系统，其范围包括：湿式静电除尘装置的设计、内外部组件设备、配套电控设备的供货、安装、调试、168h满负荷试运行等。 1.4承包方配合发包方接受环保、安全、消防等主管部门进行的审核、竣工验收等工作。 1.5 承包方必须应熟悉湿式静电除尘与湿法脱硫工艺。 1.6本技术方案提出的是最低限度的要求，并没有对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准及规范的条文。承包方应保证提供符合本技术协议、规范和有关最新工业标准的产品，并满足国家有关安全、消防、环保、劳动卫生等强制性标准的要求，安全设施配置符合《中华人民共和国电力行业标准DL / T 1123—2009》的要求。 2工程概况及设计条件 2.1工程概况 2.1.1：
2.1.2本工程范围：湿式静电除尘除雾系统正常运行所必需具备的工艺系统设计、设备选择、采购、运输及储存、制造及安装（含设计、施工）、调试、试验及检查、试运行、考核与环保验收、消缺、培训和最终交付投产等。 2.2湿法脱硫后烟气指标 承包方提供设备及工艺的设计、制造、施工，符合国家有关标准，这些标准和规范至少包括： 燃煤电厂电除尘器 DL/T514-2004 火电施工质量验收及评定标准 电气装置安装工程施工及验收规范 GB50150 高压静电除尘用整流设备 JB/T9688-1999
2.1 主要技术参数 2.1.1 输入、输出参数 GGAJ02（GAC）高压静电除尘用整流设备常用系列产品输入、输出技术参数见附表（一）。 2.1.2 输出调节范围 输出电流调节范围：0～100%额定值。 输出电压调节范围：0～100%额定值。 2.1.3 调压方式 晶阐管调压，可控制的晶阐管导通角范围为0～172度。 2.1.4 运行方式 100%额定输出电流，连续。（负载等级“I”级）。 2.1.5 效率和功率因数 效率≥80%，功率因数≥0.8。 2.2 使用条件 ① 海拔不超过1000m。若海拔高于1000m时，其额定值应按相关标准作相应修正。 ② 对于控制柜，环境温度为-10～+40℃；对于高压整流变压器，环境温度不高于+40℃，不低于变压器油所规定的凝点温度。 ③ 空气最大相对湿度为90%（在相当于空气20±5℃时）。 ④ 无剧烈振动和冲击，垂直倾斜不超过5%。 ⑤ 运行地点无导电爆炸尘埃，没有腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸气。 ⑥ 输入交流电压持续波动范围不超过额定值±10%； ⑦ 输入交流电压频率波动范围不超过±2%； 2.3 产品的功能 2.3.1 控制方式选择 本系列产品具有多种控制方式可供在不同的工况条件选择运行。 ① 火花跟踪方式：为最常用的控制方式，适用于大部分工业现场的除尘、除雾、除焦油等应用。设备的火
花率可以调节，调节范围为：4次/每分钟～120次/每分钟。高火花率状态适用于粉尘浓度高，工况恶劣的场合，能起到加强粉尘荷电率和火花清灰的作用；低火花率状态适用于除尘器末电场或工况稳定的场合，在保证除尘效率的同时又减少电场因放电而产生的二次飞扬。 ② 功率跟踪方式：适用于高比电阻粉尘，易出现反电晕的应用场合。运行功率跟踪方式时，GAC-120微机控制器综合各反馈信号的变化情况，自动寻找最佳工作点，保持向电场输入最高有效功率。 ③ 电压跟踪方式：适用范围同功率跟踪方式，保持向电场输入最高电压。 ④ 简易间歇脉冲供电方式：适用于高比电阻粉尘或粉尘浓度很低的场合。高低脉冲比例有1：2和1：4两种可选。 2.3.2 故障检测保护功能 2.3.2.1显示故障类型 系统出现下列故障时，自动报警，跳闸切断主电源，并显示故障性质。 ① 一次过电流显示器闪动显示“LOAD” ② 二次开路显示器闪动显示“OPEN” ③ 二次短路显示器闪动显示“SHORT” 2.3.2.2 开机自检 开机时，处理器对系统主要部件进行自检，若发现故障，设备无法启动，显示器显示系统故障类型：“RAM ERROR”：外部存贮器故障; “EEPROM ERROR“：电可擦除存贮器故障; “A/D ERROR”：模数转换故障; “SYSTEM ERROR”：系统故障。 2.3.2.3 变压器油温和危险气体报警 变压器油温超过设定报警值，或除尘器内易爆气体超过报警值时，输出电流、电压自动降为零。油温超报警值时，显示器闪动显示：“TEMP”；危险气体超标时，显示器闪动显示：“GAS”。当上述故障消除时，输出电流电压自动恢复。当变压器油温超过设定极限值时，跳闸并报警。 变压器油温和危险气体报警为用户可选功能。 2.3.3 闪络控制功能 高压静电除尘用整流设备的控制部分必须准确地捕捉电场的闪络信号，并迅速作出适当的处理。如果小闪络信号（闪络时，二次电流、电压波形只发生高频畸变，二次电流波形变宽，而二次电流幅度没有明显增高）无法捕捉，将导致下一个波出现二次电流幅度增高，即过渡成更强闪络；在出现闪络后如果以固定半波数关
