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Precipitador electrostático húmedo
Clasificación del precipitador electrostático
Según los diferentes métodos de limpieza, se pueden dividir en precipitador electrostático seco, precipitador electrostático húmedo, colector electrostático de partículas de niebla y precipitador electrostático semihúmedo.
(1) precipitador electrostático secoEl polvo presente en los gases de combustión se captura en estado seco, y el polvo depositado en el panel colector se limpia mediante vibración mecánica y vibración electromagnética.
(2) Precipitador electrostático húmedoPara el polvo recogido por el poste colector de polvo, se rocía agua por desbordamiento o se utiliza el método apropiado para formar una capa de película de agua en la superficie del poste colector de polvo, de manera que el polvo depositado en el colector de polvo y el agua fluyan juntos hacia la parte inferior del colector de polvo para su descarga; este método de limpieza se denomina precipitador electrostático húmedo.
(3) Desempañador electrostático de partículas de niebla: Utilizar un precipitador electrostático para capturar gotas como la niebla de ácido sulfúrico y la niebla de alquitrán, que luego fluyen en estado líquido tras su captura y eliminación.
(4) Precipitador electrostático semihúmedo: ventajas tanto del precipitador electrostático seco como del precipitador electrostático húmedo, existe un precipitador electrostático mixto seco y húmedo, también conocido como precipitador electrostático semihúmedo; el sistema estructural es que el gas de combustión de alta temperatura se descarga primero a través de dos cámaras de eliminación de polvo seco, y luego a través de cámaras de eliminación de polvo húmedo a través de la chimenea.
Clasificación del precipitador electrostático
El precipitador electrostático húmedo (también conocido como colector de polvo eléctrico húmedo) funciona de la siguiente manera:
1. Al comienzo del proceso, la materia particulada con electricidad estática se introduce en el flujo de aire del precipitador electrostático húmedo.
2. El flujo de aire pasa primero por una cámara de pulverización de agua donde el rocío captura y humidifica las partículas presentes en el aire.
3. El rocío adsorbe las partículas del aire a las gotas de agua, lo que las hace más pesadas y hace que se hundan hasta el fondo.
4. Están en contacto con el agua en el tanque de sedimentación inferior, quedando así completamente separados del flujo de aire.
5. El campo electrostático se utiliza para mejorar el efecto de eliminación de polvo. En un precipitador electrostático húmedo, las partículas pulverizadas que un generador electrostático introduce en la cámara de pulverización de agua tienen una carga estática.
6. Las partículas adheridas a las gotas de agua con cargas electrostáticas se adhieren de manera más efectiva a las gotas de agua mediante fuerzas electrostáticas y humectando superficies con concentraciones mucho mayores.
7. Las gotas de agua, tras el tratamiento electrostático, se reabsorben en el tanque de sedimentación, y la concentración de partículas se reduce antes de que el aire pase por el colector de polvo.
8. El aire limpio se libera al ambiente, logrando así el efecto de eliminación de polvo.
El principio de funcionamiento del precipitador electrostático húmedo se basa principalmente en la combinación de la pulverización de agua y el efecto electrostático para separar las partículas del aire y purificarlo eficazmente.
El precipitador electrostático húmedo es un equipo secundario de eliminación de polvo que se añade después de la desulfuración húmeda. Se trata de un equipo novedoso para el tratamiento de partículas finas y micropartículas, utilizado principalmente para eliminar polvo, PM2.5, aerosoles, olores, niebla ácida, gotas de agua y otras sustancias nocivas presentes en los gases húmedos. Es un equipo ideal para el control de la contaminación atmosférica por polvo.
