傳統電除塵器存在的問題包括: (1) 干式電除塵器清灰時會產生二次揚塵; (2)干式電除塵器不適合去除含塵氣體中的氮氧化物與硫氧化物 ,因為在干式電除塵器中氮氧化物與硫氧化物通常以酸性氣溶膠的形式被去除 ,而進入干式電除塵器的含塵氣體的溫度一般都比較高 ,不利于氣溶膠的形成; (3)由于直徑 0. 1～2. 0μm 的粉塵顆粒的內部荷電機理的局限性 ,干式除塵器對這個范圍的顆粒的捕集效率不高。(4)濕式電除塵器避免了二次揚塵問題 ,但由于液體的表面張力作用及收塵極板表面不會絕對平滑(存在凹凸) ,使得自集塵極上部流下的水流不能均勻分布在極板上 ,集塵極上容易形成局部干燥區 ,產生局部電阻 ,導致反電暈的產生 ,破壞了電場的穩定; (5)濕式電除塵器集塵極存在腐蝕問題 ,采取防腐措施導致了較高的投資成本。針對傳統電除塵器的以上缺點 ,美國俄亥俄大學經過多年的研究 ,研發出了膜電除塵器。

 膜電除塵器成功地解決了干式及濕式電除塵器存在的一些問題 ,進一步提高了電除塵器的除塵效率 ,并提高了電除塵器脫硫脫硝的能力。

1 結構與特點

 膜電除塵器與傳統電除塵器在結構上的區別是:膜電除塵器利用炭纖維或硅纖維編織膜作為集塵極 ,代替了傳統電除塵器中的金屬集塵極。纖維膜應具有質輕、 抗拉強度大及抗腐蝕等特點。不能導電的材料,如硅纖維編織膜等 ,不能用作干式膜電除塵器的集塵極。美國俄亥俄大學在實驗室內利用膜電除塵器及傳統電除塵器模型進行了一系列除塵實驗。實驗所用膜為炭纖維膜或硅纖維膜 ,膜的厚度為0. 5～1 mm ,每平方米的重量為 0. 5 kg。由于實驗用的電除塵器模型的集塵極的表面積比工業用電除塵器小的多 ,除塵效率也就低的多 ,所以在實驗室中同時利用膜電除塵器及傳統電除塵器模型進行實驗 ,兩者的實驗條件、 設備參數完全相同,這樣就可以利用實驗得到的數據比較膜電除塵器與傳統電除塵器的除塵性能。

干式膜電除塵器的性能

 實驗結果表明,干式膜電除塵器與傳統干式電除塵器的除塵效率基本相同。但用纖維膜作為集塵極時大大減輕了電除塵器的重量 ,而且纖維膜集塵極的成本遠低于金屬集塵極的成本。

濕式膜電除塵器的性能

 濕式膜電除塵器工作時 ,溢流水從集塵極的頂部均勻快速流下 ,在集塵極的表面形成一層水膜 ,水膜的厚度可以通過改變膜頂部溢流水的流速來控制。由于集塵極是炭纖維或硅纖維編織膜 ,因此水流通過毛細作用 ,很均勻地分布在膜的表面,在收集灰塵時不會出現局部干燥區 ,避免了局部電阻及反電暈的形成 ,加強了極間電流的穩定性。

 纖維膜用作濕式電除塵器的集塵極時 ,與傳統濕式電除塵器相比具有以下優點: (1) 提高了對粉塵顆粒的去除效率 ,尤其是在處理細粉塵顆粒時,去除效果更好; (2)通過毛細作用 ,水流能使濕式膜電除塵器的纖維膜表面得到充分的潤濕 ,酸性鹽會溶解到纖維膜表面的水膜中(比如對硫酸氨有較好的去除效果) ,這樣濕式膜電除塵器在去除粉塵的同時又具有脫硫脫硝的功能; (3)在集塵極獲得同樣均勻的水膜 ,濕式膜電除塵器的用水量與傳統濕式電除塵器相比大大較少。

 利用纖維膜做集塵極時 ,與金屬集塵極相比不僅價廉 ,而且質輕 ,這樣就大大降低了電除塵器的成本和重量。同時 ,纖維膜采用抗腐蝕材料制作 ,解決了傳統電除塵器集塵極存在的腐蝕問題。

2 纖維膜的特點

美國俄亥俄大學通過一系列實驗對不同材料纖維膜的電阻性、 抗腐蝕性、 潤濕性、 抗燃燒性及機械強度進行了測試 ,結果表明由炭纖維、聚丙烯、聚四氟乙烯及硅纖維編織的膜可以替代金屬板作為集塵極 ,它們具有投資少、機械強度高、
 抗高溫與耐腐蝕等優點。經過粗略計算 ,利用纖維膜作為集塵極的費用為 5～10 ＄/ m2,而利用鎳合金作為集塵極的費用大約是 100 ＄ / m2。

 在 CedarSprings 工廠進行的實驗中對聚丙烯膜的破裂強度進行了測試 ,電除塵器在經過5000個 h 的實際運行后 ,測得 6 個樣本聚丙烯膜的破裂強度分別是 1953、 2588、 2295、 2344、 2344和2490 kg/ m2,而新聚丙烯膜的平均破裂強度為2221 kg/ m2。可見聚丙烯膜的破裂強度在實際生產操作中并沒有降低。

 膜表面有水膜流動時 ,水流方向受膜表面的纖維編織方式的影響 ,由于毛細作用的存在 ,水流會沿織物表面間隙流動。因此 ,所選用纖維膜表面的纖維編織方式應該能夠保證水流沿垂直方向向下流動。

 當然 ,膜材料的選取要根據具體的情況而定 ,比如要考慮被處理煙氣的溫度及其化學組成等 ,這樣才能選到最合適的材料。

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