電袋復(fù)合除塵器模型試驗(yàn)研究

尤燕青

（福建龍凈環(huán)保股份有限公司，國(guó)家環(huán)境保護(hù)電力工業(yè)煙塵治理工程技術(shù)中心，福建 龍巖 364000）

電袋復(fù)合除塵器是在一個(gè)箱體內(nèi)緊湊地安裝電場(chǎng)區(qū)和濾袋區(qū)，有機(jī)結(jié)合電除塵和袋除塵兩種機(jī)理的一種新型除塵器[1]，具有低排放、運(yùn)行可靠、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)[2]。作為新型除塵裝備，電袋復(fù)合除塵器已廣泛應(yīng)用于電力、化工、建材等行業(yè)，并取得了不少成功的工程應(yīng)用，但其技術(shù)研究仍處于初始階段，尚缺乏對(duì)技術(shù)機(jī)理的基礎(chǔ)研究。

阻力是衡量電袋復(fù)合除塵器性能的重要指標(biāo)之一，目前電袋復(fù)合除塵器的阻力主要依賴運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估[3]。從電袋復(fù)合除塵器的實(shí)際工程應(yīng)用可以發(fā)現(xiàn)，運(yùn)行參數(shù)中的粉塵濃度及過(guò)濾風(fēng)速對(duì)阻力的影響明顯。本文通過(guò)在自主設(shè)計(jì)搭建的電袋復(fù)合除塵器模型上開(kāi)展試驗(yàn)研究，考察除塵器入口粉塵濃度、過(guò)濾風(fēng)速對(duì)電袋復(fù)合除塵器的電區(qū)除塵效率及整機(jī)阻力的影響，為工程設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供參考依據(jù)。

1 試驗(yàn)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/h3>

電袋復(fù)合除塵器模型由粉塵喂料裝置、除塵器本體、風(fēng)機(jī)、管道和測(cè)試儀器等構(gòu)成，設(shè)計(jì)煙氣量為4000m3/h，模型長(zhǎng)3.78m、寬1.6m、高5.46m。除塵器內(nèi)前端為單列單室電區(qū)，共一個(gè)電場(chǎng)，陰、陽(yáng)極采用BE板和針刺線搭配形式，電場(chǎng)通道數(shù)為3，電場(chǎng)有效長(zhǎng)度0.9m、有效寬度1.2m，極板間距400mm、極板有效高度2.0m，總集塵面積為10.8m2；后端為袋區(qū)?？紤]到氣流分布問(wèn)題，將濾袋區(qū)設(shè)置為階梯形式，共一個(gè)室，前后部分分別布置長(zhǎng)度為1.5m和2.0m濾袋，袋區(qū)總過(guò)濾面積為40m2。在清灰方式上，前級(jí)電區(qū)采用陰、陽(yáng)極頂部電磁錘振打方式；后級(jí)袋區(qū)采用脈沖噴吹清灰方式。試驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵?jiàn)圖1。

圖1 電袋復(fù)合除塵器試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

1.2 試驗(yàn)粉塵

試驗(yàn)用粉塵來(lái)自廈門市嵩嶼電廠的Ⅱ級(jí)煤粉灰，粒徑分布如圖2所示。

圖2 試驗(yàn)粉塵粒徑分析

1.3 試驗(yàn)方法

啟動(dòng)離心風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)前端的閥門，改變吸入的空氣量。粉塵裝入喂料裝置的漏斗內(nèi)，通過(guò)改變插板閥開(kāi)度改變粉塵的喂入量，并保證下料均勻。含塵氣體進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)后，在電場(chǎng)作用下，大部分粉塵被收集下來(lái)，余下小部分荷電粉塵進(jìn)入后端的袋場(chǎng)區(qū)，經(jīng)濾袋過(guò)濾后從煙囪排出。

在試驗(yàn)過(guò)程中，投入粉塵后，通過(guò)增減袋區(qū)濾袋數(shù)量改變?cè)囼?yàn)過(guò)濾風(fēng)速，通過(guò)調(diào)節(jié)粉塵的喂入量及喂入時(shí)間改變進(jìn)入入口濃度，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)并進(jìn)行計(jì)算分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 電區(qū)除塵效率

電袋復(fù)合除塵器的電區(qū)和電除塵器都是根據(jù)靜電除塵原理而設(shè)計(jì)的，但電袋復(fù)合除塵器是在同一箱體內(nèi)同時(shí)安裝電區(qū)和袋區(qū)，將靜電除塵和過(guò)濾除塵兩種除塵技術(shù)有機(jī)復(fù)合的除塵設(shè)備，其電區(qū)與電除塵器相比，在本體結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵件的要求以及所實(shí)現(xiàn)的功能方面都存在差異[1]。電袋復(fù)合除塵器的電區(qū)可收集煙氣中約80%的粉塵，余下約20%粉塵由袋區(qū)脫除，大大降低了袋區(qū)工作負(fù)荷，避免了大量粗顆粒粉塵對(duì)濾袋的沖刷損壞，延長(zhǎng)了濾袋使用壽命[4]。電區(qū)保持較高的除塵效率，可確保電袋復(fù)合除塵器的長(zhǎng)期穩(wěn)定低排放。為此有必要開(kāi)展電區(qū)除塵效率的影響試驗(yàn)研究，探尋電區(qū)高效除塵的影響因素。

