CN109174456B - 一种用于雾化湿式静电除尘的装置及方法 - Google Patents

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    • B03C3/16—Plant or installations having external electricity supply wet type

Abstract

本发明涉及一种用于雾化湿式静电除尘的装置及方法。该雾化湿式静电除尘器的供水系统的喷头和高压电极相连接，喷头中的液体通过接触荷电方式获得与高压电极相同种电荷。在极板间距100mm‑300mm、电晕线间距80mm‑300mm、电场强度2.5kV/cm至6kV/cm，内供水量达到200ml/m3及以上时，可以实现液体均匀雾化，电流提高5％至80％，PM2.5去除效率提高约1％至15％，PM1去除效率提高约1％至10％。本发明还提出湿式静电除尘器雾化特性参数对电流增长的影响规律。

Description

一种用于雾化湿式静电除尘的装置及方法
技术领域
一种用于雾化湿式静电除尘的装置及方法属于除尘领域。
背景技术
《环境空气质量标准》指出：根据粉尘颗粒的大小，将其分为总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物PM10与细颗粒物PM2.5，其中细颗粒物PM2.5是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5um的颗粒物，又称细粒、细颗粒。细颗粒物能较长时间悬浮于空气中，进入人体后几乎全部沉积于肺部而不能呼出；在进入人体血液循环系统后，能够干扰肺部的气体交换,引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病，且粒径越小对环境、人类健康威胁越大，是近年来首要污染物之一。
目前，我国作为能源消耗大国，工业生产行业的烟尘排放是主要来源之一，湿式静电除尘器作为工业尾气烟尘末端治理的主流技术，具有捕集效率高，二次扬尘少、处理烟气量大等优点，被广泛应用于火电工业，然而，未能满足现实行的PM2.5标准，其耗水量大、泥浆二次污染与细颗粒物捕集效率低等因素制约着湿式电除尘技术的发展。
传统湿式电除尘技术耗水量大、电流密度低、捕集效率易受颗粒物粒径的影响，粉尘捕集量大时容易造成泥浆二次污染。
发明内容
1.本发明的目的在于提供一种高效脱除PM2.5的雾化湿式静电除尘器装置及方法，该雾化静电湿式除尘器利用高压电将液体破碎成荷电雾滴，与传统湿式电电除尘器相比，降低能耗(耗水量和耗电量)、提高PM1、PM2.5等细颗粒物的捕集效率。
2.本发明具有提高电流密度、促进细颗粒物的凝并的特点，其内部无运动部件、系统结构简单、便于操作，可实现PM1、PM2.5等细颗粒物脱除的高效性，易于在工业行业中推广使用。
该雾化湿式静电除尘器的供水系统的喷头和高压电极相连接，喷头中的液体通过接触荷电方式获得与高压电极相同种电荷。
2.应用如权利要求1所述一种用于雾化湿式静电除尘的装置的方法，其特征在于：装置包括进气烟箱、连接法兰、除尘区域壳体、阳极板、阴极框架、喷头、绝缘板、输液管、高压引线、接地引线和出气烟箱，烟尘气流通过多孔板均匀地流向雾化湿式静电除尘器内部的阴极框架和阳极板之间；喷头与高压电极相连接，固定在各通道的阴极框架上部、各极板之间，并与输液管相连接，为腔室内提供稳定流水，在高压电场作用下破碎成荷电雾滴；阴极框架上均匀分布若干根放电极，并与腔室外部高压引线相连接，固定在腔室上部和下部的绝缘板之间，以实现绝缘和固定作用；高压电源与接地端分别通过高压引线、接地引线连接到阴极框架和阳极板上，以实现捕集腔室内的高压静电环境和接地状态；捕集腔室内部的颗粒物在与雾化液滴发生凝并的同时在电场作用下向极板运动，使得烟尘中的颗粒物被捕集在极板，洁净空气从出气烟箱的出口流出；