El precipitador electrostático húmedo se compone principalmente de conducto de entrada y salida, cuerpo de la carcasa del precipitador, placa deflectora, rejilla rectificadora, placa colectora de polvo del ánodo, línea del cátodo, caja de aislamiento, sistema de agua de lavado, fuente de alimentación y sistema de control. El tipo de estructura se divide generalmente en dos tipos: de placas y de tubos. La recolección de polvo de placas es muy plana, la formación de la película de agua es buena, la línea de corona se distribuye entre las placas y el cuerpo principal es similar a un precipitador electrostático seco, que puede manejar gases de combustión en movimiento recto o en ángulo. El tubo colector de polvo tubular generalmente es un tubo metálico circular o poligonal en paralelo, con la línea de corona distribuida en el centro, que solo puede manejar humo en movimiento recto. Los componentes externos del precipitador electrostático húmedo son de acero al carbono común y la superficie interna está recubierta para evitar la corrosión. Al instalar el dispositivo, se debe prestar atención a los daños en la superficie interna, especialmente en los puntos de soldadura y las juntas de los componentes.
El precipitador electrostático húmedo tiene dos formas estructurales principales: una utiliza materiales conductores resistentes a la corrosión como colector de polvo, y la otra utiliza agua pulverizada o desbordada para formar una película conductora, empleando materiales no metálicos no conductores como colector de polvo. Por supuesto, también se puede dividir en flujo cruzado y flujo vertical según el flujo de gases residuales. El tipo de flujo cruzado suele tener una estructura de placas, con entrada y salida de gas horizontales. La estructura es similar a la de un precipitador electrostático seco, mientras que el flujo vertical suele tener una estructura tubular, con entrada y salida de gas verticales.
Los precipitadores electrostáticos húmedos se pueden clasificar en de flujo cruzado y de flujo vertical. Con la misma área de sección transversal de ventilación, la eficiencia de eliminación de polvo del precipitador húmedo de flujo vertical duplica la del de flujo cruzado.
Composición del precipitador electrostático húmedo
El precipitador electrostático húmedo (WESP) se compone principalmente del cuerpo de la estructura, el sistema de cátodo, el sistema de ánodo, el sistema de lavado por atomización, el sistema de tratamiento de agua, el sistema de control eléctrico, etc. (véase la figura). El cuerpo del WESP es básicamente el mismo que el de un precipitador electrostático seco, e incluye la bocina de entrada, la bocina de salida, la carcasa, el electrodo de descarga y el bastidor, el aislante del colector, la boquilla de atomización y la tubería.
(1) Sistema de cátodoEl sistema de cátodo se compone de una viga de soporte del cátodo, una línea de cátodo, un peso pesado y un marco inferior del cátodo. El extremo superior de la línea de cátodo cuelga de la viga de soporte del cátodo, y el extremo inferior se combina con la línea de cátodo y el peso pesado. El principio de selección del alambre de cátodo es durabilidad, bajo voltaje de corona, descarga fuerte, alta densidad de corriente de corona, buena rigidez, resistencia a la raíz, fuerte resistencia a la corrosión por iones de cloruro (como los materiales de aleación de plomo-antimonio). La línea dentada se usa generalmente como electrodo de descarga para cumplir con los requisitos de carga de polvo fino. Parámetros de selección de diferentes líneas de cátodo.
(2) Sistema de ánodoEl sistema de ánodo utiliza una estructura especial de placa (tubo) de ánodo para cumplir con los requisitos operativos de pulverización y lavado por atomización. Para el precipitador electrostático húmedo vertical, la mayoría de los sistemas de ánodo actuales utilizan haces de tubos hexagonales de plástico reforzado con fibra de vidrio, conductores e ignífugos, dispuestos como postes de recolección de polvo. El electrodo de panal está compuesto por tubos hexagonales de CFRP con un círculo tangente interno de φ350 mm/360 mm, un espesor de pared de 3 mm y una longitud de 6000 mm, y está suspendido de la viga de soporte del haz de tubos.
