除尘前
除尘后
平均 烟气 流量/ m3/h 除尘 效率 /%
同极极 间距
/mm
次 电 压 /k V 40
350
50 60 40
300 150
50 60 30
又
根据Deutsch公式
1 exp(
及0
A C 0 ) 1 exp( f0 ) 1 1 Q C0 ln(1 ) ( Q ) A
注:因为皮托管问题，第一行进口数据由装置1测置，后口由装置2测量；后六行反之。
由表1数据，算得除尘器除尘效率如下： 表3 除尘器除尘效率电子表格
二 二 次 电 流 /m A 0.2 0.5 1.0 0.4 0.8 1.6 4.9 0.0049 0.0021 0.0028 0.0032 0.0038 0.0033 0.0007 76 36 110 113 90 121 34 125.3 77.7 174.6 71.0 146.7 183.3 78.3 0.039 0.027 0.016 0.045 0.026 0.018 0.0089 0.0021 0.0035 0.0023 0.0035 0.0019 0.0016 0.0014 81 170 64 35 153 154 115 126.9 244.7 101.0 113.0 219.9 225.6 168.5 0.016 0.014 0.023 0.031 0.0086 0.0071 0.0083 78.5 103 87 74 121.5 137.5 74.5 57.7 47.1 -42.0 31.3 66.6 60.6 7.1 采样 前后 差值/g 烟气 流量 ／m3/h 抽气 体积/L 含尘 浓度 /mg/l 采样 前后 差值/g 烟气 流量 ／m3/h 抽气 体积/L 含尘 浓度 /mg/l
2. 烟气测量
WJ-60B型皮托管平行全自动烟尘（气）油烟采样器（青岛崂山电子仪器总厂）（图７）
表 4 皮托管技术规格 参数 采样流量 等速采样流速 烟气动压 烟气静压 烟气全压 流量计前压力 流量计前温度 烟气温度 干、湿球温度 含湿量 大气压 空气过剩系数 自动跟踪精度 最大采样体积 最大采样体积 参数范围 (5～80)L/min (1～45)m/s (0～2000)Pa (-30～30)kPa (-30～30)kPa (-40～0)kPa (-30～150)℃ (0～500)℃（可扩展） (0～100)℃ (0～60)% (70～130)kPa 0～99.99 — 9999.9L 9999.9L 分辨率 0.1 L/min 0.1m/s 1Pa 0.01kPa 0.01kPa 0.01kPa 0.1℃ 1℃ 0.1℃ 0.1% 0.1kPa 0.01 — 0.1L 0.1L 准确度 优于±2.5% 优于±4% 优于±1.5% 优于±4% 优于±4% 优于±2.5% 优于±1.5% 优于±3℃ 优于±1.5% 优于±1.5% 优于±2.5% 优于±2.5% 优于±3% 优于±2.5% 优于±2.5%
图 3 实验装置规格图(via 赵景开)
图4 实验装置
图 5 除尘装置电源
图 6 电源铭碑
图 7 皮托管 实验设备的详细性能参数和技术规范见表 1 表 1 电除尘器技术性能参数1
1 2 用途 除尘器尺寸 风量设计 集尘板尺寸 同极间距 放电极框架尺寸 放电极类型 锯齿间距 放电极尺寸 放电极根数 3 静电除尘高压电源 设备容量 高压智能控制器 高压硅整流变压器 交流输入电压 交流输入电流 直流输出电压 直流输出电流 直流输出功率 交流输入功率 只 只 Mm Mm 根 台 Mm m3/h Mm Mm Mm 静电除尘实验 1000（长）×460（宽）×1000（高）封闭式 1000 860×830 400（可调） 690×700 扁钢锯齿型 44 647×29 31（可调） 1 10mA /72kV ZH2005S（正相） 、ZH2005S（负相） 10mA /72kV（正相） 、10mA /72kV（负相） AC380V 3A 72kV 10mA 0.72kW 1.1kVA