该雾化湿式静电除尘器的供水系统区别于传统的湿式静电除尘器，该装置内部的喷头和高压电极相连接，喷头中的液体通过接触荷电方式获得与高压电极相同种电荷，当供水量达到200ml/m3及以上、平均电场强度达到1kV/cm至3kV/cm时，液体中液滴所带电荷形成的荷电斥力超过液体表面张力和粘性力，液体破碎产生荷电液滴；当电场强度达到2kV/cm至6kV/cm时，随着电场强度增加，装置内部的空间扰动增强、液滴射流运动速度加快，液滴表面张力、射流惯性力以及液滴的荷电量不断变化，液体表面趋于不稳定状态，进一步分裂成细小雾滴；当供水量达到200ml/m3及以上、平均电场强度4kV/cm及以上时，由于电场特性与雾滴运动等原因，雾滴不断分裂、粒径减小、散布面积增大，最终落到收尘极上。
该雾化湿式静电除尘器的电流增长率与极板间距、电场强度呈正相关的关系；细颗粒物捕集效率随烟气处理时间增加、电场强度增大而提高，与颗粒物浓度呈负相关关系；在较短烟气处理时间下，对高浓度、细粒径的绝缘性粉尘亦有较高的去除效率(以滑石粉为例)。
在极板间距100mm-300mm、电晕线间距80mm-300mm、电场强度2.5kV/cm至6kV/cm，内供水量达到200ml/m3及以上时，可以实现液体均匀雾化，电流提高5％至80％，PM2.5去除效率提高约1％至15％，PM1去除效率提高约1％至10％。
附图说明
图1为雾化湿式静电除尘装置流程图
图2为雾化湿式静电除尘装置纵向中心面结构示意图
图3极板表面雾化效果图
a.左极板 b.右极板
图4超细滑石粉粒径分布
1为风机，2为气溶胶发生器，3为雾化湿式静电除尘器，4为高压电源，5为上部喷淋储液箱，6为下部液体封箱，7为水泵，8为静电低压撞击器，9为激光粒度分析仪，10为分析天平，11为溢流管，12为流量控制阀，13为排液管，14为输液管，15为电脑，16为采样点1，17为采样点2，18为采样点3，19为接地引线，20为高压引线，21为阳极板，22为阴极框架，23为喷头。
如图1所示，在气溶胶发生器产生的尾气之后设置雾化湿式静电除尘器，雾化湿式静电除尘器进出口通过法兰与气路相连接。如图2所示，雾化湿式静电除尘器主要由进气烟箱、连接法兰、除尘区域壳体、阳极板、阴极框架、喷头、绝缘板、输液管、高压引线、接地引线和出气烟箱构成，烟尘气流通过多孔板均匀地流向雾化湿式静电除尘器内部的阴极框架和阳极板之间；喷头与高压电极相连接，固定在各通道的阴极框架上部、各阳极板之间，并与输液管相连接，为腔室内提供稳定流水，在高压电场作用下破碎成荷电雾滴；阴极框架上均匀分布若干根放电极，并与腔室外部高压引线相连接，固定在腔室上部和下部的绝缘板之间，以实现绝缘和固定作用；高压电源与接地端分别通过高压引线、接地引线连接到阴极框架和阳极板上，以实现捕集腔室内的高压静电环境和接地状态；捕集腔室内部的颗粒物在与雾化液滴发生凝并的同时在电场作用下向极板运动，使得烟尘中的颗粒物被捕集在极板，洁净空气从出气烟箱的出口流出。
基于高压电场对液滴的破碎机理，在液滴雾化环境下，研究除尘腔室内的电场特性，定量提出相应的伏安特性曲线及雾化液滴对电流增长贡献的影响，获取较为稳定且最有利于烟尘颗粒物荷电的电场环境和高压电源发生系统的工作模式。
(1)按照图1所示的装置工作流程连接各试验单元；
