低低溫電除塵器對除塵效率的影響范文

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《環保科技雜志》2016年第6期

摘要:

采用新型多功能試驗除塵器，模擬工況條件下，開展低低溫電除塵器對除塵效率影響的量化試驗研究。結果證實，在低入口煙氣溫度下(67℃～68℃)，除塵效率顯著高于高入口煙氣溫度(86℃～90℃)，除塵器出口粉塵濃度顯著降低。試驗結果顯示，隨著入口風量增加，低低溫電除塵器提高除塵效率的程度更為顯著，表明入口煙氣溫度降低后，因粉塵在電場的停留時間延長而提高除塵效率的效應更為顯著，此可能為低低溫電除塵提效的主要機理，需進一步研究證實。

關鍵詞:

低低溫;電除塵;除塵效率

當前，隨著工業化、城鎮化深入推進，我國大氣污染形勢嚴峻。為切實改善空氣質量，國務院相繼出臺了“大氣污染防治十條措施”和《大氣污染防治行動計劃》。在此形勢下，我國各工業大氣污染物的排放標準也越來越嚴格，例如，火電廠煙塵排放的限值越來越低，如表1。在此情況下，必然要求除塵器的除塵效率越來越高，這給電除塵技術帶來了挑戰(大部分火電廠采用電除塵)。為滿足新標準，國內大部分現役電除塵器均須提效改造，目前可采用的提效改造技術有:電除塵器擴容、低低溫電除塵、濕式電除塵、旋轉電極式電除塵、高頻高壓電源、電袋復合除塵等。其中，低低溫電除塵是在電除塵器上游設置熱回收裝置，降低入口煙氣溫度，從而降低粉塵比電阻，減少煙氣量，降低煙氣流速，增加粉塵在電場的停留時間，提高比集塵面積，除塵效率得到提高［4］。然而，目前對于低低溫電除塵器提高除塵效率的量化試驗研究較少(不同煙氣溫度下)，本文基于福建龍凈環保股份有限公司的新型多功能除塵試驗臺，通過研究除塵器入口煙氣溫度變化對除塵效率的影響，為低低溫電除塵器提高除塵效率的研究和應用提供基礎數據支持，并初步探討提效機理，為低低溫電除塵的選型、應用條件優化及開展深化研究奠定基礎。

1試驗部分

1．1試驗裝置、儀器

(1)新型多功能試驗除塵器:為福建龍凈環保股份有限公司自行設計、制造、安裝的多功能除塵試驗設備，主要包括:電除塵器、布袋除塵器、高低壓控制柜、硅整流變壓器、空氣壓縮機、加熱裝置、給料裝置、加濕器、濁度儀、風機、視頻監控，以及流量、壓力、溫度、濕度測試等，見圖1和圖2。整個系統可以分為:給粉系統、電加熱系統、濕度控制系統、風機系統、電除塵系統及控制系統。該裝置在系統集成、發塵定量、濕度控制、塵量計重和視頻攝像等方面具有獨創性。

(2)煙塵采樣儀:采用TH－880F型微電腦煙塵平行采樣儀(武漢市天虹儀表有限責任公司)，利用皮托管平行自動跟蹤原理等速采樣粉塵樣品，同步采集試驗除塵器入、出口粉塵，并在105℃下烘干(2h)，后放入干燥器冷卻至室溫，用萬分之一天平稱重、恒重。根據入、出口煙道的煙氣靜壓、動壓、全壓、煙溫及采樣體積，計算煙氣流量、粉塵濃度、本體漏風率及除塵效率等［5］。

1．2試驗方法

本試驗在保持其他試驗條件相對恒定的條件下，如試驗除塵器入口粉塵濃度、煙氣含濕量等，通過設置不同的入口煙氣溫度(分別為約90℃和約70℃)，并設置不同的煙氣流量(分別為約3500m3/h、4500m3/h和5500m3/h)，測定試驗除塵器的除塵效率，對比分析，研究入口煙氣溫度變化對除塵效率的影響規律及影響因素。入、出口煙氣溫度由安裝于入、出口煙道上的熱電偶測得;煙氣濕度直接由安裝于試驗除塵器的濕度傳感儀測得，實驗過程中可實時記錄煙氣濕度，并根據測量數據實時反饋調整，以維持穩定狀態;煙氣流量根據除塵器的尺寸、斷面風速測得。

1．3結果表示、計算

粉塵濃度:C=mVsnd×1000(1)式中:C—實測粉塵濃度，g/m3或mg/m3;m—所采集的粉塵質量，mg;Vsnd—煙氣標干采樣體積，DNL。除塵效率:η=Ci－(1+Δα)CoCi×100%(2)式中:η—除塵效率，%;Ci、Co—入、出口粉塵濃度，mg/DNm3;⊿α—本體漏風率，%。其中，本體漏風率:Δα=Qsnd．o－Qsnd．iQsnd．i×100%(3)式中:⊿α—本體漏風率，%;Qsnd．o—出口標干煙氣流量，DNm3/h;Qsnd．i—入口標干煙氣流量，DNm3/h。除塵器出口粉塵濃度、除塵效率隨入口煙氣流量(風量)變化的趨勢判斷，采用秩相關分析(Spearmancorrelationanalysis)的方法，此統計分析在SPSS10．0軟件上進行。