(3)Sistema de atomización y lavadoEl sistema de atomización y lavado se instala generalmente en la parte superior del precipitador electrostático húmedo. Las gotas de agua atomizadas ingresan al área de trabajo del precipitador electrostático húmedo WESP con los gases de combustión y, bajo la acción del campo eléctrico, se dirigen al electrodo colector de polvo, formando una película de agua sobre este. Por efecto de la gravedad, las gotas son transportadas al tanque de recolección de agua o a la torre de desulfuración. Las gotas de niebla tienen varios efectos importantes en la eficiencia de la eliminación de polvo del precipitador electrostático.
1. Las gotas de niebla pueden mantener limpio el electrodo de descarga, de modo que la corona sea fuerte: las gotas de niebla golpean el poste colector de polvo para formar continuamente una película de agua delgada y uniforme, que puede evitar el "vuelo secundario" del polvo de baja resistividad específica, ajustar el polvo de alta resistividad específica para evitar el fenómeno "anticorona", evitar que la fuerte viscosidad del polvo se adhiera al electrodo, y es adecuado para recolectar polvo inflamable y explosivo.
2. La gota se rocía directamente sobre el electrodo de descarga y la zona de corona, y el electrodo de descarga también puede funcionar como atomizador. Con la misma fuente de alimentación se puede lograr la descarga de corona, la atomización del agua, la generación de niebla de agua y la carga de partículas de polvo, y se consigue la combinación orgánica de electricidad estática y niebla de agua.
3. Las gotas se rocían directamente sobre el electrodo de descarga, y la carga es alta, lo que puede mejorar enormemente la eficiencia de eliminación de polvo en comparación con la placa de absorción e intercepción por colisión de agua atomizada en el campo eléctrico.
4. Rocíe las gotas sobre el electrodo de descarga y la zona de corona para atomizar aún más la niebla de agua. No hay contacto directo entre la electricidad estática y el dispositivo de pulverización atomizadora, y no existe ningún problema de aislamiento.
5. El electrodo de rebaba puede generar un campo electrostático intenso, posee una buena capacidad de descarga de corona y una sinergia entre la electrostática y las gotas de niebla. Ofrece una alta eficiencia en la eliminación de polvo.
6. Las gotas forman un flujo de agua sobre el poste colector de polvo, de modo que el poste (tubo) colector de polvo se mantiene siempre limpio, eliminando el dispositivo de vibración y evitando la contaminación secundaria causada por la eliminación de polvo en seco debido a la limpieza por vibración.
(4) Sistema de tratamiento de agua: El sistema de tratamiento de agua incluye un tanque de agua de circulación, una bomba de agua de circulación, un tanque de drenaje, una bomba de drenaje, un tanque de almacenamiento de álcali, una bomba dosificadora de álcali, un tanque de agua industrial, una bomba de agua industrial y las tuberías correspondientes. Después de la pulverización y el espolvoreo, el líquido recogido se almacena primero en el tanque de drenaje, luego se agrega a la solución de NaOH para ajustar el valor de pH y luego se descarga al sistema de desulfuración como agua suplementaria. El agua sobrante se desborda al tanque de circulación a través del tanque de drenaje. El agua de circulación en el tanque de agua de circulación se configura con un valor de pH de 8 a 10 mediante la adición de agua industrial y lejía, que se utiliza como agua de circulación del precipitador electrostático húmedo y se recircula a la boquilla atomizadora. El agua perdida por descarga externa se repone con agua industrial.
(5) Sistema de control eléctricoEl sistema de control eléctrico del precipitador electrostático húmedo WESP consta de dos partes: un sistema de control de baja tensión y un sistema de control de alta tensión. La carga eléctrica incluye principalmente el cuerpo del precipitador WESP, el dispositivo de calentamiento de la caja aislada, la bomba de agua, etc. El sistema de control de baja tensión se utiliza para el control de la distribución de energía del calentador de la caja aislada y está equipado con un sistema de control PLC, que se utiliza para automatizar el calentador de la caja aislada, de modo que la temperatura de la caja aislada se mantenga siempre entre 100 y 120 ℃. El sistema de control de alta tensión se compone principalmente de un armario de control de alta tensión y un generador de alta tensión, que proporciona energía al dispositivo de electrodo corona para formar un campo corona y lograr una purificación profunda de los gases de combustión.