四、 操作方法和实验步骤： 1. 实验前， 应检查装置运行情况和实验室环境， 保证实 验能够较顺利的进行。 2. 按说明接好皮托管管路，打开除尘器进出口探测口， 依图6所示放入烟气采样管。 3. 开启鼓风机，变频器调到30Hz，根据大气环境，调 好皮托管相关参数，然后选嘴。 4. 选嘴完成后， 取出采样管， 打开管口并放入己称量的 滤纸，然后装上选好的管嘴，放回装置之中。 5. 开启高压静电发生器的电源开关， 预热2min， 将高压 图 8 烟气采样管连接示意图 输出调节旋钮慢慢调到所调电压。 6. 开启空气泵的电源开关，空气泵开始工作，将空气压 入粉煤灰中并将它们扬起。与鼓风机送进来的空气充分混合后，送入除尘柜进行除尘。 7. 设计不同电压和极间距进行测试，用皮托管记录有关数据。 8. 将取样完毕的取样头取下，用精密天平称重，根据取样前后的重量差值，再根据采样时间和采样流量 计算出灰尘mg/L浓度。实验完毕后关闭空气泵电源开关，关闭灰尘搅拌器电源开关，停止扬灰尘。 9. 根据除尘柜除尘前后的取样分析，最终计算出某一实验条件下的灰尘去除率η。 五、 实验数据记录和处理 1. 测量条件: 样品：杭州热电厂粉煤 空气泵频率(粉尘)=50Hz 鼓风机频率(空气)=30Hz 管道截面积=0.012m2 烟温=27℃ 采样嘴=12mm 采样时间=10mins 皮托管参数设定: 装置1:
1
由静电除尘器技术协议书获得
电除尘器技术规范 a. 电除尘高压控制柜控制范围： 控制电除尘高压硅整流变压器部分； b. 本工程电除尘高压控制柜电气控制原理： i. 由二台 ZH2005S（正相）与 ZH2005S（负相）控制器相互切换来驱动同一主回路；输入电源 电压 AC380V； ii. 控制柜输出到高压硅整流变压器分置二路，正相控制器对应正相高压硅整流变压器、负相控 制器对应负相高压硅整流变压器。 c. 电除尘本体按双方确认后的图纸设计，材质采用不锈钢材 403； d. 电除尘电源控制柜采用 GGD 柜型，尺寸（长× 宽× 高）为 600(mm)×600(mm)×1700(mm)，颜色 为浅灰色 RAL7035; e. 电器元器均采用甲方认可的品牌，采用施耐德产品； f. 电源变压器采用铜线绕绕制； g. ZH2005S 型智能控制器具备以下功能： 能效优化控制——针对高粉尘比电阻自动调整输入功率，有效地检测和控制反电晕； 闪络控制方式——全波全功率向电场输入最大功率；能方便调节各项参数； 间歇、 脉冲供电——通过调节占空比向电场间歇、 脉动输入功率， 有效地检测和控制反电晕现象； 大屏幕背光显示器——清晰显示中英文字符、图形曲线；显示伏安特性曲线； 具有多种保护功能；输出短路、输出开路、偏励磁、主回路开路等；
V1
式中:V2,V1--除尘器进出口的单位体积空气所含粉尘质量。
图1 静电除尘器的基本原理
图2 电极放电特性 区域(1)：随着电压的增加，空气离子被加速。 区域(2)：空气离子全到达电极的饱和状态。 区域(3)：“电子雪崩”
尘粒在除尘装置中的运动被认为是在Stokes区域的，即雷诺数Re<0.5时；之满足如下Deutsch公式：
Deutsch公式
1 exp( 0
qE p C 3d p
A 0 ) Q
尘粒在此区域受到动力粘性阻力： 6r 1 在尘粒的雷诺数Re>0.5时，其受到的动力粘性阻力为 F 2 r 2 cd 2 其中 cd 为阻力系数是Re的函数； 是气体体积质量； 三、 主要仪器设备及装置： 1. 除尘装置 本实验装置流桯图与规格示意图如下：
除尘前