2結果與討論

2．1高入口煙氣溫度下試驗結果

如表2，當控制試驗除塵器入口煙氣溫度在86℃～90℃、煙氣含濕量為1．44%～1．52%、入口粉塵濃度為1．635g/m3～2．158g/m3，入口風量分別為3400、4419、5490DNm3/h時，除塵器出口粉塵濃度隨入口風量增加而增加(秩相關分析:相關系數r=0．999，p=0．03)，除塵效率隨之降低(秩相關分析:相關系數r=0．985，p=0．05)。

2．2低入口煙氣溫度下試驗結果

如表3，當控制試驗除塵器入口煙氣溫度在67℃～68℃、煙氣含濕量為1．46%～1．65%、入口粉塵濃度為1．705g/m3～1．757g/m3，入口風量分別為3522、4527、6009DNm3/h時，如同高入口煙氣溫度下試驗結果，除塵器出口粉塵濃度也隨入口風量增加而增加(秩相關分析:相關系數r=0．992，p=0．04)，除塵效率也隨之降低(秩相關分析:相關系數r=0．986，p=0．005)。

2．3對比分析

高、低入口煙氣溫度下試驗除塵器的除塵效率對比如圖3，可知:(1)在煙氣含濕量、入口粉塵濃度均相對恒定的情況下，除塵效率均隨入口風量增加而降低。(2)在相同入口風量下，低入口煙氣溫度下除塵效率均顯著高于高入口煙氣溫度，充分證實了低低溫電除塵器可提高除塵效率。(3)隨著入口風量增加，低入口煙氣溫度相比于高入口煙氣溫度下，除塵效率提高的程度更為顯著。入口風量3500m3/h時，低入口煙氣溫度下除塵效率約提高1.25%;4500m3/h時，除塵效率約提高6.54%;5500m3/h時，約提高8．98%。據文獻［6］、［7］，當煙氣溫度從86℃～90℃降至67℃～68℃時，粉塵比電阻從1012～1013Ω•cm降至1010～1011Ω•cm，粉塵比電阻正好在反電暈臨界值以內，產生反電暈的概率降低，粉塵荷電性能提高，從而有利于提高電除塵效率。當煙氣溫度從86℃～90℃降至67℃～68℃時，煙氣體積流量可減少約10%，電場風速降低，粉塵在電場的停留時間延長，除塵效率將得到提高［8］。煙氣溫度降低后，煙氣中粉塵顆粒及氣體分子熱運動能力減弱，氣體的黏滯性減小，從而導致粉塵的電遷移速度增大，即荷電粉塵驅進速度變快，有利于提高粉塵的捕集效率［9－10］。結合本試驗，隨著入口風量增加，低入口煙氣溫度下，除塵效率提高的程度更為顯著?？梢姡瑹煔鉁囟冉档秃?，電場風速降低，粉塵在電場的停留時間延長，除塵效率得到提高的效應更為顯著，此可能為低低溫電除塵提效的主要機理。

3結論

(1)通過量化試驗研究，證實在低入口煙氣溫度下(67℃～68℃)，除塵器的除塵效率顯著高于高入口煙氣溫度(86℃～90℃)，除塵器出口粉塵濃度顯著降低，為低低溫電除塵器提高除塵效率的研究和應用提供了基礎數據支持。

(2)隨著入口風量增加，低低溫電除塵器提高除塵效率的程度更為顯著，表明煙氣溫度降低后，因粉塵在電場的停留時間延長而提高除塵效率的效應更為顯著，此可能為低低溫電除塵提效的主要機理，尚需進一步研究證實。

參考文獻：

［1］國家環境保護總局．GB13223－1996火電廠大氣污染物排放標準［S］．北京:中國標準出版社．

［2］國家環境保護總局，國家質量監督檢驗檢疫總局．GB13223－2003火電廠大氣污染物排放標準［S］．北京:中國標準出版社．

［3］環境保護部，國家質量監督檢驗檢疫總局．GB13223－2011火電廠大氣污染物排放標準［S］．北京:中國標準出版社．

［4］酈建國，酈祝海，何毓忠，等．低低溫電除塵技術的研究及應用［J］．中國環保產業，2014(3):28－34．

［5］國家質量監督檢驗檢疫總局．GB/T13931－2002電除塵器性能測試方法［S］．北京:中國標準出版社．

［6］尹連慶，王晶．粉塵比電阻對電除塵的影響及改進措施研究［J］．電力環境保護，2009，25(5):34－37．

［7］王建峰，李艷，張楊，等．300MW燃煤機組低低溫除塵與電袋復合除塵技術經濟性分析［J］．中國電力，2015，48(8):17－20．

［8］熊桂龍，李水清，陳晟，等．增強PM2．5脫除的新型電除塵技術的發展［J］．中國電機工程學報，2015，35(9):2217－2223．

［9］郭士義，丁承剛．低低溫電除塵器的應用及前景［J］．裝備機械，2011(1):69－73．

［10］趙海寶，酈建國，何毓忠，等．低低溫電除塵關鍵技術研究與應用［J］．中國電力，2014，47(10):117－121.

作者:黃金菊 陸春媚 陳勇 楊丁 劉錫堯 單位:龍巖市產品質量檢驗所 福建龍凈環保股份有限公司