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Precipitatore elettrostatico a umido
Funzionamento del precipitator elettrostatico
In base ai diversi metodi di pulizia, si possono distinguere precipitatori elettrostatici a secco, precipitatori elettrostatici a umido, collettori elettrostatici a nebulizzazione e precipitatori elettrostatici semi-umidi.
(1) Precipitatore elettrostatico a secco: la polvere presente nei fumi di combustione viene catturata allo stato secco, e la polvere depositata sul pannello di raccolta viene rimossa mediante vibrazioni meccaniche e vibrazioni elettromagnetiche.
(2) Precipitatore elettrostatico a umidoPer la polvere raccolta dal palo di raccolta, si può spruzzare acqua in eccesso o utilizzare un metodo appropriato per formare uno strato di pellicola d'acqua sulla superficie del palo di raccolta, in modo che la polvere depositata sul collettore e l'acqua scorrano insieme verso la parte inferiore del collettore per essere scaricate; questo metodo di pulizia è chiamato precipitazione elettrostatica a umido.
(3) particelle di nebbia antiappannante elettrostaticoUtilizzare un precipitator elettrostatico per catturare goccioline come la nebbia di acido solforico e la nebbia di catrame, che poi, una volta catturate, defluiscono allo stato liquido e vengono rimosse.
(4) precipitatore elettrostatico semi-umido: presenta vantaggi sia per i precipitatori elettrostatici a secco che per quelli a umido; esiste anche un precipitator elettrostatico misto secco-umido, noto anche come precipitator elettrostatico semi-umido; il sistema strutturale prevede che i gas di scarico ad alta temperatura vengano prima scaricati attraverso due camere di rimozione delle polveri a secco e poi attraverso camere di rimozione delle polveri a umido tramite il camino.
Funzionamento del precipitator elettrostatico
Il precipitator elettrostatico a umido (noto anche come depuratore di polveri elettrico a umido) funziona nel seguente modo:
1. All'inizio del processo, il particolato con carica elettrostatica viene immesso nel flusso d'aria del precipitator elettrostatico a umido.
2. Il flusso d'aria passa prima attraverso una camera di nebulizzazione dell'acqua, dove lo spruzzo cattura e umidifica le particelle presenti nell'aria.
3. Lo spruzzo assorbe le particelle dall'aria e le fa aderire alle goccioline d'acqua, rendendole pesanti e facendole affondare sul fondo.
4. Sono a contatto con l'acqua nella vasca di sedimentazione inferiore, risultando quindi completamente separati dal flusso d'aria.
5. Il campo elettrostatico viene utilizzato per migliorare l'effetto di rimozione della polvere. In un precipitator elettrostatico a umido, le particelle nebulizzate utilizzate da un generatore elettrostatico nella camera di nebulizzazione dell'acqua sono cariche elettrostaticamente.
6. Le particelle attaccate alle gocce d'acqua con cariche elettrostatiche aderiscono in modo più efficace alle gocce d'acqua grazie alle forze elettrostatiche e alla bagnatura delle superfici con concentrazioni notevolmente maggiori.
7. Le goccioline d'acqua, dopo il trattamento elettrostatico, vengono riassorbite nel serbatoio di sedimentazione e la concentrazione di particolato viene ridotta prima che l'aria passi attraverso il depolveratore.
8. L'aria depurata viene rilasciata nell'ambiente, ottenendo così l'effetto di rimozione della polvere.
Il principio di funzionamento del precipitator elettrostatico a umido si basa principalmente sulla combinazione di nebulizzazione d'acqua ed effetto elettrostatico per separare le particelle dall'aria e purificarla efficacemente.
Il precipitator elettrostatico a umido è un tipo di apparecchiatura secondaria per la rimozione delle polveri, aggiunta dopo la desolforazione a umido. Si tratta di una nuova apparecchiatura per la rimozione delle polveri, utilizzata per trattare polveri sottili e microparticelle, principalmente per rimuovere polveri, PM2.5, aerosol, odori, nebbie acide, goccioline d'acqua e altre sostanze nocive presenti nei gas umidi, e rappresenta un'apparecchiatura ideale per il controllo dell'inquinamento atmosferico da polveri.
