低低温电除尘器对除尘效率的影响精品资料Word格式文档下载.docx
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电除尘;
除尘效率
当前,随着工业化、城镇化深入推进,我国大气污染形势严峻。
为切实改善空气质量,国务院相继出台了“大气污染防治十条措施”和《大气污染防治行动计划》。
在此形势下,我国各工业大气污染物的排放标准也越来越严格,例如,火电厂烟尘排放的限值越来越低,如表1。
在此情况下,必然要求除尘器的除尘效率越来越高,这给电除尘技术带来了挑战(大部分火电厂采用电除尘)。
为满足新标准,国内大部分现役电除尘器均须提效改造,目前可采用的提效改造技术有:
电除尘器扩容、低低温电除尘、湿式电除尘、旋转电极式电除尘、高频高压电源、电袋复合除尘等。
其中,低低温电除尘是在电除尘器上游设置热回收装置,降低入口烟气温度,从而降低粉尘比电阻,减少烟气量,降低烟气流速,增加粉尘在电场的停留时间,提高比集尘面积,除尘效率得到提高[4]。
然而,目前对于低低温电除尘器提高除尘效率的量化试验研究较少(不同烟气温度下),本文基于福建龙净环保股份有限公司的新型多功能除尘试验台,通过研究除尘器入口烟气温度变化对除尘效率的影响,为低低温电除尘器提高除尘效率的研究和应用提供基础数据支持,并初步探讨提效机理,为低低温电除尘的选型、应用条件优化及开展深化研究奠定基础。
1试验部分
1.1试验装置、仪器
(1)新型多功能试验除尘器:
为福建龙净环保股份有限公司自行设计、制造、安装的多功能除尘试验设备,主要包括:
电除尘器、布袋除尘器、高低压控制柜、硅整流变压器、空气压缩机、加热装置、给料装置、加湿器、浊度仪、风机、视频监控,以及流量、压力、温度、湿度测试等,见图1和图2。
整个系统可以分为:
给粉系统、电加热系统、湿度控制系统、风机系统、电除尘系统及控制系统。
该装置在系统集成、发尘定量、湿度控制、尘量计重和视频摄像等方面具有独创性。
(2)烟尘采样仪:
采用TH-880F型微电脑烟尘平行采样仪(武汉市天虹仪表有限责任公司),利用皮托管平行自动跟踪原理等速采样粉尘样品,同步采集试验除尘器入、出口粉尘,并在105℃下烘干(2h),后放入干燥器冷却至室温,用万分之一天平称重、恒重。
根据入、出口烟道的烟气静压、动压、全压、烟温及采样体积,计算烟气流量、粉尘浓度、本体漏风率及除尘效率等[5]。
1.2试验方法
本试验在保持其他试验条件相对恒定的条件下,如试验除尘器入口粉尘浓度、烟气含湿量等,通过设置不同的入口烟气温度(分别为约90℃和约70℃),并设置不同的烟气流量(分别为约3500m3/h、4500m3/h和5500m3/h),测定试验除尘器的除尘效率,对比分析,研究入口烟气温度变化对除尘效率的影响规律及影响因素。
入、出口烟气温度由安装于入、出口烟道上的热电偶测得;
烟气湿度直接由安装于试验除尘器的湿度传感仪测得,实验过程中可实时记录烟气湿度,并根据测量数据实时反馈调整,以维持稳定状态;
烟气流量根据除尘器的尺寸、断面风速测得。
1.3结果表示、计算
粉尘浓度:
C=mVsnd×
1000
(1)式中:
C―实测粉尘浓度,g/m3或mg/m3;
m―所采集的粉尘质量,mg;
Vsnd―烟气标干采样体积,DNL。
除尘效率:
η=Ci-(1+Δα)CoCi×
100%
(2)式中:
η―除尘效率,%;
Ci、Co―入、出口粉尘浓度,mg/DNm3;
�Sα―本体漏风率,%。
其中,本体漏风率:
Δα=Qsnd.o-Qsnd.iQsnd.i×
100%(3)式中:
�Sα―本体漏风率,%;
Qsnd.o―出口标干烟气流量,DNm3/h;
Qsnd.i―入口标干烟气流量,DNm3/h。
除尘器出口粉尘浓度、除尘效率随入口烟气流量(风量)变化的趋势判断,采用秩相关分析(Spearmancorrelationanalysis)的方法,此统计分析在SPSS10.0软件上进行。
2结果与讨论
2.1高入口烟气温度下试验结果
如表2,当控制试验除尘器入口烟气温度在86℃~90℃、烟气含湿量为1.44%~1.52%、入口粉尘浓度为1.635g/m3~2.158g/m3,入口风量分别为3400、4419、5490DNm3/h时,除尘器出口粉尘浓度随入口风量增加而增加(秩相关分析:
相关系数r=0.999,p=0.03),除尘效率随之降低(秩相关分析:
相关系数r=0.985,p=0.05)。
2.2低入口烟气温度下试验结果
如表3,当控制试验除尘器入口烟气温度在67℃~68℃、烟气含湿量为1.46%~1.65%、入口粉尘浓度为1.705g/m3~1.757g/m3,入口风量分别为3522、4527、6009DNm3/h时,如同高入口烟气温度下试验结果,除尘器出口粉尘浓度也随入口风量增加而增加(秩相关分析:
相关系数r=0.992,p=0.04),除尘效率也随之降低(秩相关分析:
相关系数r=0.986,p=0.005)。
2.3对比分析
高、低入口烟气温度下试验除尘器的除尘效率对比如图3,可知:
(1)在烟气含湿量、入口粉尘浓度均相对恒定的情况下,除尘效率均随入口风量增加而降低。
(2)在相同入口风量下,低入口烟气温度下除尘效率均显著高于高入口烟气温度,充分证实了低低温电除尘器可提高除尘效率。
(3)随着入口风量增加,低入口烟气温度相比于高入口烟气温度下,除尘效率提高的程度更为显著。
入口风量3500m3/h时,低入口烟气温度下除尘效率约提高1.25%;
4500m3/h时,除尘效率约提高6.54%;
5500m3/h时,约提高8.98%。
据文献[6]、[7],当烟气温度从86℃~90℃降至67℃~68℃时,粉尘比电阻从1012~1013Ω•cm降至1010~1011Ω•cm,粉尘比电阻正好在反电晕临界值以内,产生反电晕的概率降低,粉尘荷电性能提高,从而有利于提高电除尘效率。
当烟气温度从86℃~90℃降至67℃~68℃时,烟气体积流量可减少约10%,电场风速降低,粉尘在电场的停留时间延长,除尘效率将得到提高[8]。
烟气温度降低后,烟气中粉尘颗粒及气体分子热运动能力减弱,气体的黏滞性减小,从而导致粉尘的电迁移速度增大,即荷电粉尘驱进速度变快,有利于提高粉尘的捕集效率[9-10]。
结合本试验,随着入口风量增加,低入口烟气温度下,除尘效率提高的程度更为显著。
可见,烟气温度降低后,电场风速降低,粉尘在电场的停留时间延长,除尘效率得到提高的效应更为显著,此可能为低低温电除尘提效的主要机理。
3结论
(1)通过量化试验研究,证实在低入口烟气温度下(67℃~68℃),除尘器的除尘效率显著高于高入口烟气温度(86℃~90℃),除尘器出口粉尘浓度显著降低,为低低温电除尘器提高除尘效率的研究和应用提供了基础数据支持。
(2)随着入口风量增加,低低温电除尘器提高除尘效率的程度更为显著,表明烟气温度降低后,因粉尘在电场的停留时间延长而提高除尘效率的效应更为显著,此可能为低低温电除尘提效的主要机理,尚需进一步研究证实。
参考文献:
[1]国家环境保护总局.GB13223-1996火电厂大气污染物排放标准[S].北京:
中国标准出版社.
[2]国家环境保护总局,国家质量监督检验检疫总局.GB13223-2003火电厂大气污染物排放标准[S].北京:
[3]环境保护部,国家质量监督检验检疫总局.GB13223-2011火电厂大气污染物排放标准[S].北京:
[4]郦建国,郦祝海,何毓忠,等.低低温电除尘技术的研究及应用[J].中国环保产业,2014(3):
28-34.
[5]国家质量监督检验检疫总局.GB/T13931-2002电除尘器性能测试方法[S].北京:
[6]尹连庆,王晶.粉尘比电阻对电除尘的影响及改进措施研究[J].电力环境保护,2009,25(5):
34-37.
[7]王建峰,李艳,张杨,等.300MW燃煤机组低低温除尘与电袋复合除尘技术经济性分析[J].中国电力,2015,48(8):
17-20.
[8]熊桂龙,李水清,陈晟,等.增强PM2.5脱除的新型电除尘技术的发展[J].中国电机工程学报,2015,35(9):
2217-2223.
[9]郭士义,丁承刚.低低温电除尘器的应用及前景[J].装备机械,2011
(1):
69-73.
[10]赵海宝,郦建国,何毓忠,等.低低温电除尘关键技术研究与应用[J].中国电力,2014,47(10):
117-121.
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