电除尘器的选型计算 电除尘器应用成功与否，是与设计、设备质量、加工和安装水平、操作条件、气体和粉尘性质等多种因素相关联的综合效果。要取得理想的除尘效果，必须了解各有关环节与除尘机理的联系，考虑各种影响因素，正确设计计算。 1.影响除尘器性能的因素 影响电除尘器性能有诸多因素，可大致归纳为3个方面：烟尘性质、设备状况和操作条件。这些因素之间的相互联系如图4-71所示，由图可知，各种因素的影响直接关系到电晕电流、粉尘比电阻、除尘器内的粉尘收集和二次飞扬这3个环节，而最后结果表现为除尘效率的高低。 1)烟尘性质的影响粉尘的比电阻，适用于电除尘器的比电阻为104~1011?·㎝。比电阻低于104?·㎝的粉尘，其导电性能强，在电除尘器电场内被收集时，到达沉降极板后会快速释放其电荷，而变为与沉淀极同性，然后又相互排斥，重新返回气流，可能在往返跳跃中被气流带出，所以除尘效果差；相反，比电阻高于1011?·㎝以上的粉尘，在到达沉降极以后不易释放其电荷，使粉尘层与电极板之间可能形成电场，产生反电晕放电。 对于高比电阻粉尘，可以通过特殊方法进行电除尘器除尘，以达到气体净化，这些方法包括气体调质、采用脉冲供电、改变除尘器本体结构、拉宽电极间距并结合变更电气条件。 2)烟气湿度烟气湿度能改变粉尘的比电阻，在同样湿度条件下，烟气中所含水分越大，其比电阻越小。粉尘颗粒吸附了水分子，粉尘的导电性增大，由于湿度增大，击穿电压上长，这就允许在更高的电场电压下运行。击穿电压与空气含湿量有关，随着空气中含湿量的上升，电场击穿电压相应提高，火花放电较难出现，这种作用对电除尘器来说，是有实用价值的，它可使除尘器能够在提高电压的条件下稳定地运行，电场强度的增高会使降尘效果显著改善。 3)烟气温度气体温度也能改变粉尘的比电阻，而改变的方向却有几种可能：表面比电阻随温度上升而增加（这只在低温度交接处有一段）过渡区，表面和体积比电阻的共同作用区。电除尘工作温度可由粉尘比电阻与气体温度关系曲线来选定。 烟气温度的影响还表现在对气体黏滞性影响，气体黏滞性随着温度的上升而增大，这样影响其驱进速度的下降。气体温度越高队电除尘器的影响是负面的，如果有可能，还是在较低温度条件下运行较好，所以，通常在烟气进入电除尘器之前先要进行气体冷却，降温既能提高净化效率，又可利用烟气余热。然而，对于含湿量较高和有SO3之类成分的烟气，其温度一定要保持在露点温度20~30℃以上作为安全余量，以避免冷凝结露，发生糊板、腐蚀和破坏绝缘。 4)烟气成分烟气成分对负电晕放电特性影响很大，烟气成分不同，在电晕放电中电荷载体的迁移不同。在电场中，电子与中性气体分子相撞而形成负离子的概率在很大程度上取决于烟气成分，据统计，其差别是很大的，氦、氢分子不产生负电晕，氯与二氧化硫分子能产生较强的负电晕，其他气体互有区别；不同的气体成分对电除尘器的伏安特性及火花放电电压影响甚大，尤其是在含有硫酐时，气体对电除尘器运行效果有很大影响。 5)烟气压力有经验公式表明，当其他条件确定后，起晕电压随烟气密度而变化，烟气的温度和压力是影响烟气密度的主要因素。烟气密度对除尘器放电特性和除尘性能都有一定影响，如果只考虑烟气压力的影响，则放电电压和气体压力保持一次（正比）关系。在其他条件相同的情况下，净化高压煤气时电除尘器的压力比净化高压煤气时要高，电压高，其除尘效率也高。 6)粉尘浓度电除尘器对所净化的气体的含尘浓度有一定的适应范围，如果超过一定范围，除尘效果会降低，甚至中止除尘过程，因为在除尘器正常运行时，电晕电流是由气体离子和荷电尘粒（离子）两部分组成的，但前者的趋进速度约为后者的数百倍（气体离子
电除尘 一、基础知识 1、什么是电晕放电？ 电晕放电是指当极间电压升高到某一临界值时，电晕电极处在的高电场强度将其附近气体局部击穿，现在电晕极周围出现淡蓝色的辉光并伴有咝咝的响声的现象。 2、什么是火花放电？ 在产生电晕放电后，继续升高极间电压，妥到某一数值时，两极间产生一个接一个瞬时的，通过整个间隙的火花闪络和噼啪声的现象。 3、什么是电弧放电？ 在产火花放电后，继续升高极间电压，当到某一数值时，就会使气体间隙强烈击穿，出现持续放电，爆发出强光和强烈的爆裂声，并伴有高温、强光，将贯穿阴极和阳极的整个间隙，这种现象就叫电弧放电。 4、简述电除尘器的工作原理。 电除尘器是利用高直流电压主生电晕放电，使气体电离，烟气在电除尘器中通过时，烟气中的粉尘在电场中荷电，荷电粉尘在电场力的作用下向极性相反的电极运动，到达极板
