湿式电除尘性能因素的分析研究

2022-12-02

1 前言

由于提供给下游装置的气体含尘量要小于2mg/Nm3, 因此除尘系统采用了水喷淋塔、洗涤塔和静电除尘等多种除尘方式, 其中粒径为0.5~2μ的细颗粒灰尘主要利用静电除尘的方法除去。静电除尘器按照除尘工艺的不同可分为湿式和干式两种类型, 因为湿式电除尘具有连续清灰的优势, 且可以避免干式电除尘的二次扬尘, 故电除尘采用的是湿式除尘。其主要原理是通过通入高压电, 使气体中的灰尘进入集尘管内就带电, 在电场的作用下, 被吸附在集尘管内壁以达到除尘目的。电除尘采用的是水喷淋湿式清灰, 其冲洗装置由连续冲洗装置和间断冲洗装置组成, 连续冲洗是指切向水和溢流水沿集尘管内壁呈膜状均匀往下流, 带电灰尘被冲落进入污水池中;间断冲洗是指电除尘运行8小时后, 在停止状态时用水冲洗放电线。

2 影响电除尘运转效果的原因分析

影响静电除尘器除尘效率的因素很多, 不仅包括设备构件的安装、调试等方面, 还跟电除尘的电晕电流、气体分布、粉尘的粒径和浓度、气体中所含粉尘的比电阻、以及放电线和集尘管的冲洗水量等其他多种因素有关, 需要从各方面加以考虑。

3.1 电晕电流的影响

电除尘的除尘过程包括三个部分:悬浮粒子荷电、带电粒子在电场内的迁移和捕集以及将尘粒从集尘表面上清除。其中粒子荷电是通过放电线产生的电晕放电实现的。因此, 放电线的选择及使用中的好坏情况就直接影响着电除尘的除尘效果。

电除尘在两年多的运转中共使用过三种放电线, 即4.8×4.8碳钢麻花线、6×6碳钢麻花线和4.8×4.8不锈钢麻花线。通过这三种放电线使用情况可以发现, 虽然第一种放电线可以在相对较低的电压条件下就有电晕电流产生, 使粉尘荷电的效率更高, 但由于是碳钢材质, 检修中发现不少放电线都已被腐蚀的变细, 很容易由于放电等原因而折断, 造成输出电压很低, 不利于电除尘的稳定运转;第二种放电线比较粗, 一定程度上比较耐锈蚀, 但也出现了重锤无法完全拉直的状况, 引起二次电流波动很大。相比较而言, 4.8×4.8不锈钢麻花线, 既保证了较低的起晕电压也能减少冲洗水对放电线的腐蚀。

3.2 气流分布的影响

为了保证含灰气体均匀的进入集尘管, 在电除尘中部设置了2个进气口, 每个进气口与设备连接成喇叭口形式, 含灰气体从中部进气后穿过气体分布板流向设备底部再转向往上进入集尘管, 通过气体流向的多次改变达到气流均布的目的。

电除尘运转一定时期后, 打开分布板手孔可以发现, 在分布板的外沿部分由于冲洗水的冲刷, 所积灰尘并不很多, 而分布板的中间部分虽然有灰尘堆积, 但并不会对气流顺畅通过分布板有太大阻碍。因此, 只要在工艺运转中经常性的冲洗电除尘中部的气体分布板, 气流分布对电除尘运转的影响不会很大;

3.3 粉尘粒径和浓度的影响

电除尘入口气体粉尘粒径分布 (如表1) 。

从表1中可以看出, 进入电除尘内部的粉尘基本小于2μ, 为保证电除尘的除尘效率达到最大, 在气体进入电除尘之前设置了水喷淋塔和洗涤塔将大颗粒的灰尘除去, 以便电除尘能够将小颗粒灰尘处理干净。

粉尘浓度的高低对电除尘的电晕电流有很大影响。在电除尘运转过程中, 少量带正电的尘粒会附着在放电线上, 造成放电线越来越粗, 大大地降低电晕放电效果, 影响除尘效率, 因此需要定时停止电除尘冲洗放电线。当电除尘二次电流在30-40m A之间, 达不到预期的除尘效果时, 主要原因可能是由于气体含灰量太大, 电除尘之前的水喷淋塔和洗涤塔未能将大颗粒的尘粒除去, 使电除尘的除尘负荷加大, 放电线变粗很多, 电晕电流下降。改善的方法一是将电除尘放电线的冲洗频率加大, 将原先每8小时冲洗一次缩短为4小时冲洗一次, 减少放电线的积灰使除尘效率有所提高;二是增大喷淋塔的喷淋水量, 使进入电除尘的大尘粒减少到最低, 充分发挥电除尘的效率。

3.4 冲洗水的影响

在正常运转中, 如果湿式电除尘水膜水出现不均的话, 会使集尘管表面出现干区, 当灰尘积累到一定程度后会有火花放电产生, 使二次电压提不上去。就电除尘而言, 经过长时间的运转后, 电除尘集尘管还是会有些灰尘沉积, 再加上长期水流冲洗造成的管壁生锈, 集尘管表面仍然存在一些不够平滑的地方, 这就需要保证水膜能够持续不断的连续性地清除灰尘。

在电除尘的运转过程中, 冲洗水对其的影响很大程度上与设备被腐蚀有关。当冲洗集尘管的冲洗水的PH值在6以下呈弱酸性时, 若气体中含有酸性组分时, 在受到了水流冲刷、气体腐蚀等多种因素影响后, 经过长时间运转集尘管和放电线就受到了一定的腐蚀, 当切向水在一定压力下持续从集尘管的6个切向水孔进入时, 则可能会造成集尘管穿孔, 若水流过大就会直接溅到放电线上, 使二次电流过大造成短路。

3.5 粉尘比电阻的影响

粉尘比电阻是衡量粉尘导电性能的指标。如果粉尘的比电阻很高, 电晕电流会受到限制, 从而降低粉尘荷电量、荷电率和电场强度, 导致除尘效率大幅度下降。

对于高比电阻的尘粒可采用烟气调质的方法改变比电阻, 如用水分调质、用三氧化硫调质等。

进入电除尘的气体温度高低对电除尘的运行性能有较大影响。一方面, 温度上升气体体积增加, 使电场风速提高, 除尘效率降低;另一方面, 会使火花电压下降, 对除尘不利。因此, 含尘气体在进入设备之前先经过了水喷淋塔和洗涤塔除尘, 入口的含尘气体温度已降至50℃以下且饱和水蒸气含量较高。这样不仅温度降低了, 而且相当于进行了水分调质, 比电阻也有所降低。

4 改进措施

通过对影响湿式电除尘运转效果的多种因素分析, 并结合电除尘运转以来所出现的各种状况, 可以看出。

放电线的选择、含尘气体中的粉尘浓度、以及电除尘的冲洗水量和喷淋塔的喷淋水量对电除尘的除尘效果都有比较大的影响, 将进入电除尘的大粒径粉尘浓度降至最低并合理的选择放电线, 能更大限度地提高电除尘的电晕电流, 使除尘效果达到最佳;同时, 提高冲洗水的PH值并控制好冲洗水量, 能有效降低电除尘内集尘管和放电线的腐蚀状况, 也能更好的保证电除尘稳定运转。

摘要：本文根据电除尘器在实际运转中出现的一些问题, 结合气体流量、气体含灰情况、冲洗水量的调整等分析可能的影响因素及改进措施

关键词：电除尘,运行,分析,效率