Il precipitator elettrostatico a umido è composto principalmente da condotto di ingresso e uscita dei fumi, corpo del precipitator, piastra deflettrice, griglia raddrizzatore, catodo, scatola di isolamento, sistema di lavaggio dell'acqua, alimentazione elettrica e sistema di controllo. La struttura si divide generalmente in due tipi: a piastre e a tubi. Il precipitator a piastre ha una superficie di raccolta delle polveri molto piana, la formazione del film d'acqua è ottimale, la linea di corona è distribuita tra le piastre e il corpo principale è simile a quello di un precipitator elettrostatico a secco, in grado di gestire i fumi con movimento rettilineo o orizzontale. Il precipitator a tubi è generalmente costituito da tubi metallici circolari o poligonali disposti in parallelo, con la linea di corona distribuita al centro, in grado di gestire solo i fumi con movimento rettilineo. I componenti esterni del precipitator elettrostatico a umido sono realizzati in acciaio al carbonio comune, mentre la superficie interna è rivestita per prevenire la corrosione. Durante l'installazione del dispositivo, è necessario prestare attenzione a eventuali danni alla superficie interna, in particolare ai punti di saldatura e alle giunzioni dei componenti.
Il precipitator elettrostatico a umido ha due principali forme strutturali: una prevede l'utilizzo di materiali conduttivi resistenti alla corrosione come collettori di polveri, l'altra l'utilizzo di getti d'acqua o di acqua di tracimazione per formare una pellicola d'acqua conduttiva, e l'utilizzo di materiali non metallici non conduttivi come collettori di polveri. Naturalmente, può anche essere suddiviso in flusso trasversale e flusso verticale a seconda del flusso dei gas di scarico. Il tipo a flusso trasversale è per lo più una struttura a piastre, con direzione del flusso del gas orizzontale in entrata e in uscita. La struttura è simile a quella di un precipitator elettrostatico a secco, il flusso verticale è per lo più una struttura tubolare e il flusso del gas è in entrata e in uscita in direzione verticale.
I precipitatori elettrostatici a umido possono essere suddivisi in tipo a flusso trasversale e tipo a flusso verticale. A parità di sezione trasversale di ventilazione, l'efficienza di rimozione delle polveri del precipitatore a umido a flusso verticale è doppia rispetto a quella del tipo a flusso trasversale.
Composizione del precipitator elettrostatico umido
Il precipitator elettrostatico a umido (WESP) è composto principalmente da corpo strutturale, sistema catodico, sistema anodico, sistema di lavaggio ad atomizzazione, sistema di trattamento dell'acqua, sistema di controllo elettrico, ecc. (vedi figura). Il corpo del WESP è sostanzialmente identico a quello di un precipitator elettrostatico a secco, e comprende il condotto di ingresso, il condotto di uscita, l'involucro, l'elettrodo di scarica e il telaio, l'isolante del collettore, l'ugello di atomizzazione e la tubazione.
(1) Sistema catodicoIl sistema catodico è composto da una trave portante catodica, una linea catodica, un peso e un telaio catodico inferiore. L'estremità superiore della linea catodica è sospesa alla trave portante catodica, mentre l'estremità inferiore è collegata alla linea catodica e al peso. Il principio di selezione del filo catodico si basa su materiali quali durata, bassa tensione corona, forte scarica, elevata densità di corrente corona, buona rigidità, resistenza alla corrosione da ioni cloruro (come le leghe di piombo-antimonio). La linea a dente di sega viene solitamente utilizzata come elettrodo di scarica per soddisfare i requisiti di carica delle polveri fini. Parametri di selezione delle diverse linee catodiche.
(2) Sistema anodicoIl sistema anodico utilizza una speciale struttura a piastra (tubolare) anodica per soddisfare i requisiti operativi di nebulizzazione e lavaggio. Per i precipitatori elettrostatici a umido verticali, la maggior parte dei sistemi anodici attuali utilizza fasci di tubi esagonali in plastica rinforzata con fibra di vetro, conduttivi e ignifughi, disposti come pali di raccolta della polvere. L'elettrodo a nido d'ape è composto da tubi esagonali in CFRP con un cerchio tangente interno di φ350mm/360mm, spessore della parete di 3mm e lunghezza di 6000mm, ed è sospeso sulla trave di supporto del fascio tubiero.