或极线时，粉尘被吸附到极板或极线上，通过振打装置打落入灰斗，而使烟气净化。 5、简述粉尘荷电的过程。 在电除尘器阴极与阳极之间施以足够高的直流电压时，两极间产生极不均匀电场，阴极附近的电场强度最高，产生电晕放电，使其周围气体电离，气体电离主生大量的电子和正离子，在电场力的作用下向异极运动，当含尘烟气通过电场时，负离子和负离子与粉尘相互碰撞，并吸附在粉尘上，使中性的粉尘带上电荷，实现粉尘荷电。 6、荷电粉尘在电场中是如何运动的？ 处于收尘极和电晕极之间的荷电粉尘，受四种力的作用，其运动服从牛顿定律，这四种力是：尘粒的重力、电场作用在荷电尘粒上的静电力、惯性力和尘粒运动时的介质阻力，重力可以忽略不计，荷电尘粒在电场力作用下向收尘极运动时，电场力和介质阻力很快达到平衡，并向收尘极作等速运动，此时惯性力也可忽略。 7、荷电尘粒是如何被捕集的？ 在电除器中，尘粒的捕集与许多因素有关，如尘粒的比电阻、介电常数和密度，气流速度，温度和湿度，电场的伏
湿式静电除尘器工作原理余热发电交流平台 目录 WESP湿式静电除尘器工作原理 (1) WESP湿式静电除尘器系统组成 (2) 1.工程分系统描述 (2) 2.系统配置 (4) 3除尘器本体 (4) 4电气设备要求 (6) 试车、开车、停车、日常维护 (7) A:开车前的准备 (7) B: 试车 (8) C: 开车 (9) D: 停车 (10) E 日常维护 (11) WESP湿式静电除尘器工作原理 WESP的工作原理为：在WESP的阳极管和阴极线之间施加数万伏直流高压电，在强电场的作用下，电晕线周围产生电晕层，电晕层中的空气发生雪崩式电离，从而产生大量的负离子和少量的阳离子，这个过程叫电晕放电； 随工艺气流进人WESP内的尘(雾)粒子与这些正、负离子相碰撞而荷电，荷电后的尘(雾)粒子由于受到高压静电场库仑力的作用，分别向阴、阳极运动；到达两极后，将各自所带的电荷释放掉，尘(雾)粒子就被阴、阳极所收集，靠重力自流向下而与气体分离；
部分的尘(雾)粒本身则由于其固有的黏性而附着在阳阳极管和阴极线上，通过冲洗的方法清除。 WESP湿式静电除尘器系统组成 1.工程分系统描述 （1）WESP本体 WESP本体采用方形结构，独立安装，分为进口烟箱，出口烟箱，中气室； 内部设有气体分布板，喷淋管，阴极框架等； 进出口烟箱为FRP材质，厚度≮10mm。 中气室（模块区）不设置外壳。 （2）阳极装置 阳极装置包括沉淀极、支撑梁、喷淋系统。 阳极（也称沉淀极）采用先进的碳纤维导电阻燃玻璃钢材质、导电性能好、易冲洗等优点。沉淀极采用正六边形蜂窝管式结构，内切圆直径为360mm，壁厚3mm，长度6m。 阳极管采用机械缠绕工艺制作，树脂采用阻燃环氧乙烯基树脂。 （3）阴极装置 阴极装置包括阴极线、阴极吊杆、阴极吊挂框架，下部固定框架，绝缘箱、拉紧箱。
除尘器基础载荷计算 1电除尘器结构尺寸： 5900570057005700 170008900 GAS GAS A B C D E 5180 51805180518025900 23000 ①②③④⑤
2本体静载荷 根据初核的结果和设计条件把重量和其他载荷分配至柱网的每一行（A~E ）每一列（①~⑤）及每一结点。 Ra q ①②③④⑤ Rb R0 L1 5900.0 5700.0 5700.0 5700.0 L2 1． 把各部分重量和其他载荷归并为四类，再分配至各排、列和点。这四类是： 1.1屋顶总重量（包括悬挂在屋顶两下的各个部件）载荷分配至A~E 行。 1.2二侧壁重量。载荷只在A 、E 行。 1.3端墙重量（进出口）。载荷只在①⑤列。 1.4灰斗、灰斗阻流板和灰斗积灰。载荷在A~E 行。 2.上述1.1、1.2、1.3项载荷依0.5、1、1、1、0.5分配至A 、B 、C 、D 、E 行。 每一行在依次分配，ABCDE 行可视为铰接，按面积分配重量，考虑新增电场与原一二三电场长度相差不大，可是为相同。可得： 序号 ① ② ③ ④ ⑤ 重量分配 0.125 0.25 0.25 0.25 0.125 3.保温重量（kg ） 每平米 保温材料 + 外护板 + 金属材料 = 总重 10 + 5.495 + 3.35 = 18.845 （保温层厚100mm 容重100kg 4.002A 、002B 、002C 独分配，根据Wsout 的结果，分成三类，每一项归类。 第I 类依0.5、1、1、10.5分配至A 、B 、C 、D 、E 行。 第II 类只在进出端部有载荷（即只在①⑤列），依0.5、1、1、10.5分配至A 、B 、
