一般设计1台静电除尘器需要下列数据:
(1)工作状况下需净化的烟气量;
(2)烟气的温度和湿度;
(3)烟气的成分,即各种气体的体积分数;
(4)烟气的含尘质量浓度;
(5)粉尘的性质,包括粉尘的粒度分布、化学组成、密度、堆积角、比电阻、黏性等;
(6)静电除尘器出口烟气允许的含尘质量浓度;
(7)静电除尘器工作时壳体承受的压力;
(8)车间平面图。
(二)静电除尘器的总体设计
电除尘器的设计主要是根据需要处理的含尘气体流量和净化要求,确定集尘极面积、电场断面面积、电场长度、集尘极和电晕极的数量和尺寸等。电除尘器有平板形和圆筒形,这里仅介绍平板形静电除尘器的有关设计计算。
1.电场断面面积
式中 Ae——电场断面面积,m2;
Q——处理气体流量m3/s;
u——除尘器断面气流速度,m/s。
2.集尘极面积
式中 A——集尘极面积,m2;
Q——处理气体流量,m3/s;
η——集尘效率;
vd——微粒有效驱进速度,m/s。
3.集尘室的通道个数
由于每两块集尘极之间为通道,集尘室的通道个数n可由下式确定
式中 b——集尘极间距,m;
h——集尘极高度,m。
4.电场强度
式中 L——集尘极沿气流方向上的长度,m;
h——电场高度,m。
5.工作电流
工作电流Ⅰ可由集尘极的面积A与集尘极的电流密度Id的乘积计算:
6.工作电压
根据工作需要,工作电压可按下式计算
例题:设计一电除尘器来处理石膏粉尘,若处理风量为162000m3/h,入口含尘密度为3.2×10-3kg/m3,要求出口含尘密度降至1.6×10-5kg/m3,试计算该除尘器的极板面积。电场断面积,通道数和电场长度。
解 查表知石膏粉尘的有效驱进速度为0.18m/s(平均值)。
处理风量为:(www.xing528.com)
除尘效率为
取电场风速u=1.0m/s,则电场断面积为:
极板面积为
取通道宽度为300mm,高h=6m,则通道数为:
电场长度为:
(三)振打清灰装置
卧式电除尘器清灰振打包括收尘极板的振打、电晕极的振打和气流分布板振打。
1.极板的振打
目前极板的清灰振打多采用挠臂锤振打机构,锤头周期性地敲击每排收尘极下端地撞击杆一端。使板面产生一定的振打加速度,以振落极板上的粉尘。最小振动加速度应大于500m/s2。
为了产生足够的振动加速度,根据经验,锤重可取5~12kg,连杆长度取200mm左右,曲柄长度取100mm左右。
通常,一个电场的各排收尘极板的振打均装在一根轴上。相邻的两锤应错开一定的角度以减少振打时二次扬尘。
振打周期对除尘效率的影响在于清灰时能否使脱落的尘块直接落入灰斗。振打周期过长,极板积灰过厚,将降低带电粉尘在极板上的导电性能,降低除尘效率。振打周期过短,粉尘会分散成碎粉落下,引起较大的二次扬尘。因此,存在一最佳振打周期。振打周期的确定与气体的含尘质量浓度、粉尘导电性有关。第一电场的振打周期应短些,随后的电场的振打周期应增长。如有1台锅炉静电除尘器的振打周期分别采用:一电场15min,二电场25~30min,三电场50~60min。
振打持续时间只需几分钟,振打机构所需电机功率一般取0.4~1kW。
2.电晕极的振打
在负电晕情况下,绝大多数粉尘吸附负电荷,并在电场力作用下向收尘极沉积。但也有极少量粉尘在电晕极附近吸附了正电荷,而沉积在电晕线上,当积灰过多时,就会大大降低电晕线的放电效果。因此,电晕极也需要使用振打清灰装置。
电晕极框架的振打装置的形式很多。其中可用类似于收尘极的挠臂锤振打机构。由于电除尘器工作时电晕极框架带有高压电,因此锤打装置也是带高压电的。这样,锤打装置的转动轴与安装在外壳的传动装置之间必须有一瓷绝缘连杆连接,还应注意转轴穿出壳体部位的绝缘。
对电晕极的振打可采用连续振打,其转轴的速度可选取0.3r/min,电机可选用0.2~0.4kW。
3.气体分布极及其振打
含尘气流由小断面的通风管进入打断面的电除尘器中,若不采用适当的措施,会导致电场中的气流分布不均。
多孔板的清灰振打采用挠臂锤装置,在多孔板下部连接一撞击杆则可振落板上的积灰。
(四)静电除尘器的选型
1.电除尘器的适用范围
选择电除尘器应了解电除尘器的适用范围。
2.选型基本参数
进行电除尘器的选型比设计要简单得多。我国现有的静电除尘器的规格品种繁多,有卧式静电除尘器系列、管式静电除尘器系列、宽极距静电除尘器等。根据运行条件查手册或说明书就能选取所需的静电除尘器。若确定以下基本参数,即可选型。
(1)处理烟气量,Q(m3/h);
(2)确定电场风速,v(m/s);
(3)确定有效截面积,S(m2);
(4)确定收尘极板的总面积,A(m2);
(5)需已知入口含尘质量浓度c(g/cm3);
(6)确定设计效率,η;
(7)需已知烟气温度及湿度;
(8)现场的占地空间条件。
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