(2)开启并调试高压电源，确保其处于稳定工作状态；
(3)通过水泵向顶部水箱补水，调节流量控制阀确保在不同工况下形成稳定的液滴流量；
(4)选取特定的极板间距、电晕线间距，设置电场强度和液体流量，获取雾化湿式电除尘器的伏安特性与雾化荷电液滴对电流增长贡献R的影响。
实例1:选取极板间距150mm、电晕线间距150mm、电场强度0kV/cm至5kV/cm、液体流量1.5L/h时,荷电液滴对电流增长贡献R为5％，如表1所示；
表1实例1
Figure BDA0001774378510000041
实例2:选取极板间距200mm、电晕线间距180mm、电场强度0kV/cm至5kV/cm、液体流量1.5L/h时,荷电液滴对电流增长贡献R为20％，如表2所示；
表2实例2
Figure BDA0001774378510000042
实例3:选取极板间距250mm、电晕线间距120mm、电场强度0kV/cm至5kV/cm、液体流量1.5L/h时,荷电液滴对电流增长贡献R为70％，如表3所示；
表3实例3
Figure BDA0001774378510000043
结果表明：该雾化湿式静电除尘器在电场强度2kV/cm至6kV/cm内、供水量达到1.5L/h及以上时，电流提高5％至80％，可以实现液体均匀雾化，如图3所示。
4.2.2雾化湿式电除尘器除尘效率研究的试验步骤
在较小液滴流量、较低电场强度下，实现颗粒物的分级效率较高、凝并特性较优的工作方式，为解决湿式静电除尘工程应用中耗水量大、细颗粒物去除效率低的缺陷提供技术依据。
(1)按照图1所示的装置工作流场连接各试验单元；
(2)开启并调试高压电源，确保其处于稳定工作状态；
(3)通过水泵向顶部水箱补水，调节流量控制阀，确保在不同工况下形成稳定的液体流量；
(4)选取若干种极板间距，采用获取的雾化效果较好、电场特性较为稳定的喷头布局和电源工作方式，将某种工业生产中常见的粉尘通过气溶胶发生器以匀速通向除尘腔室，同时对采样点1和3处气流中的粉尘浓度进行监测，获取细颗粒物的分级效率。以超细滑石粉为例，其各
实例4:选取极板间距100mm、电晕线间距100mm、电场强度3kV/cm、液体流量300ml/m3、颗粒物浓度404mg/m3、烟气处理时间0.83s时,各粒径段颗粒物捕集特性如表4所示；
表4实例4
Figure BDA0001774378510000051
实例5:选取极板间距100mm、电晕线间距100mm、电场强度3kV/cm、液体流量60ml/m3、颗粒物浓度522mg/m3、烟气处理时间1.07s时,各粒径段颗粒物捕集特性如表5所示；
表5实例5
Figure BDA0001774378510000061
实例6:选取极板间距100mm、电晕线间距100mm、电场强度3kV/cm、液体流量210ml/m3、颗粒物浓度1963mg/m3、烟气处理时间4.04s时,各粒径段颗粒物捕集特性如表6所示；
表6实例6
Figure BDA0001774378510000062
结果表明：在较低能耗、较高细颗粒物浓度以及较短烟气处理时间下，该雾化湿式静电除尘器对细颗粒物PM0.5、PM0.6、PM0.7、PM0.8、PM0.9、PM1、PM1.5、PM2和PM2.5的捕集效率有明显提高。
本发明的关键点是：
1、考虑雾化特性和电场特性的雾化湿式静电除尘装置
2、采用液滴雾化技术的湿式静电除尘器捕集细颗粒物的试验方法
3、雾化特性和电场特性对细颗粒物的凝并效果与捕集效率的影响
本发明提出湿式静电除尘器中实现液滴雾化的临界电场特性参数，并且提出湿式静电除尘器雾化特性参数对电流增长的影响规律。