湿式静电除尘器对烟尘的精处理 2016-09-01 11:09:48 近年来PM2.5颗粒物日益严重，雾霾省市也逐渐扩大，国内环境状况总体恶化的趋势尚未得到根本的遏制，环保压力持续加大，国家对大气污染治理越来越重视，对燃煤电厂等的烟气排放要求不断提高。作为一种先进的烟气治理技术，湿式电除尘技术早就在欧洲、美国、日本等国家已得到广泛应用，且效果良好。近几年国内环保企业也陆陆续续开始推广各自的湿式静电除尘器。我公司现有的湿式静电除尘器是引进日本三菱水平烟气流湿式电除尘技术和自主研发的垂直烟气流湿式电除尘技术。其中，引进技术已成功应用于神华国华舟山电厂，创下了全国首台套近零排放湿式静电除尘器的记录。至今，我公司湿式静电除尘器合同装机总容量已达25000MW。以下为对湿式静电除尘原理、除尘效率及实际应用的阐述。 1 湿式静电除尘器简介 湿式静电除尘器在结构上有两种基本型式：管式和板式。管式静电除尘器的集尘极为多根并列的圆形或多边形金属管，放电极均布于板极之间，管状湿式静电除尘器只能用于处理垂直流动的烟气。板式静电除尘器的集尘极呈平板状，可获得良好的水膜形成的特性，极板间均布电晕线，板式湿式静电除尘器可用于处理水平或垂直流动的烟气。湿式静电除尘器在布置方式上有三种方式：垂直烟气流独立布置（适用于化工、冶金行业）；垂直烟气流与湿法脱硫整体布置（布置在吸收塔上方替代机械除雾器，适用于小型机组、处理烟气量少、除尘效率要求不高的场合）；水平烟气独立布置（适用于中大型或超大机组、处理烟气量大、除尘效率要求高的场合）。第三种水平烟气流独立布置方式为目前国内外燃煤电厂主流技术。 在国外湿式静电除尘器最早在1907年开始应用于硫酸和冶金工业生产中，1986年后应用于燃煤电厂。据不完全统计，已有100余套不同类型的湿式静电除尘器应用于美国、欧洲及日本的电厂，主要作为大气复合污染物控制系统的最终精处理技术设备，用于去除湿法脱硫无法收集的酸雾、控制PM2.5微细颗粒物及解决烟气排放浊度问题。美国Bruce Mansfield 电厂、AES Deepwater电厂、日本碧南等多家电厂测试报告表明，湿式静电除尘器对PM2.5的去除效率均可高于90%，粉尘排放浓度可低于5mg/ m?，酸雾的去除率可超过90%，烟气 浊度降低到10%以下。 目前在我国主要将湿式静电除尘器应用于一些中小型化工、冶金等行业及小型燃煤锅炉，在大型燃煤电厂湿式静电除尘器工程应用较少，尚在起步阶段。考虑到国内研发速度不能满足国家对控制PM2.5的环保大范围需求，特别是大型燃煤电厂上的应用，我公司引进了日本
湿式电除尘器(WESP)原理 湿式电除尘器是在克服喷水除尘器和静电除尘器弊端的基础上发展起来的，它的工作原理与普通的除尘器一样，主要涉及了悬浮粒子荷电、带电粒子在电场里迁移和捕集，以及将捕集物从集尘器表面清除这三个基本过程。该过程大致为：通过进气口和气流分布系统将含尘煤气输送到除尘器电场中，而水则在喷嘴的作用下呈雾状喷入，其中喷嘴同时配置在进气口和电场的上方。在除尘器的入口部分，含尘煤气中的粉尘会与水雾相碰撞，并以颗粒的形式落入到灰斗中。在电场区中，荷电水滴由于其电性在电场力的作用下会被集尘极捕获落在集尘极板上，而煤气中的粉尘在被荷电的水滴润湿后也会带上电性，故其也会落在集尘极板上，而在集尘极捕获到足够多的水滴后则会在集尘极板上形成水膜，故被捕获的粉尘先通过 水膜的流动流入灰斗中，然后再通过灰斗排入沉淀池中。如图1所示湿式电除尘过程，金属放电极在直流高电压的作用下，将其周围气体电离，粉尘在电场中荷电并在电场力的作用下向集尘极运动，当运动到集尘极表面时。随液体膜流下而被除去。因此，WESP运行的三个阶段与干式ESP相同——荷电、收集和清灰。然而，与振打清灰不同的是，WESP采用的是液体冲洗集尘极表面来进行清灰。 图1 湿式电除尘器示意图 3 湿式电除尘工艺简介 3.1 湿式电除尘器WESP从结构上可分为两种基本型式，即管式和板式(如图2)。其中管式WESP只有垂直方向烟气流(上升流或下降流)，而板式WESP 设计既可以采用水平烟气流也可采用垂直烟气流。总的来说，管式WESP比板式WESP效率更高且由于外形简单而占用更少的空间，成为湿式电除尘技术研究应用的趋势。
图2 湿式电除尘器两种基本结构型式 两种WESP的其它不同点在于：(1) 对于给定的除尘效率，电极长度相同的前提下，管式WESP所允许的烟气流速是板式WESP的两倍；(2) 对于给定的除尘效率，管式WESP的局部干燥区比板式WESP要小。管式WESP既可设计为垂直向上烟气流也可设计为垂直向下烟气流。在垂直向上烟气流、管式WESP中，烟气从底部进入电除尘器并向上流动，冲洗喷嘴即可置于装置底部并向上喷淋，也可在电场上方设置向下喷淋的喷嘴。在垂直向下烟气流设计中，烟气从顶部进入WESP中并向下流动，喷嘴置于顶部并向下喷淋，方向与烟气流同向。在某些场合，向下烟气流设计会使连接烟道的使用最少化，但它需要在烟气进入烟囱之前设置一台机械式除雾器来捕获随烟气携带出来的水雾。相反地，一台向上烟气流、管式WESP具有捕获亚微米液滴的能力，因而可作为一台性能优良的除雾器而不再需要增设任何机械式除雾器。 3.2 湿式电除尘器工艺应用湿式电除尘作为烟气亚微离子、酸雾、二次粒子等污染物处理的把关工艺，通常与其他处理工艺结合运用。例如，新型烟气治理岛工艺流程中湿式电除尘器(WESP)就有3种工艺布置形式：工艺流程（一）：由脱硝、电除尘器、湿法脱硫、湿式电除尘器组成，烟气从湿式电除尘器后进入烟囱，如图3所示。 图3 新型烟气治理岛(湿式电除尘器)工艺流程(一)