(3)Sistema di atomizzazione e lavaggioIl sistema di atomizzazione e lavaggio è generalmente installato nella parte superiore del precipitator elettrostatico a umido. Le goccioline d'acqua atomizzate entrano nell'area di lavoro del precipitator elettrostatico a umido WESP insieme ai gas di scarico e, sotto l'azione del campo elettrico, tendono a raggiungere l'elettrodo di raccolta delle polveri, formando una pellicola d'acqua su di esso. Per effetto della gravità, le goccioline vengono trasportate nel serbatoio di raccolta dell'acqua o nella torre di desolforazione. Le goccioline di nebbia hanno diversi effetti importanti sull'efficienza della rimozione delle polveri da parte del precipitator elettrostatico.
1. Le gocce di nebbia possono mantenere pulito l'elettrodo di scarica, in modo che la corona sia forte: le gocce di nebbia colpiscono il palo di raccolta della polvere formando continuamente una pellicola d'acqua sottile e uniforme, che può prevenire il "volo secondario" della polvere a bassa resistività specifica, regolare la polvere ad alta resistività specifica per prevenire il fenomeno "anti-corona", impedire che la polvere ad alta viscosità aderisca all'elettrodo ed è adatta alla raccolta di polveri infiammabili ed esplosive.
2. La goccia viene spruzzata direttamente sull'elettrodo di scarica e sull'area della corona, e l'elettrodo di scarica può anche fungere da atomizzatore. Lo stesso alimentatore può realizzare la scarica a corona, l'atomizzazione dell'acqua, la nebulizzazione dell'acqua e la carica delle particelle di polvere, e realizzare la combinazione organica di elettricità statica e nebulizzazione dell'acqua.
3. Le goccioline vengono spruzzate direttamente sull'elettrodo di scarica e la carica è elevata, il che può migliorare notevolmente l'efficienza di rimozione della polvere rispetto alla piastra di intercettazione e assorbimento per collisione dell'acqua atomizzata nel campo elettrico.
4. Spruzzare le goccioline sull'elettrodo di scarica e sulla zona della corona per atomizzare ulteriormente la nebbia d'acqua. Non vi è contatto diretto tra l'elettricità statica e il dispositivo di nebulizzazione, e non si verificano problemi di isolamento.
5. L'elettrodo a bava può produrre un forte campo elettrostatico e possiede una buona capacità di scarica a corona, e la sinergia tra l'elettrostatica e le goccioline di nebbia garantisce un'elevata efficienza di rimozione della polvere.
6. Le goccioline formano un flusso d'acqua sul palo di raccolta della polvere, in modo che il palo (tubo) di raccolta della polvere rimanga sempre pulito, eliminando la necessità del dispositivo vibrante ed evitando la contaminazione secondaria causata dalla rimozione della polvere secca dovuta alla pulizia a vibrazione.
(4) Sistema di trattamento delle acque: Il sistema di trattamento delle acque comprende un serbatoio di circolazione dell'acqua, una pompa di circolazione dell'acqua, un serbatoio di drenaggio dell'acqua, una pompa di drenaggio dell'acqua, un serbatoio di stoccaggio dell'alcali, una pompa dosatrice dell'alcali, un serbatoio di acqua industriale, una pompa di acqua industriale e le relative tubazioni. Dopo la nebulizzazione e la spolveratura, il liquido raccolto viene prima convogliato nel serbatoio di drenaggio, quindi addizionato con una soluzione di NaOH per regolare il valore del pH e infine scaricato nel sistema di desolforazione come acqua supplementare. L'acqua rimanente, attraverso il serbatoio di drenaggio, tracima nel serbatoio di circolazione. L'acqua di circolazione nel serbatoio di circolazione viene portata a un valore di pH compreso tra 8 e 10 mediante l'aggiunta di acqua industriale e soda caustica, e viene utilizzata come acqua di circolazione per il precipitator elettrostatico a umido e reimmessa nell'ugello di atomizzazione. L'acqua persa per scarico esterno viene reintegrata con acqua industriale.
(5) Sistema di controllo elettricoIl sistema di controllo elettrico del precipitator elettrostatico a umido WESP è costituito da due parti: un sistema di controllo a bassa tensione e un sistema di controllo ad alta tensione. Il carico elettrico comprende principalmente il corpo del precipitator WESP, il dispositivo di riscaldamento della camera isolante, la pompa dell'acqua e così via. Il sistema di controllo a bassa tensione viene utilizzato per il controllo della distribuzione di potenza del riscaldatore della camera isolante ed è dotato di un sistema di controllo PLC, che viene utilizzato per automatizzare il riscaldatore della camera isolante, in modo che la temperatura della camera isolante sia sempre mantenuta tra 100 e 120 °C; il sistema di controllo ad alta tensione è costituito principalmente da un quadro elettrico ad alta tensione e da un generatore ad alta tensione, che fornisce energia al dispositivo a elettrodo corona per formare un campo corona e ottenere una purificazione profonda dei fumi.