Claims (2)

1.一种雾化湿式静电除尘器，其特征在于：该雾化湿式静电除尘器的供水系统的喷头和高压电极相连接，喷头中的液体通过接触荷电方式获得与高压电极相同种电荷；该雾化湿式静电除尘器包括进气烟箱、连接法兰、除尘区域壳体、阳极板、阴极框架、喷头、绝缘板、输液管、高压引线、接地引线和出气烟箱，烟尘气流通过多孔板均匀地流向雾化湿式静电除尘器内部的阴极框架和阳极板之间；喷头与高压电极相连接，固定在各通道的阴极框架上部、各极板之间，并与输液管相连接，为腔室内提供稳定流水，在高压电场作用下破碎成荷电雾滴；阴极框架上均匀分布若干根放电极，并与腔室外部高压引线相连接，固定在腔室上部和下部的绝缘板之间，以实现绝缘和固定作用；高压电源与接地端分别通过高压引线、接地引线连接到阴极框架和阳极板上，以实现捕集腔室内的高压静电环境和接地状态；捕集腔室内部的颗粒物在与雾化液滴发生凝并的同时在电场作用下向极板运动，使得烟尘中的颗粒物被捕集在极板，洁净空气从出气烟箱的出口流出；
在阴极和阳极板极板间距100mm-300mm、电晕线间距80mm-300mm、电场强度2.5kV/cm至6kV/cm，内供水量达到200ml/m3及以上时，实现液体均匀雾化。
2.根据权利要求1所述的一种雾化湿式静电除尘器，其特征在于：
该雾化湿式静电除尘器的电流增长率与极板间距、电场强度呈正相关的关系；
细颗粒物捕集效率随烟气处理时间增加、电场强度增大而提高，与颗粒物浓度呈负相关关系。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109821655A (zh) * 2019-01-29 2019-05-31 湖南大学 一种新型静电除尘装置
CN113188753A (zh) * 2021-03-16 2021-07-30 云南大学 一种对湿式除尘器内部流场进行实时分析的测试平台

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102179125A (zh) * 2011-01-28 2011-09-14 清华大学 一种烟气除尘方法及装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE354199B (zh) * 1969-09-30 1973-03-05 G Romell
JP3160490B2 (ja) * 1995-02-17 2001-04-25 三菱重工業株式会社 湿式電気集塵装置
US6797035B2 (en) * 2002-08-30 2004-09-28 Ada Environmental Solutions, Llc Oxidizing additives for control of particulate emissions
GB0514000D0 (en) * 2005-07-08 2005-08-17 Scion Sprays Ltd Electrostatic atomiser
JP5040612B2 (ja) * 2007-11-22 2012-10-03 ダイキン工業株式会社 空気浄化装置
US8973851B2 (en) * 2009-07-01 2015-03-10 The Procter & Gamble Company Apparatus and methods for producing charged fluid droplets
CN202052439U (zh) * 2011-03-31 2011-11-30 上海理工大学 一种静电加填料湿式除尘器
CN104162486A (zh) * 2013-05-20 2014-11-26 上海三卿环保科技有限公司 一种荷电喷雾同步去除烟气中二氧化硫及细颗粒物的方法
CN103480263A (zh) * 2013-10-17 2014-01-01 江苏欧超环保科技有限公司 一种预荷电喷淋脱硫除尘装置
CN104437868A (zh) * 2014-11-11 2015-03-25 中国科学院过程工程研究所 一种横向极板绕流式湿式电除尘装置及湿式电除尘方法
CN106140478A (zh) * 2016-08-18 2016-11-23 金广恒环保技术（南京）股份有限公司 一种湿式静电除尘器
CN106694225A (zh) * 2016-12-30 2017-05-24 安徽工业大学 一种脉冲电晕荷电脱除烧结烟气微细颗粒物的装置
CN107726468A (zh) * 2017-11-09 2018-02-23 北京工业大学 智能雨林空气净化加湿器

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102179125A (zh) * 2011-01-28 2011-09-14 清华大学 一种烟气除尘方法及装置

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