一、静电除尘器的工作原理 一、静电除尘器的工作原理 1．气体电离和电晕放电 由于辐射摩擦等原因，空气中含有少量的自由离子，单靠这些自由离子是不可能使含尘空气中的尘粒充分荷电的。因此，要利用静电使粉尘分离须具备两个基本条件，一是存在使粉尘荷电的电场；二是存在使荷电粉尘颗粒分离的电场。一般的静电除尘器采用荷电电场和分离电场合一的方法，如图5-7-1所示的高压电场，放电极接高压直流电源的负极，集尘极接地为正极，集尘极可以采用平板，也可以采用圆管。 图5-7-1静电除尘器的工作原理 在电场作用下，空气中的自由离子要向两极移动，电压愈高、电场强度愈高，离子的运动速度愈快。由于离子的运动，极间形成了电流。开始时，空气中的自由离子少，电流较少。电压升高到一定数值后，放电极附近的离子获得了较高的能量和速度，它们撞击空气中的中性原子时，中性原子会分解成正、负离子，这种现象称为空气电离。空气电离后，由于联锁反应，在极间运动的离子数大大增加，表现为极间的电流（称之为电晕电流）急剧增加，空气成了导体。放电极周围的空气全部电离后，在放电极周围可以看见一圈淡蓝色的光环，这个光环称为电晕。因此，这个放电的导线被称为电晕极。 在离电晕极较远的地方，电场强度小，离子的运动速度也较小，那里的空气还没有被电离。如果进一步提高电压，空气电离（电晕）的围逐渐扩大，最后极间空气全部电离，这种现象称为电场击穿。电场击穿时，发生火花放电，短路，电除尘器停止工作。为了保证电除尘器的正常运动，电晕的围不宜过大，一般应局限于电晕极附近。
如果电场各点的电场强度是不相等的，这个电场称为不均匀电场。电场各点的电场强度都是相等的电场称为均匀电场。例如，用两块平板组成的电场就是均匀电场，在均匀电场，只要某一点的空气被电离，极间空气便会部电离，电除尘器发生击穿。因此电除尘器必须设置非均匀电场。 开始产生电晕放电的电压称为起晕电压。对于集尘极为圆管的管式电除尘器在放电极表面上的起晕电压按下式计算： V （5-7-1） 式中m——放电线表面粗糙度系数，对于光滑表面m=1，对于实际的放电线，表面较为粗糙，m=0.5～0.9； R ——放电导线半径，m； 1 ——集尘圆管的半径，m； R 2 δ——相对空气密度。 T 、P——标准状态下气体的绝对温度和压力； T、P——实际状态下气体的绝对温度和压力。 从公式（5-7-1）可以看出，起晕电压可以通过调整放电极的几何尺寸来实现。电晕线越细，起晕电压越低。 电除尘器达到火花击穿的电压称为击穿电压。击穿电压除与放电极的形式有关外，还取决于正、负电极间的距离和放电极的极性。 图（5-7-2）是在电晕极上分别施加正电压和负电压时的电晕电流—电压曲线。从图（5-7-1）可以看出，由于负离子的运动速度要比正离子大，在同样的电压下，负电晕能产生较高的电晕电流，而且它的击穿电压也高得多。因此，在工业气体净化用的电除尘器中，通常采用稳定性强、可以得到较高操作电压和电流的负电晕极。用于通风空调进气净化的电除尘器，一般采用正电晕极。其优点是，产生的臭氧和氮氧化物量较少。
电除尘器基本参数的计算 （一九八八年六月二十五日第3期设计信息原文） 一. 为统一计算方法，我厂对有关电除尘器基本数的计算作料若干规定，现说明如下： 1. 关于收尘面积计算的规定： 1） 任意极距下单电场阳极板的实际收尘面积：)(2m A c i Z L H A c i ???=2 式中： H －－电场有效高度（m ） L －－电场有效长度（为板排中第一块极板前端棱至最末一块极板後端棱之间的距离，m ） Z －－电场通道数 2） 任意极距下单电场辅助电极的实际收尘面积：)(2m A F i i F i f z n A ??= 式中： n －－该电场中每榀阴极所配辅助电极的组数 Z －－电场通道数 f i －－每一组辅助电极的收尘面积（m 2） 4)2(??=f f i b h f 式中： f h －－每一块辅助电极的高度（m ）可按下值取： 电场高度： H(m) 8 10 12 14 电极高度： h f (m) 1.744 2.216 2.716 3.196 b f －－每一块辅助电极的投影宽度（m ） 当采用压制板时：m b f 276.0= 当采用轧制板时：m b f 296.0= 2－－计正反两个表面 4－－每组沿电场高度共排4块 3） 任意极距下单电场的实有收尘面积：)(2m A CF i F i C i CF i A A A += 4） 将该电场核计为常规极距时的收尘面积： )(2300m A CF i K b A A CF i CF i ??=300 300 （当选配适当时K ≥1）
