电除尘器技术发展现状及新技术简介
环境卓越班王勇勤学号5802114031
摘要:随着国家对污染控制要求的不断提高,特别是对粉尘排放浓度的控
制越来越严格,进一步促进了电除尘器技术的不断发展。
简要介绍了我国电除尘器技术的发展现状、已成功运行的几种新型电除尘器技术及目前的重点,指出了电除尘器技术在理论层面上将有更大的突破。
关键词电除尘器;技术发展;新技术;现状;介绍
1电除尘器技术发展现状
电除尘器作为工业设备投入使用至今已有近百年的历史。
我国在20世纪70
年代初期才开始生产系列化电除尘器产品,30年时间的发展,如今电除尘器在
我国的环保产业中,已成为技术力量较为雄厚、装备水平较高、开发能力较强
的行业之一,电除尘行业的产值在我国环保设备总产值中占有举足轻重的份量。
同时,当今世界上最大的工业窑配套所需的电除尘器,我国均能自行设计、加工制造,能达到用户提出的排放要求。
近年来,我国电除尘器在满足国内大气污染治理需要的同时,还有部分设备出口到20多个国家和地区。
据统计,1998年我国电除尘器出口产值超过千万美元。
但同时我们也应该看到,当制造业趋于饱和,特别是烟尘排放的环保标准相当严格时,电除尘器的发展既受到本身技术
的瓶颈限制,同时又面临袋式除尘器的严峻挑战,近几年来电除尘器的发展相
对较为缓慢,突破创新的技术进展较难取得,现将国内外静电除尘新理论和新
技术简要介绍如下,供同行学者参考。
2 新型电除尘器技术
2.1 电-袋混合除尘技术
目前,火力发电已成为电除尘器应用的最大行业。
在以河南高密煤和内蒙古
准葛尔煤为原料的火电企业,其尾气排放浓度经常发生难以达标的情况。
原因
是该煤种燃烧后的烟气中飞尘比电阻比较高,且粉尘颗粒比较细,增加了电除
尘器的捕集难度。
而众所周知,电除尘器的除尘效率受粉尘性状的影响比较敏感。
部分企业转而采用袋式除尘器取代电除尘器。
但是袋式除尘器占地面积大、不能处理高温烟气,制约了它在更大工业规模上的应用。
因此电-袋混合除尘技术应运而生。
电-袋混合除尘技术是将电除尘器与袋式除尘器进行有机地组合
布置,采用袋式除尘器改善电除尘器性能的组合式装置。
这种新组合式装置综
合了传统的电除尘和袋式除尘技术的优点。
电除尘器作为捕集烟气粉尘的前道工序,发挥除尘效率高、能处理高温的大烟气量、占地面积小、工艺上阻力小
等优点,通过前级电场将烟气中的大部分粉尘先除掉;而剩下的比电阻比较高、颗粒比较细而难以捕集的粉尘将进入袋式除尘器,此时粉尘的含量已大大降低,使得袋式除尘器的气布比增大,因此袋式除尘器的尺寸可以设计得比较小。
综
合而言,电-袋混合除尘技术实现了用比较小的经济投入得到满足高标准排放
要求的环境、社会效益。
目前该技术已在上海浦东和金山水泥厂得到成功应用。
2.2 高频高压电源技术
传统电除尘器的供电电源是采用可控硅控制的高压硅整流(T/R)设备,将工
业交流电转换成高压直流电给电除尘器供电。
它的基本工作频率即为电网频率(50Hz或60Hz),其产生的峰值电压比平均电压高约25%,容易在电除尘器的电场中触发电火花,导致电除尘器的运行效率降低。
高频高压开关电源是一个与供电电源线路频率无关的可变脉动电源,为电除尘器提供一个接近于从纯直流方式到脉动幅度很大的各种电压波形,其恒流特性可以迅速地熄灭火花并快速恢复电场能量,因而可以针对特定的工况提供最合适的电压波形来提高电除尘器的除尘效率。
采用高频高压开关电源可以大幅度提高电除尘器捕集中、低比电阻粉尘的效率,很好地消除高比电阻粉尘的反电晕现象。
而且相对于常规的可控硅电源其控制电路,高频高压开关电源的操作更为简单、可靠。
高频高压开关电源对配电系统而言是稳定性高的负载,便于计算机集中监控,电源转换
效率高,质量轻、体积小,箱内用油少,其优点是显而易见的。
