电除尘器设计 - 大气污染控制工程设计(2)

2019-04-14 10:17

引风机的寿命较长。本设计由于烟气量大。电场多,分段供电等,因此采用卧式电除尘器。

在工业废气除尘中,卧式板式电除尘器是应用最广泛的一种。 2.2.3 、按粉尘荷电区和分离区的空间布置不同分为单区和双区电除尘

单区:粉尘荷电和分离沉降都在同一空间区域内进行。

双区:现有一组电极使粉尘荷电,然后另一组电极供给静电力,使带电粒子沉降。典型的双区除尘器多用于空调方面。

2.2.4 、按沉集粉尘的清灰方式可分为湿式和干式电除尘器

湿式:是用喷雾或淋水、溢流等方式在集尘极表面形成水膜将粘附于其上的粉尘带走,由于水膜的作用避免了产生二次扬尘,除尘效率很高;同时没有振打的设备,工作也很稳定。但是产生大量泥浆,如不加以适当处理,将造成二次污染。

干式:是通过振打或者用刷子清扫而使粉尘落于灰斗中。由于这种方式回收下来的粉尘处理简单,便于综合利用,因而也是一种常见的方式。但由于振打时使沉积于集尘极上的粉尘有可能再次扬起进入气流中,致使效率降低。

2.2.5 、根据电极的大小分为常规电除尘器和宽间距电除尘器

同极距在400mm以上的称为宽间距电除尘,它在本体结构上与常规电除尘没有根本区别。但由于间距加大,供电机组电压的提高,有效电场强度大,板电流密度均匀,驱进速度提高,有利于净化高比电阻粉尘,因此本设计采用宽间距电除尘器。[5]

2.3 、电除尘器方案选择

综合考虑,本设计选用卧式、板式、单区、单室、干式清灰、宽间距的电除尘,卧式电除尘器之气体在电除尘器内沿水平方向运动,与立式静电除尘器相比有以下特点:(1) 各个电场可以施加相同电压,也可以分别施加不同的电压,分别施加不同的电压以便充分提高除尘效率。沿气流方向可分别为若干电场;(2) 根据所要求的除尘效率,可任意增加电场长度,但太长会增加费用,而效果却不十分理想;(3) 在处理较大的烟气量时,能保证气流沿电场断面均匀分布,清灰比较方便;(4) 各个电场可以分别捕集不同粒度的粉尘,这有利于粉尘的捕集回收。

3、 电除尘器机械结构设计

3.1、集尘极系统

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电除尘器的集尘极也可称为除尘极、集尘极或阳板等。集尘极系统包括集尘极板、极板悬挂构件和清灰装置。对集尘极系统的设计主要是对集尘极板、集尘悬挂构件和清灰装置的设计。集尘极的设计原则: 具有良好的电性能;极板电流密度分布要均匀;具有良好的振动加速度分布性能;具有良好的防止粉尘二次飞扬性能;钢材耗量少,强度大,不易变形。 3.1.1、集尘极的型式

本设计采用卧式电除尘器,采用C型极板。Z型板由于有较好的电性能以及振动力、速度均匀的性能,重量也较轻,因而使用较普遍,但由于两端的防风沟朝向相反,极板在悬吊后容易出现扭曲;C型极板克服了Z型极板的这种缺点。

图2 极板形式

3.1.2、集尘板的设计

极板的材料,通常用普通碳素钢的三号镇静(A3)钢制作。用于净化腐蚀性气体时,应用不锈钢,对水泥磨和生料磨用的电除尘器,其极板需选用不含硅的优质钢结构(08Al)。

二次扬尘的控制:为要在极板面附近形成3——4mm的死流区,抑制粉尘二次飞扬,流体流速为1m/s左右时,防风沟宽度b与板宽B之比控制为1:10。

3.1.3、极板的悬挂

本次设计极板的悬吊方式为固定在壳体顶梁的小梁上,联接点采用固接。采用固接方式可获得较大的极板振动加速度。但是,上下均采用固接型式,当各条极板受热不均匀时,则会造成某些极板弯曲,影响两极间距,降低操作电压,使除尘效率降低。

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上端固接的悬吊方法:极板的一端焊接一块厚为6——8mm的联接板,悬吊梁用单根或双根角钢组成(由极板长度及极板块数定)并焊于壳体顶梁下平面,极板用螺栓紧固于悬吊梁上。 3.1.4、极板清灰装置的设计

集尘板极板表面上的粉尘清除,靠对极板进行周期性振打,并使板面产生一定的振打加速度实现。真大周期、频率为每分钟4——8次,振打周期随气体含尘浓度而定。单电场除尘器的集尘极一般2——8小时振打一次,一次振打5min。多电场的除尘器,可根据实际情况确定各电场极板的振打周期。

本次设计敲打极板方式采用平行于板面的振打方式,它即可保证极板间距在振打过程中变化不大,又可使粉尘和板面间在振打时,产生一定的贯切力,使粘附在板面上的粉尘更易脱落。

集尘极的振打机构有捶打机构、弹簧-凸轮机构、电磁振打等结构形式。弹簧-凸轮机构因结构复杂,动力消耗较大,基本上不采用。挠臂锤击机构具有结构简单,运转可靠的优点,被国内外的电除尘器广泛采用。 3.1.5、振打装置设计