式中：b －－该电场实际极距（mm ） K －－折算系数 5） 每室的槽板收尘面积：)(2m A H N H A H ??=72.0 式中：0.72－－槽板两个表面均为收尘面，每米高计0.72m 2 H －－槽板高度（m ） N －－每室槽板总块数 目前已完成以下规格： 通流截面F ： 58.3 108 145 151 165 170 194 216 H ： 7.4 10 10.8 10 10 8.8 10 11 N ： 45 59 78 79 87 114 106 118 6） 每个室的实有收尘面积：)(2m A CFH i H CF i n i CFH i A A A +=∑=1 式中：n －－每室电场数 7） 每个室的标称收尘面积（即将该室核计为常规极距时的收尘面积）： )(2300m A CFH H CF i n i CFH A A A +=∑=3001 300 8） 据此，除计算实有的比积尘面积（f ）和驱进速度（ω）外，还需计算计为常规极距 时的比积尘面积（f 300）和驱进速度（ω300）： Q A f CFH = )1ln(1 ηω--= f Q A f CFH 300 300 = )1ln(1 300 300ηω--= f 式中：Q －－通过单室的烟气量（m 3/s ），00 2 Q k Q = Q 0－－原始参数提供的单室烟气量（m 3/s ） k 0－－漏风率 η－－除尘效率
静电除尘练习与思考题 一、选择题 1、电除尘器的工作原理主要包括（ ）。 A. 电晕放电和气体电离 B 悬浮粒子荷电 C.被捕集粉尘的清除 D. 反电晕 2、为了防止电晕阻塞，对高浓度含尘气体，应先进行预处理，使浓度降到（ ）g/m 3以下再进入电除尘器。 A. 10 B. 20 C. 30 D. 40 二、名词解释 1、电晕放电 2、比电阻 3、电晕闭塞 4、反电晕 5、有效驱进速度 6、表面导电、容积导电 三、简答 1、电除尘器的除尘原理。 四、计算 1、 在气体压力下为1atm ，温度为293K 下运行的管式电除尘器。圆筒形集尘管直径为0.3m ，L=2.0m ，气体流量0.075m 3/s 。若集尘板附近的平均场强E=100kV/m ，粒径为1.0m μ的粉尘荷电量q=0.3×10－15C ，计算该粉尘的驱进速度w 和电除尘效率。 解： 驱进速度按下式计算 s m d qE w p p /176.010 11081.1310100103.03653 15=???????==---ππμ。 2885.123.0m dL A =??==ππ，Q=0.075m 3/s ，代入公式 %8.98)176.0075 .0885.1exp(1)exp(1=?--=--=i i w Q A η。 2、 利用一高压电除尘器捕集烟气中的粉尘，已知该电除尘器由四块集尘板组成，板高和板长均为366cm ，板间距24.4cm ，烟气体积流量2m 3/s ；操作压力为1atm ，
设粉尘粒子的驱进速度为12.2cm/s 。试确定： 1）当烟气的流速均匀分布时的除尘效率； 2）当供入某一通道的烟气为烟气总量的50%，而其他两个各供入25%时的除尘效率（参考图6－27）。 解： 1）Q ’=2/3=0.667 m 3/s ，S=3.662=13.4m 2，%3.99)122.02 /667.04.13exp(1=?--=i η。 2）5.13 /15.0max ==v v ，查图得Fv=1.75 故%8.9875.1%)3.991(1)1(1=--=--=Fv i ηη。 3、 板间距为25cm 的板式电除尘器的分割直径为0.9m μ，使用者希望总效率不小于98%，有关法规规定排气中含尘量不得超过0.1g/m 3。假定电除尘器入口处3 并假定德意希方程的形式为kdp e --=1η，其中η捕集效率；K 经验常数；d 颗粒直径。试确定：1）该除尘器效率能否等于或大于98%；2）出口处烟气中尘浓度能否满足环保规定； 3）能否满足使用者需要。 解： 1）由题意77.0)9.0exp(15.0=??--=k k d p =3.5m μ，%2.93)5.377.0exp(11=?--=η d p =8.0m μ，%8.99)0.877.0exp(12=?--=η d p =13.0m μ，%100)0.1377.0exp(13=?--=η 故%98%6.9832.01%8.992.0%2.932.0>=??+?+?=η 2）301%6.982i ρ-=，则i 2ρ=0.42g/m 3>0.1g/m 3。不满足环保规定和使用者需要。 4、 某板式电除尘器的平均电场强度为3.4kV/cm ，烟气温度为423K ，电场中离子浓度为108个/m 3，离子质量为5×10－26kg ，粉尘在电场中的停留时间为5s 。试计算：