En resumen, los componentes del precipitador electrostático húmedo son complejos y diversos, y cada uno desempeña un papel importante. La unidad de precipitación electrostática, el sistema de circulación de agua, el sistema de ventilación y el sistema de control cooperan entre sí para lograr la eliminación de polvo y la purificación del aire. El trabajo conjunto de estos componentes convierte al precipitador electrostático húmedo en un equipo de control de la contaminación atmosférica eficiente y fiable.
Principio de funcionamiento del precipitador electrostático
El principio de funcionamiento del precipitador electrostático consiste en utilizar un campo eléctrico de alto voltaje para ionizar los gases de combustión. El polvo cargado en la corriente de aire se separa de esta bajo la acción del campo eléctrico. El electrodo negativo, compuesto de alambre metálico con diferentes secciones transversales, se denomina electrodo de descarga. El electrodo positivo, compuesto de placas metálicas de diferentes formas geométricas, se denomina electrodo colector de polvo. El rendimiento del precipitador electrostático se ve afectado por tres factores: las propiedades del polvo, la estructura del equipo y la velocidad de los gases de combustión. La resistividad del polvo es un índice para evaluar la conductividad eléctrica, que influye directamente en la eficiencia de la eliminación de polvo. Si la resistividad es demasiado baja, las partículas de polvo difícilmente se adhieren al electrodo colector, lo que provoca que regresen a la corriente de aire. Si la resistividad es demasiado alta, la carga de las partículas de polvo que llega al electrodo colector no se libera fácilmente, y el gradiente de voltaje entre las capas de polvo provoca descargas locales. Estas condiciones reducen la eficiencia de la eliminación de polvo.
La fuente de alimentación del precipitador electrostático se compone de una caja de control, un transformador elevador y un rectificador. La tensión de salida de la fuente de alimentación influye considerablemente en la eficiencia de la eliminación de polvo. Por lo tanto, la tensión de funcionamiento del precipitador electrostático debe mantenerse por encima de 40 a 75 kV, o incluso 100 kV.
En comparación con otros equipos de desempolvado, el precipitador electrostático consume menos energía y ofrece una alta eficiencia en la eliminación de polvo. Es adecuado para eliminar partículas de polvo de 0,01 a 50 μm en los gases de combustión y puede utilizarse en entornos con alta temperatura y presión de dichos gases. La experiencia demuestra que, a mayor volumen de gas tratado, menor es el coste de inversión y de operación del precipitador electrostático.
Factores que afectan al rendimiento del precipitador electrostático
El rendimiento del precipitador electrostático se ve afectado por tres factores: las propiedades del polvo, la estructura del equipo y la velocidad de los gases de combustión. La resistividad del polvo es un indicador de su conductividad eléctrica, que influye directamente en la eficiencia de la eliminación de polvo. Si la resistividad es demasiado baja, las partículas de polvo tienen dificultades para permanecer en el electrodo colector, lo que provoca que regresen a la corriente de aire. Si la resistividad es demasiado alta, la carga de las partículas de polvo que llega al electrodo colector no se libera fácilmente, y el gradiente de voltaje entre las capas de polvo provoca descargas locales. Estas condiciones reducen la eficiencia de la eliminación de polvo. El precipitador electrostático es adecuado para el tratamiento de gases con concentraciones de polvo relativamente bajas; para problemas de alta concentración de polvo, se deben considerar otros equipos de eliminación de polvo.
1. Condensación: Si la condensación se produce al controlar las propiedades termodinámicas del flujo de gas, las partículas pueden actuar como núcleos de crecimiento en el proceso de condensación. Las partículas recubiertas de líquido quedan atrapadas con mayor facilidad por el importante mecanismo de atrapamiento descrito anteriormente. La condensación se suele obtener condensando el vapor condensado a una presión menor y luego a una mayor, introduciendo vapor en el flujo saturado o enfriando directamente el flujo.