通常,一个电场的各排集尘极板的振打锤均装在一根轴上。相邻的两副锤子错开一定角度(一般为1500),以减少振打时粉尘的二次飞扬。振打轴支承在两个滑动轴承上,当电除尘器宽度尺寸较大时,可将振打轴分成若干段,每段应支承在两个轴承上,每段长度不大于3m。每段轴间宜用用允许较大径向位移的连接轴。

振打轴的轴承宜采用不加润滑剂的滑动轴承结构,轴承的轴瓦面应不易沉积粉尘,而且与轴有较大的间隙,以免受热时,发生抱轴故障。 振打系统传动装置的设计要求考虑到设备的可靠性和使用维修的可能性。电机-蜗轮减速器-链传动方案,由于运行可靠,维修方便,是采用的比较多的一种形式。振打机构所需功率一般是很小的,进口设备多为0.12-0.4kW的电机,国内多为0.4-1kW电机。

3.2、电晕极系统

电晕极是电除尘器的放电极亦即阴极。电晕极必须要有良好的放电性能和便于粉尘的振落;应有良好的机械强度,能耐一定的温度和含尘气体的腐蚀。电晕极系统包括电晕线、电晕极框架、框架吊杆、支承套管及电晕极振打装置等。电晕线越细,其起晕电压越低,然而电晕线又应具有良好的机械强度。

3.2.1设计电晕线的要求

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(1) 放电性能好,起晕电压低,击穿电压高,伏安特性好,对烟气条

件变化的适应性能强; (2) 放电强度大,电晕电流高;

(3) 机械强度好,不断线或少断线,耐腐蚀,耐高温,清灰效果好; (4) 制造容易,重量轻,成本低。 3.2.2 电晕线的形式

电晕线有多种形式,主要形式有以下几种: 圆线:直径1.5-2.5mm,多采用耐热合金钢制作。

星形线:材质采用普通碳素钢冷轧而成,材料易得,价格便宜,易于制造;但在使用时容易因吸附粉尘而肥大。适用于含尘浓度低的情况。 螺旋线:采用直径2.5mm的弹簧钢丝制成,有较好的使粉尘振落和电晕极线拉紧的性能。制作麻烦,适用于框架式电晕极,使用时拉伸挂在框架上。

芒刺状电晕极线:极线采用A3钢,在电晕线的主干上焊上若干个长为7-11mm的芒刺,电晕线工作时,在刺尖上能产生强烈的电晕放电。 3.2.3 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。 3.2.4 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。

在电晕极的侧架上安装一根水平轴,轴上安装若干副振打锤,锤重2-3kg,每一个振打锤对准每一个单元框架,当轴转动时,锤子被背起,锤的运动类似集尘极的挠臂锤,当锤子落下时打击到安装在单元框架上的砧子上,在电除尘器工作时电晕极是带高压电的,故框架的捶打装置也是带高压电的,这样,捶打装置的转轴与安装于外壳的传动装置联接时,必须有一瓷绝缘连杆进行绝缘,转轴穿出壳体时要注意留有足够的击穿距离。电瓷轴两端装有方向联轴节,以补偿振打轴的中心与链轮轴中心的偏差。瓷连杆外部设置有保温箱,箱内有加热器和恒温控制器,以保持室内温度高于烟气露点30oC。保温箱上应设置检查门和清扫灰孔,以定期检查瓷轴的工作情况和打扫箱内积灰。转轴穿入电场处装设绝缘性能良好的密闭板,密闭板采用5mm厚的聚四氟乙烯制作。密闭板与转轴结合处应有一密封填料函,以防止粉尘从转轴与密封板的间隙处漏入。 3.2.5 绝缘套管

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绝缘套管可由三种材质制成:石英质、瓷质、刚玉瓷质套管。 3.2.6、保温箱

为保证绝缘装置不致因周围的温度过低或局部漏气,在其表面出现冷凝酸液和水汽,而使绝缘装置出现爬电(短路)现象,破坏绝缘性能使工作电压上不去,需在绝缘装置周围设置保温箱。为保证绝缘有一定的温度,可在保温箱内加热,使其温度升高且高于露点20-30 oC.加热方式有电阻丝、蒸汽盘管、通入预热气体等。保温箱内应设温度控制器,以控制加热温度。

保温箱的壳体保温层可采用100mm厚的矿渣棉[9]。

3.3、气流分布装置

3.3.1气流分布板的设计

气流分布板的结构形式有很多种:格板式、多孔式、垂直偏转板、锯齿形、X型孔板和垂直折板式等[10]。

中心进气的气箱,目前使用最多的是结构简单、易于制造的多孔板。 (1)分布板层数的确定

根据实验,多孔板的层数可由工作室截面积Fk与进风管面积F0的比值近似的确定:当

Fk≤6时,n=1 F06<

Fk≤20,n=2 F0Fk<50,n=3 F020<

(2)分布板的开孔率

为保证气体流速分布均匀,常需使多孔板有合适的阻力系数,即

ξ=N0(

式中 ξ——阻力系数

N0——气流在入口处按气流动量计算的速度场系数,对于直管或带有导向板

的弯头N0=1.2 (3)相邻两层多孔板的距离

L2≥0.2Dr

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Fk)-1 F02n


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