静电除尘器的工作原理 佛冈一中冯高强 教学目的 1、知道一些静电现象，并能解释这些现象的成因 2、知道静电除尘器的工作原理 3、知道静电除尘器的应用 教学重点 1、静电除尘器的工作原理 2、知道静电除尘器的应用对环境保护的作用 教学难点 静电除尘器的工作原理 学法指导 探究、讲授、讨论、练习 教学手段 多媒体教学（本教案须配合同名课件使用） 教学过程设计 一、静电除尘器的工作原理 1．气体电离和电晕放电 由于辐射摩擦等原因，空气中含有少量的自由离子，单靠这些自由离子是不可能使含尘空气中的尘粒充分荷电的。因此，要利用静电使粉尘分离须具备两个基本条件，一是存在使粉尘荷电的电场；二是存在使荷电粉尘颗粒分离的电场。一般的静电除尘器采用荷电电场和分离电场合一的方法，如图5-7-1所示的高压电场，放电极接高压直流电源的负极，集尘极接地为正极，集尘极可以采用平板，也可以采用圆管。
图5-7-1静电除尘器的工作原理 在电场作用下，空气中的自由离子要向两极移动，电压愈高、电场强度愈高，离子的运动速度愈快。由于离子的运动，极间形成了电流。开始时，空气中的自由离子少，电流较少。电压升高到一定数值后，放电极附近的离子获得了较高的能量和速度，它们撞击空气中的中性原子时，中性原子会分解成正、负离子，这种现象称为空气电离。空气电离后，由于联锁反应，在极间运动的离子数大大增加，表现为极间的电流（称之为电晕电流）急剧增加，空气成了导体。放电极周围的空气全部电离后，在放电极周围可以看见一圈淡蓝色的光环，这个光环称为电晕。因此，这个放电的导线被称为电晕极。 在离电晕极较远的地方，电场强度小，离子的运动速度也较小，那里的空气还没有被电离。如果进一步提高电压，空气电离（电晕）的范围逐渐扩大，最后极间空气全部电离，这种现象称为电场击穿。电场击穿时，发生火花放电，电话短路，电除尘器停止工作。为了保证电除尘器的正常运动，电晕的范围不宜过大，一般应局限于电晕极附近。 如果电场内各点的电场强度是不相等的，这个电场称为不均匀电场。电场内各点的电场强度都是相等的电场称为均匀电场。例如，用两块平板组成的电场就是均匀电场，在均匀电场内，只要某一点的空气被电离，极间空气便会部电离，电除尘器发生击穿。因此电除尘器内必须设置非均匀电场。 2．尘粒的荷电 电除尘器的电晕范围（也称电晕区）通常局限于电晕线周围几毫米处，电晕区以外的空间称之为电晕外区。电晕区内的空气电离后，正离子很快向负（电晕）极移动，只有负离子才会进入电晕外区，向阳极移动。含尘空气通过电除尘器时，由于电晕区的范围很小，只有
博奇公司湿式电除尘器设计计算 1 2 1. 驱进速度估算（仅供参考） 3 粉尘的驱进速度与很多因素有关。即，烟气含尘浓度、燃料化学成分、粉4 尘的化学成分、粉尘的粒径分布、介电常数、粉尘颗粒的表面形状及表面积、5 粉尘的黏附力、粉尘的凝聚力、粉尘的比电阻、电场强度、收尘极的同极距离、6 施加的电压、运行的电流的大小、放电极线的线间距、放电极和收尘极的形状、7 烟气的化学成分、烟气的水露点和酸露点、气流分布均匀性、放电极和收尘级8 的清洁程度、收尘极振打周期、放电极振打周期和净化后烟气含尘浓度都对粉9 尘驱进速度有影响。而这些因素对电除尘器的影响关系，到目前为止还不能用10 数学方程式表示出来，更无法确定它们之间的相互数量关系。准确地确定驱进11 速度是电除尘器设计的基础，也是难度最大的工作。 12 参考驱进速度按下式计算： 13 0.6257.4KS ω= （1） 14 式中 ω—驱进速度，cm/s ；S —煤的含硫量，%；K —平均粒度影响系数。平15 均粒度影响系数按下表选定。 16 表1 平均粒度影响系数 17 18 2. 收尘极面积计算 19
电除尘器的实际设计方法是用Deutsch-Anderson 公式，即： 20 1f e ωη-=- （2） 21 因此，设计时收尘极面积按下式计算： 22 ln(1)Q A k ηω-=-? （3） 23 式中A —总除尘面积，m 2；Q —烟气量，m 3/s ；η—除尘效率，%；ω—驱进速24 度，m/s ；k —储备系数，1.0～1.3。 25 26 3. 内高H 1 27 28 29 4. 进气箱长度LZ 30
湿式电除尘器（WESP）原理 湿式电除尘器是在克服喷水除尘器和静电除尘器弊端的基础上发展起来的，它的工作原理与 普通的除尘器一样，主要涉及了悬浮粒子荷电、带电粒子在电场里迁移和捕集，以及将捕集 物从集尘器表面清除这三个基本过程。该过程大致为：通过进气口和气流分布系统将含尘煤 气输送到除尘器电场中，而水则在喷嘴的作用下呈雾状喷入，其中喷嘴同时配置在进气口和 电场的上方。在除尘器的入口部分，含尘煤气中的粉尘会与水雾相碰撞，并以颗粒的形式落 入到灰斗中。在电场区中，荷电水滴由于其电性在电场力的作用下会被集尘极捕获落在集尘极板上，而煤气中的粉尘在被荷电的水滴润湿后也会带上电性，故其也会落在集尘极板上，而在集尘极捕获到足够多的水滴后则会在集尘极板上形成水膜，故被捕获的粉尘先通过 水膜的流动流入灰斗中，然后再通过灰斗排入沉淀池中。