内蒙古工业大学《大气污染控制工程》课程设计
第一章 设计概述
1.1 设计原则及相关标准
1.1.1 设计原则
1．严格执行国家有关环境保护的各项规定，确保排出气体指标达到国家及地方有关污染物排放标准；
2．工艺成熟、简单明了，节省投资费用； 3．运行费用低，经济性好； 4．操作管理方便，自动化程度高； 5．避免二次污染，满足安全要求；
6．节约占地面积，流程组合和平面布置的设计，充分考虑节约用地。
1.1.2 除尘设计的相关标准
1. 环境空气质量标准(GB3095-1996)； 2. 大气污染综合排放标准(GB16297-1996)； 3. 锅炉大气污染物排放标准(GBWPB3-1999)； 4. 火电厂大气污染物排放标准(GB13223-1996)。
1.2 设计内容及要求
1.2.1 设计内容
本次设计要求设计电除尘器用来处理一发电量300MW机组发电厂的锅炉烟气，并且所设计的电除尘器达到的除尘效率不得低于99%。
1.2.2 设计要求
1．设计说明书一份。其中要对所设计的电除尘器的工艺尺寸进行设计计算。 2．设计图纸：除尘器外形图、进出气箱几何尺寸图各一张，共2张。
1.3 设计原始数据
1
内蒙古工业大学《大气污染控制工程》课程设计
1.3.1 烟气气体性质
锅炉排出的烟气量：190×104m3/h；
烟气温度、压强：140℃、—2000Pa(当地大气压8.76×104Pa)； 烟气含尘浓度：23g/m3； 粉尘的比电阻：2×108?·cm。
1.3.2 其他参数
其原煤含硫量为0.65%，煤灰中Na2O为0.37%，烟气的粒度分布如下表所示：
表1-1 烟气粒度分布
粒径(μm) <3 3~5 5~10 10~20 20~30 30~40 40~50 百分比组成 4.2 14.6 13.3 18.4 18.4 20.2 10.9 2
内蒙古工业大学《大气污染控制工程》课程设计
第二章 电除尘器介绍
2.1 电除尘器的工作原理
电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电力的过程中，使尘粒荷电，并在电场力的作用下式尘粒沉积在集尘板上，将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。
电除尘器的除尘过程可分为三个阶段：悬浮粒子荷电，带电粒子在电场内迁移和捕集，将捕集物从集尘表面清除。
1. 粒子荷电
高压直流电晕是使粒子荷电的最有效办法，广泛应用于静电除尘过程。电晕过程发生于活化的高压电极和接地极之间，电极之间的空间内形成高浓度的气体离子，含尘气流通过这个空间时，尘粒在百分之几秒的时间内因碰撞俘获气体离子而导致荷电。粒子获得的电荷随粒子大小而异。一般来说，直径1μm的粒子大约获得30000个电子的能量。
2. 粒子的捕集
荷电粒子的捕集是使其通过延续的电晕电场或光滑的不放电的电极之间的纯净电场而实现的。前者称单区电除尘器，后者因粒子荷电和捕集是在不同区域完成的，称为双区电除尘器。
3. 清灰
电晕极和集尘极上都会有粉尘沉积，粉尘层厚度为几毫米，甚至几厘米。粉尘沉积在电晕极上会影响电晕电流的大小和均匀性。保持电晕极表面清洁的一般方法是对电极采取振打清灰的方式，使电晕极上的粉尘很快被振打干净。
2.2 电除尘器的结构及类型
2.2.1 电除尘器的结构
电除尘器的结构主要包括：电晕极系统、集尘极系统、气流分布装置、壳体结构以及排灰装置等。
2.2.2 电除尘器的类型
1．按气流方向分为立式和卧式
3
内蒙古工业大学《大气污染控制工程》课程设计
立式电除尘器中的气体在电除尘器内，从下往上垂直流动。它占地面积小，但高度较大，维护和检修不方便，气体分布不易均匀，对捕集粒径细的粉尘容易产生再飞扬。
卧式电除尘器中的气体在电除尘器内沿水平方向流动，可按生产需要适当增加或减少电场数目。其特点是可实现分电场供电，避免各电场间相互干扰，以利于提高除尘效率；便于分别回收不同成分、不同粒径的粉尘，达到分类富集的作用；容易做到气体沿电场断面均匀分布；由于粉尘下落方向与气体运动方向垂直，粉尘二次飞扬比立式电除尘器少；
本次设计采用卧式电除尘器。 2．按清灰方式分为干式和湿式
干式除尘器收下来的粉尘呈干燥状态。通常采用机械振打或电磁振动产生的振动力清灰，现代的电除尘器大都采用电磁振打或锤式振打清灰。
湿式电除尘器收下来的粉尘为泥浆状。一般采用水冲洗集尘极板，使极板表面经常保持一层水膜，粉尘降落在水膜上时，随水膜流下，从而达到清灰的目的。
本次设计采用干式清灰。
3．按电极在除尘器内的布置形式分为单区和双区
单区电除尘器的集尘级和电晕极装在同一区域内，颗粒荷电和捕集在同一区域内完成。
双区电除尘器集尘极和电晕极分别装在两个不同区域内，前区安装电晕极称电晕区，粉尘粒子在前区荷电；后区安装集尘极称为集尘区，荷电粉尘粒子在集尘区被捕集。双区电除尘器主要用在通风空气的净化和某些轻工业部门。
本次设计采用单区的布置形式。 4．按集尘极的结构形式分为管式和板式
管式电除尘器用于气体流量小、含雾滴气体或需要用水洗刷电极的场合。 板式电除尘器为工业上应用的主要形式，气体处理量一般为25~30m3/s以上。 本次设计采用板式的结构形式。
4
内蒙古工业大学《大气污染控制工程》课程设计
第三章 主要设备说明
3.1 电晕极系统
3.1.1 电晕线
电晕线形式很多，目前常用的有直径3mm左右的圆形线、星形线及锯齿线、芒刺线等。电晕线固定方式有两种：一种为重锤悬吊式；另一种为管框绷线式。
设计电晕线的一般要求是：
1．放电性能好、起晕电压低、击穿电压高，对烟气条件变化适应性强； 2．放电强度强，电晕电流大；
3．机械强度高，不断线或少断线，耐腐蚀、耐高温，重量轻、成本低； 4．能维持准确的极距及易清灰等。 本次设计采用芒刺线。
3.1.2 电晕线的固定
电晕线的固定方式通常有三种：重锤悬吊式、框架式、桅杆式。
电晕线与框架横杆的连接固定牢固，不能晃动，否则在这些点上容易产生局部火花和电弧，形成电腐蚀，使电晕线很快烧损，造成断线。这是电晕极常见故障之一，应予以特别注意。
3.1.3 电晕极的振打装置
为了避免电晕闭塞，需设置电晕极的振打装置。电晕极振打装置的形式有水平转轴挠臂锤击装置、摆线针传动机构、凸轮提升振打机构。其中使用较多的是水平转轴挠臂锤击装置和提升振打装置。
3.1.4 绝缘套管
电晕极框架是借助于吊杆悬吊于壳体顶部的绝缘套管上，绝缘套管要承受框架重量和高压的作用，保证与壳体有良好的绝缘性能。绝缘套管有石英、瓷、刚玉三种材质，在绝缘套管的下端，应设置一个400mm、高400~450mm的防尘罩，一方面防止
5