依托電袋復(fù)合除塵器模型，當(dāng)風(fēng)量一定時(shí)，采用常規(guī)高壓硅整流電源且保持二次電壓為60kV，改變除塵器入口粉塵濃度及過(guò)濾風(fēng)速。測(cè)定電區(qū)出口粉塵濃度（即袋區(qū)入口粉塵濃度）并計(jì)算電區(qū)除塵效率如圖3、圖4所示。

圖3 入口粉塵濃度與電區(qū)除塵效率的關(guān)系

圖4 過(guò)濾風(fēng)速與電區(qū)除塵效率的關(guān)系

由圖3、圖4可以看出，當(dāng)入口粉塵濃度和過(guò)濾風(fēng)速變化較大時(shí)，電區(qū)的除塵效率保持在80%左右，且波動(dòng)幅度較小，說(shuō)明電袋復(fù)合除塵器電區(qū)除塵效率受入口粉塵濃度和過(guò)濾風(fēng)速的影響不大，試驗(yàn)結(jié)果符合多依奇效率公式的規(guī)律。

2.2 入口粉塵濃度與阻力的關(guān)系

調(diào)節(jié)過(guò)濾風(fēng)速在1.4m/min工況下，通過(guò)改變投料量和投料時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)入口粉塵濃度，在不同的入口粉塵濃度下測(cè)得試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)出口壓差，計(jì)算模型整機(jī)阻力值，得出入口粉塵濃度與整機(jī)阻力關(guān)系如圖5所示。

圖5 不同入口粉塵濃度下整機(jī)阻力變化

由圖5可知，入口粉塵濃度對(duì)阻力影響顯著，隨著入口粉塵濃度的增加，阻力增長(zhǎng)率增大，即阻力上升速度隨著入口粉塵濃度的增加而加快。這是因?yàn)楹瑝m氣體通過(guò)濾料時(shí)，粉塵被阻留在濾料的表面，相互之間搭接形成粉塵層，而隨著投料時(shí)間的增加，濾袋表面的粉塵層越積越厚，除塵器的阻力也逐漸增大。

2.3 過(guò)濾風(fēng)速與阻力關(guān)系

調(diào)節(jié)試驗(yàn)投料量及投料時(shí)間，保持入口粉塵濃度一定，同時(shí)通過(guò)增減袋區(qū)濾袋數(shù)量改變?cè)囼?yàn)過(guò)濾風(fēng)速，記錄不同過(guò)濾風(fēng)速下整機(jī)阻力的變化。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可得過(guò)濾風(fēng)速與整機(jī)阻力關(guān)系如圖6。

圖6 不同過(guò)濾風(fēng)速下整機(jī)阻力變化

從圖6可知，當(dāng)入口粉塵濃度一定時(shí)，整機(jī)阻力隨袋區(qū)過(guò)濾風(fēng)速增大而增大；當(dāng)過(guò)濾風(fēng)速太大時(shí)，阻力增長(zhǎng)明顯變快。這是因?yàn)殡S著過(guò)濾風(fēng)速增大，除塵器處理的煙氣量增大，相同的入口粉塵濃度下，即除塵器處理的粉塵量增大，單位時(shí)間內(nèi)除塵器內(nèi)部由于積灰產(chǎn)生的阻力變大，引起整機(jī)阻力的增大，因此電袋復(fù)合除塵器設(shè)計(jì)選型時(shí)，其過(guò)濾風(fēng)速不宜太大。

3 結(jié)論

（1）對(duì)于電袋復(fù)合除塵器而言，除塵器入口粉塵濃度及過(guò)濾風(fēng)速的大小對(duì)電區(qū)除塵效率的影響不大，這與電除塵器一致，這也說(shuō)明了電袋復(fù)合除塵器保留了電除塵器的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)電區(qū)除去大部分粉塵，為袋區(qū)營(yíng)造了良好的低濃度工作環(huán)境，保護(hù)了濾袋。

（2）隨著入口粉塵濃度的增大，電袋復(fù)合除塵器整機(jī)阻力呈上升趨勢(shì)，并且粉塵濃度越大，阻力上升速度越快。

（3）過(guò)濾風(fēng)速對(duì)電袋復(fù)合除塵器整機(jī)阻力影響較大，過(guò)濾風(fēng)速越大，阻力上升越快。