In sintesi, i componenti del precipitator elettrostatico a umido sono complessi e diversificati, e ciascuno di essi svolge un ruolo importante. L'unità di precipitazione elettrostatica, il sistema di circolazione dell'acqua, il sistema di ventilazione e il sistema di controllo collaborano tra loro per completare la rimozione delle polveri e la purificazione dell'aria. Il lavoro sinergico di questi componenti rende il precipitator elettrostatico a umido un'apparecchiatura efficiente e affidabile per il controllo dell'inquinamento atmosferico.
Il principio di funzionamento del precipitator elettrostatico
Il principio di funzionamento del precipitator elettrostatico consiste nell'utilizzare un campo elettrico ad alta tensione per ionizzare i gas di scarico, separando così le particelle di polvere presenti nel flusso d'aria. L'elettrodo negativo è costituito da un filo metallico di diversa sezione ed è chiamato elettrodo di scarica. L'elettrodo positivo è costituito da piastre metalliche di diverse forme geometriche ed è chiamato elettrodo di raccolta delle polveri. Le prestazioni del precipitator elettrostatico sono influenzate da tre fattori: le proprietà delle polveri, la struttura dell'apparecchiatura e la velocità dei gas di scarico. La resistività delle polveri è un indice che valuta la conduttività elettrica e ha un'influenza diretta sull'efficienza di rimozione delle polveri. Se la resistività è troppo bassa, le particelle di polvere faticano a rimanere sull'elettrodo di raccolta, venendo quindi reimmesse nel flusso d'aria. Se la resistività è troppo alta, la carica delle particelle di polvere che raggiungono l'elettrodo di raccolta non viene rilasciata facilmente e il gradiente di tensione tra gli strati di polvere provoca scariche localizzate. Queste condizioni comportano una diminuzione dell'efficienza di rimozione delle polveri.
L'alimentatore del precipitator elettrostatico è composto da un quadro di controllo, un trasformatore di elevazione e un raddrizzatore. Anche la tensione di uscita dell'alimentatore ha una grande influenza sull'efficienza di rimozione delle polveri. Pertanto, la tensione di esercizio del precipitator elettrostatico dovrebbe essere mantenuta al di sopra di 40-75 kV o anche 100 kV.
Rispetto ad altri dispositivi di depolverazione, il precipitator elettrostatico presenta un minore consumo energetico e un'elevata efficienza di rimozione delle polveri. È adatto alla rimozione di polveri di dimensioni comprese tra 0,01 e 50 μm dai fumi di combustione e può essere utilizzato in presenza di temperature e pressioni elevate dei fumi. L'esperienza dimostra che maggiore è il volume di gas trattato, più convenienti risultano l'investimento e i costi operativi del precipitator elettrostatico.
Fattori che influenzano le prestazioni del precipitator elettrostatico
Le prestazioni di un precipitator elettrostatico sono influenzate da tre fattori: le proprietà della polvere, la struttura dell'apparecchiatura e la velocità dei gas di scarico. La resistività della polvere è un indice per valutare la conduttività elettrica, che ha un'influenza diretta sull'efficienza di rimozione della polvere. Se la resistività è troppo bassa, le particelle di polvere faticano a rimanere sull'elettrodo di raccolta, venendo quindi reimmesse nel flusso d'aria. Se la resistività è troppo alta, la carica delle particelle di polvere che raggiungono l'elettrodo di raccolta non viene rilasciata facilmente e il gradiente di potenziale tra gli strati di polvere provoca scariche localizzate. Queste condizioni comportano una diminuzione dell'efficienza di rimozione della polvere. Il precipitator elettrostatico è adatto al trattamento di gas con concentrazioni di polvere relativamente basse, mentre per problemi di alta concentrazione di polvere è necessario valutare altre apparecchiature di rimozione della polvere.
1. Condensazione: Se la condensazione è causata dal controllo delle proprietà termodinamiche del flusso di gas, le particelle possono fungere da nuclei di crescita nel processo di condensazione. Le particelle che vengono quindi ricoperte di liquido vengono intrappolate più facilmente dall'importante meccanismo di intrappolamento descritto in precedenza. La condensazione si ottiene solitamente condensando il vapore condensato a una pressione inferiore a una pressione superiore, introducendo vapore nel flusso saturo e/o raffreddando direttamente il flusso.
