低低温电除尘器对除尘效率的影响范文

《环保科技杂志》2016年第6期

摘要:

采用新型多功能试验除尘器，模拟工况条件下，开展低低温电除尘器对除尘效率影响的量化试验研究。结果证实，在低入口烟气温度下(67℃～68℃)，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。试验结果显示，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，表明入口烟气温度降低后，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，需进一步研究证实。

关键词:

低低温;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;⊿α—本体漏风率，%。其中，本体漏风率:Δα=Qsnd．o－Qsnd．iQsnd．i×100%(3)式中:⊿α—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:中国标准出版社．

［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:中国标准出版社．

［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:中国标准出版社．

［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.

作者:黄金菊 陆春媚 陈勇 杨丁 刘锡尧 单位:龙岩市产品质量检验所 福建龙净环保股份有限公司