2. Obstrucción: Si una partícula pequeña se mueve alrededor de un obstáculo en el fluido, puede entrar en contacto con él debido a su tamaño físico relativamente grande. Esto también ocurre en la interacción entre partículas de polvo y gotitas.
3. Impacto inercial: Si las partículas se encuentran en el flujo de gas, al encontrarse este con un obstáculo, la inercia hará que las partículas atraviesen el flujo de gas alrededor del obstáculo, y algunas impactarán contra él. La probabilidad de que esto ocurra depende de varias variables, en particular de la magnitud de la inercia de las partículas y del tamaño del obstáculo (en el caso de los precipitadores húmedos, el obstáculo es la gota). En un colector de polvo, el impacto inercial se genera entre partículas de polvo y gotas relativamente grandes.
4. Carga electrostática: Cuando existen diferentes cargas electrostáticas entre partículas y gotas, la combinación de partículas de polvo y gotas resulta más eficaz. El depurador electrostático utiliza este mecanismo para potenciar la atracción entre el polvo y las gotas de agua, mejorando así la eficiencia de la recolección de polvo.
5. Difusión: Las partículas pequeñas con un tamaño aerodinámico inferior a 0,3 μm (gravedad específica de 1) son importantes para la difusión, ya que su pequeña masa difícilmente produce impacto inercial y su pequeño tamaño físico dificulta su bloqueo. El proceso por el cual las partículas pequeñas se mueven de áreas de alta concentración a áreas de baja concentración se denomina difusión. La difusión es importante como resultado de la actividad browniana, el movimiento aleatorio de partículas diminutas al colisionar con las moléculas de gas circundantes y otras partículas. Cuando estas partículas quedan atrapadas en una gota, la concentración de partículas en el área cercana a la gota disminuye, y otras partículas se mueven nuevamente del área de alta concentración al área de baja concentración cercana a la gota.
Mantenimiento diario del precipitador electrostático
1. Monitoree rigurosamente la tensión primaria, la corriente primaria, la tensión secundaria y la corriente secundaria del dispositivo de alimentación. Registre los datos una vez cada hora.
2. Monitorear el aumento de temperatura de la rectificación de silicio de alto voltaje, la temperatura del aceite no debe exceder los 80 °C, no debe haber ruido anormal ni fenómenos de descarga anormales en la red de salida de alto voltaje.
3. Cada incubadora y calentador de tolva de cenizas funciona con normalidad.
4. Los dispositivos de control del armario de control funcionan con normalidad.
5. El funcionamiento del sistema de descarga de cenizas debe ser comprendido cada hora.
6. Compruebe con frecuencia que la tasa de chispas se encuentre dentro del rango especificado; si se detecta que no cumple con los requisitos, debe ajustarse a tiempo para que el colector de polvo funcione correctamente.
7. Cuando el colector de polvo y el equipo auxiliar fallen o funcionen incorrectamente durante el funcionamiento normal, el operador deberá ir inmediatamente a confirmar el punto de falla, analizar la causa y contactar para su tratamiento después de recibir la notificación de alarma.
8. Cada turno debe realizar una inspección exhaustiva del equipo del precipitador electrostático, y hacer un buen trabajo de limpieza dentro de la jurisdicción del puesto, registrar en detalle la situación anormal y los defectos del equipo ocurridos en el funcionamiento del turno, y hacer un buen trabajo de traspaso de turno.
9. El motor, el reductor, el cojinete y todas las piezas móviles externas deben revisarse dos veces por turno, cada punto de lubricación debe revisarse regularmente, si es necesario, se debe aumentar el aceite o la grasa lubricante.
10. Compruebe si la silicona utilizada para el secado está descolorida y, en caso afirmativo, reemplácela a tiempo.
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