如图1所示湿式电除尘过程， 金属放电极在直流高电压的作用下，将其周围气体电离，粉尘在电场中荷电并在电场力的作 用下向集尘极运动，当运动到集尘极表面时。随液体膜流下而被除去。因此，WESP运行的 三个阶段与干式ESP相同一一荷电、收集和清灰。然而，与振打清灰不同的是，WESP采 用的是液体冲洗集尘极表面来进行清灰。 图1湿式电除尘器示意图 3湿式电除尘工艺简介3.1湿式电除尘器WESP从结构上可分为两种基本型式，即管式和板式（如图2）。其中管式WESP只有垂直方向烟气流（上升流或下降流），而板式WESP 设计既可以采用水平烟气流也可采用垂直烟气流。总的来说，管式WESP比板式WESP效率更高且由于外形简单而占用更少的空间，成为湿式电除尘技术研究应用的趋势。
电除尘器 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
静电除尘机进行工作的原理 静电除尘进行空气净化的基本技术原理是高压静电除尘技术。即把带尘空气引入高电压静电场内，通过尖端放电作用使其中的尘埃颗粒带上电荷，带电颗粒在电场中受到电场力的作用，向带相反电性的电极板运动，并集附于其上，从而达到洁净空气的目的。 静电除尘系统基本由以下几部分来共同完成对空气的洁净工作：粗效预过滤系统、静电集尘区、活性炭过滤系统。 1、粗效预过滤系统粗效预过滤系统完成对空气的第一层净化。污浊空气首先通过粗效预过滤器，其中粒径大于几十微米的颗粒（肉眼可见的微粒）被拦截收集。粗效预过滤器采用铝合金丝网多层叠合，气流通透性好，容尘量大，同时起到消除空气中静电荷的作用。 2、静电集尘区经过粗效过滤器的空气进入静电集尘区。静电集尘区可分为电离区与集尘区两部分。电离区由密集的细金属丝按一定间隔排列而成，金属丝上通有8150伏静电高压，在其周围会产生电晕，空气通过时，空气中的微粒子将被剥去电子而带上正电荷（夜晚时或空气中含尘较多时可以看到工作状态的放电极针周围有蓝色的微弱弧光）。电离区在放电的同时产生多种自由基、活性较强的氧化剂，对通过空气中的细菌细胞的蛋白质、核酸起到破坏的作用，达到消毒灭菌的目的。 电离后的空气进入静电集尘区。带正电荷的粒子就受到强大的电场力吸引，撞向负极板，并被吸附。由于细菌的细胞膜与细胞核间带有微小电位差，因此在强势电场的作用下，细菌细胞组织会发生破坏，失去生物活性而被彻底杀死。 电离区和集尘区组合在一起，便组成电子单元。电子单元的集尘效率高达95％，而且受通过气流流速、电场长度等原因影响。 静电集尘的特点是风阻小，对小粒径粒子（粒径≤5um）的净化效率较高，高效杀灭细菌，对环境的适应性强，可长期反复利用，维护成本小；因此具有风量大，噪音小，净化效率高，灭菌效率高，运行成本低的优点。但
电除尘器的选型计算参数(精)
电除尘器的选型计算 电除尘器应用成功与否，是与设计、设备质量、加工和安装水平、操作条件、气体和粉尘性质等多种因素相关联的综合效果。要取得理想的除尘效果，必须了解各有关环节与除尘机理的联系，考虑各种影响因素，正确设计计算。 1.影响除尘器性能的因素 影响电除尘器性能有诸多因素，可大致归纳为3个方面：烟尘性质、设备状况和操作条件。这些因素之间的相互联系如图4-71所示，由图可知，各种因素的影响直接关系到电晕电流、粉尘比电阻、除尘器内的粉尘收集和二次飞扬这3个环节，而最后结果表现为除尘效率的高低。 1)烟尘性质的影响粉尘的比电阻，适用 于电除尘器的比电阻为104~1011?·㎝。比 电阻低于104?·㎝的粉尘，其导电性能强， 在电除尘器电场内被收集时，到达沉降极板 后会快速释放其电荷，而变为与沉淀极同 性，然后又相互排斥，重新返回气流，可能 在往返跳跃中被气流带出，所以除尘效果 差；相反，比电阻高于1011?·㎝以上的粉 尘，在到达沉降极以后不易释放其电荷，使
粉尘层与电极板之间可能形成电场，产生反 电晕放电。 对于高比电阻粉尘，可以通过特殊方法进行电除尘器除尘，以达到气体净化，这些方法包括气体调质、采用脉冲供电、改变除尘器本体结构、拉宽电极间距并结合变更电气条件。 2)烟气湿度烟气湿度能改变粉尘的比电阻， 在同样湿度条件下，烟气中所含水分 越大，其比电阻越小。粉尘颗粒吸附了水分子，粉尘的导电性增大，由于湿度增大，击穿电压上长，这就允许在更高的电场电压下运行。击穿电压与空气含湿量有关，随着空气中含湿量的上升，电场击穿电压相应提高，火花放电较难出现，这种作用对电除尘器来说，是有实用价值的，它可使除尘器能够在提高电压的条件下稳定地运行，电场强度的增高会使降尘效果显著改善。 3)烟气温度气体温度也能改变粉尘的 比电阻，而改变的方向却有几种可能：表面 比电阻随温度上升而增加（这只在低温度交 接处有一段）过渡区，表面和体积比电阻的 共同作用区。电除尘工作温度可由粉尘比电 阻与气体温度关系曲线来选定。