2. Ostruzione: Se una piccola particella si muove attorno a un ostacolo nel fluido, può entrare in contatto con l'ostacolo a causa delle dimensioni fisiche relativamente grandi della particella stessa. Questo accade anche nel movimento relativo delle particelle di polvere e delle goccioline.
3. Impatto inerziale: Se le particelle vengono trasportate dal flusso gassoso, quando quest'ultimo incontra un ostacolo, l'inerzia farà sì che le particelle si facciano strada attraverso il flusso gassoso attorno all'ostacolo, e alcune di esse lo colpiranno. La probabilità che tale evento si verifichi dipende da diverse variabili, in particolare dall'entità dell'inerzia delle particelle e dalle dimensioni dell'ostacolo (nel caso dei precipitatori umidi, l'ostacolo è rappresentato dalle goccioline). In un depolveratore, l'impatto inerziale si genera tra le particelle di polvere e le goccioline relativamente grandi.
4. Carica elettrostatica: Quando si verificano differenze di carica elettrostatica tra particelle e goccioline, la combinazione di particelle di polvere e goccioline risulta più efficace. Lo scrubber elettrostatico utilizza questo meccanismo per aumentare l'attrazione tra polvere e goccioline d'acqua, migliorando così l'efficienza di raccolta della polvere.
5. Diffusione: Le particelle di piccole dimensioni con una dimensione aerodinamica inferiore a 0,3 μm (peso specifico pari a 1) sono importanti da catturare tramite diffusione, perché la loro piccola massa difficilmente produrrà un impatto inerziale e le loro piccole dimensioni fisiche non ne facilitano il blocco. Il processo mediante il quale le particelle di piccole dimensioni si spostano da aree ad alta concentrazione ad aree a bassa concentrazione è chiamato diffusione. La diffusione è importante in quanto conseguenza dell'attività browniana, ovvero il movimento casuale di minuscole particelle che collidono con le molecole di gas circostanti e con altre particelle. Quando queste particelle vengono intrappolate in una goccia, la concentrazione di particelle nell'area vicina alla goccia diminuisce e altre particelle si spostano nuovamente dall'area ad alta concentrazione all'area a bassa concentrazione vicino alla goccia.
Manutenzione giornaliera del precipitator elettrostatico
1. Monitorare rigorosamente la tensione primaria, la corrente primaria, la tensione secondaria e la corrente secondaria del dispositivo di alimentazione. Registrare i valori ogni ora.
2. Monitorare l'aumento di temperatura del raddrizzatore al silicio ad alta tensione; la temperatura dell'olio non deve superare gli 80 °C, non devono essere presenti rumori anomali né fenomeni di scarica anomala nella rete di uscita ad alta tensione.
3. Ogni incubatore e riscaldatore della tramoggia delle ceneri funzionano normalmente.
4. I dispositivi di controllo sul quadro elettrico funzionano normalmente.
5. Il funzionamento del sistema di scarico delle ceneri deve essere compreso ogni ora.
6. Verificare frequentemente la frequenza delle scintille entro l'intervallo specificato; se non soddisfa i requisiti, è necessario regolarla tempestivamente, in modo che il depolveratore funzioni correttamente.
7. Qualora il depuratore di polveri e le apparecchiature ausiliarie si guastino o funzionino in modo anomalo durante il normale funzionamento, l'operatore, dopo aver ricevuto la notifica di allarme, dovrà recarsi immediatamente sul posto per individuare il punto di guasto, analizzarne la causa e contattare l'assistenza per la riparazione.
8. Ogni turno deve effettuare un'ispezione completa delle apparecchiature del precipitator elettrostatico, eseguire un buon lavoro di pulizia nell'area di competenza, registrare dettagliatamente le situazioni anomale e i difetti delle apparecchiature riscontrati durante il turno e svolgere un buon passaggio di consegne.
9. Motore, riduttore, cuscinetto e tutte le parti mobili esterne devono essere controllati due volte per turno; ogni punto di lubrificazione deve essere controllato regolarmente e, se necessario, si deve aumentare la quantità di olio o grasso lubrificante.
10. Verificare se il silicone utilizzato per l'asciugatura presenta scolorimenti; in tal caso, sostituirlo tempestivamente.
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