武汉国测数字技术有限公司研制的高频高压开关电源已经通过湖北省科技厅组织的技术鉴定。
福建龙净环保股份有限公司开发的高频高压开关电源也已通过了福建省中检
所的各项检测,并投入工业试运行。
2.3 声波清灰技术
当电除尘器中的极板、极线积灰达到一定厚度时必须清除。
若清灰效果不理想,则会降低电场强度和捕尘能力,影响除尘效率,严重情况时甚至会影响电除尘器的正常运行。
声波清灰是通过气声转换装置,将气流的机械能转换成声能,以声波的方式传播至积尘的表面,使积尘产生周期性振荡,克服灰尘之间及其
与极板、极线间的附着力,脱离极板、极线表面,从而达到清灰的目的。
相对于传统机械振打的清灰方式而言,声波清灰是靠媒质传递能量的非接触清灰方式,能够有效地改善电除尘器极板、极线的清灰效果,使极板、极线的表面保持相对清洁,保证电场内荷电粉尘的有效捕集,减少粉尘的二次飞扬,从而提高电除尘器的除尘效率,同时又不会对电场中极板极线造成损坏。
采用声波清灰的技术可以有效地节省人力、物力,降低设备的维护和检修的费用。
目前由实验室研发的声波清灰技术成功地应用于首钢烧结机头电除尘器和酒钢烧结厂# 3电除尘器,其中后者采用声波清灰器作为惟一的清灰方式。
2.4 IPC智能电除尘器控制系统
IPC智能电除尘器控制系统打破了传统的电除尘器以电场单元各自独立运行的格局,而把电除尘器当成一个有机整体来管理和控制,实时协调和管理各
单元高、低压设备的协同工作,达到优化电除尘器运行的目的。
在宏观上,新型IPC系统采用全新的通讯模式、网络拓扑结构、采集电除尘器所有控制设备的信息,应用全新的统计、分析、诊断等数学方法,构造精确的数字模型,管理和控制所有相关的设备。
在微观上,采用全新的系统控制理论,全面提高系统工作性能。
基于对客户机/服务器(C/S)结构体系,跟踪网络技术的发展,IPC系统已成为包括本地、局域网、远程终端的多用户系统。
采用ActiveX、类、动态链接库、COM等软件封装技术, IPC系统已实现软件的“即插即用(PlugandPlay)”。
同时,通信率可达1Mbps的CAN总线(ControllerAreaNetwork)完全可以成功替代原有的RS232、RS485总线,实现高效、多地址传送和收发功能。
电除尘器未来的发展
目前,电除尘理论还不能指导实践,电除尘器本体结构形式还不尽合理,供电
电源达不到本体要求以及高比电阻的障碍等是制约电除尘器发展的主要因素,
但由于电除尘本身具有无可比拟的效率优势,使得其成为极具潜力的除尘设备。
我国的电除尘技术虽然起步晚、但发展快,潜力大。
今后,人们需要从理论上充分认识电除尘器诸多环节的相互影响,找出我国电除尘器生产研制的总体水平
同国外先进技术相比还存在的差距,在专家系统,电除尘器的选型技术,供电电
源中的中、高频开关电源的研究和开发,电除尘器品种、规格和性能,本体的有些元、器件的加工工艺,产品外观等方面进一步严格和改善。
传统电除尘器在生产实践中通常面临诸如高入口浓度、高比电阻、细粉尘、粉尘黏度大等问题,而电除尘器本体部分的改造程度在很大程度上取决于基础理论方面对传统电
除尘的突破程度,随着环保标准的不断提高,原有的其他除尘器或传统电除尘
器已不能满足环保要求,因此,基于老式除尘器的电除尘器改造是电除尘器本
体改造的主要内容,电除尘器设计过程中的选型、设计、极间距设计、气流均
布设计、振打都必须建立在因地制宜,综合考虑的基础上。
电除尘供电控制系
统力求开发适应性广(波形可变)、多功能、智能型、一体化、节能、大功率、体积小、成本低、可靠性高的新型控制系统。
同时,计算机技术的深入应用和
除尘、脱硫、脱硝一体化也日益成为电除尘器改造的热门话题。
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