采样前 重量/g 0.8723 1.0285 0.8771 0.8947 0.8386 0.8968 0.8799 采样后 重量/g 0.8772 1.0306 0.8799 0.8979 0.8424 0.9001 0.8806 采样前后 差值/g 0.0049 0.0021 0.0028
0.0032 0.0038 0.0033 0.0007
除尘后
采样前 重量/g 1.0666 0.9683 0.9266 1.0063 0.9653 0.9410 0.8410 采样后 重量/g 1.0687 0.9718 0.9289 1.0098 0.9672 0.9426 0.8424 采样前后 差值/g
0.0021 0.0035 0.0023 0.0035 0.0019 0.0016 0.0014
得到如下表的数据初步处理结果：
qE pC 3d p
表4 Deutsch公式相关数据电子表格
同极极间距
/mm 二次电压 /kV 40 350 50 60 40 300 150 50 60 30 二次电流 /mA 0.2 0.5 1.0 0.4 0.8 1.6 4.9 趋进速率 ω0 /m/s
平均烟气流量/ m3/h 78.5 103 87 74 121.5 137.5 74.5
大气压:101.78kPa 含湿量:3% 含氧量:21.58% 过剩系数:35.6
装置2:
大气压:101.65kPa 含湿量:1.51% 含氧量:22.71% 过剩系数:12.2
表2 不同电压下除尘器粉尘质量变化记录表
同极极间距
/mm 二次电压 /kV 40 350 50 60 40 300 150 50 60 30 二次电流 /mA 0.2 0.5 1.0 0.4 0.8 1.6 4.9
专业：__环境工程_____ 姓名：__周展锋______ 学号：____309000392____
实验报告
日期：________________ 地点：__程实验____指导老师：___翁__棣 _____成绩：__________________ 实验名称：静电除尘效率测定与 Deutsch 公式推导 实验类型： ________________同组学生姓名： __________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、 实验目的和要求： 1. 了解电除尘器的结构及组成； 2. 以粉煤灰为代表了解静电除尘法消烟除尘的原理，掌握其基本操作； 3. 判断实验中的装置合理性和改进措施； 二、 实验内容和原理： 电除尘器是利用静电力实现气体中的固体、液体粒子与气流分离的一种高效除尘装置。电除尘器已广 泛应用于冶金、化工、水泥、火电等行业。与其他除尘机理相比，电除尘过程的分离力直接作用于粒子上， 而不是作用于整个气流上，这使它具有分离粒子耗能小、气流阻力小的特点。由于作用在粒子上的静电力 相对较大，所以即使对亚微米的粒子也能有效捕集。 其基本工作原理为：高压直流电接到电收尘器的两个电极以后，在电晕线附近就产生了电晕放电（本 实验中为阴极线，芒刺放电），这时从电晕区里有大量的自由电子和负离子逸出，飞向阳极。负离子在运 动中也常常几个粘结在一块成为重离子，因此负离子和重离子就充满在两电极之间的空间，一同飞向阳极 板。在运动过程中，一旦与烟气中的粉尘相碰时，由于带负电的离子包围在烟气尘粒周围，共同驱向收尘 极板，而达到收尘极板后，侧放出负电荷，中性尘粒本身就沉集在收尘板上。沉集在收尘板和电晕线上的 灰尘，通过机械振打将积灰振落，聚积到下部灰斗中排出。主要包括电晕放电、气体电离、粒子荷电、荷 电粒子的迁移和捕集，以及清灰等过程。 除尘效率最原始的意义是以所捕获粉尘的质量为基准,但随着环境保护要求的日趋严格和科学技术的 发展,现在除尘效率有以粉尘颗粒的个数为基准进行计算;有的根据光学能见度的光学污染程度,以粉尘的投 影面积为基准进行计算.本实验测定总除尘效率仍以所捕集粉尘的质量占进入除尘器的粉尘质量分数为基 准,即: 1 V2