電気集塵機乾式および湿式フライアッシュ処理 ESP システム
電気集塵機の動作原理
電気集塵機の動作原理は、高電圧電界を使用して排気ガスをイオン化し、空気流に帯電した塵埃を電界の作用で空気流から分離することです。負極は、さまざまな断面形状の金属線で作られており、放電電極と呼ばれます。
正極は異なる幾何学的形状の金属板で作られ、集塵電極と呼ばれます。電気集塵機の性能は、粉塵の性質、機器の構造、排ガス速度などの3つの要因の影響を受けます。粉塵の比抵抗は電気伝導性を評価する指標であり、粉塵除去の効率に直接影響します。比抵抗が低すぎると、粉塵粒子が集塵電極に留まりにくくなり、空気流に戻ります。比抵抗が高すぎると、集塵電極に到達した粉塵粒子の電荷が放出されにくくなり、粉塵層間の電圧勾配により局所的な破壊と放電が発生します。これらの条件により、粉塵除去の効率が低下します。
電気集塵機の電源は、制御ボックス、昇圧変圧器、整流器で構成されています。電源の出力電圧も、集塵効率に大きな影響を与えます。したがって、電気集塵機の動作電圧は、40～75kV、さらには100kV以上に維持する必要があります。
電気集塵機の基本構造は、2 つの部分で構成されています。1 つは電気集塵機本体システムです。もう 1 つは、高電圧直流電流を供給する電源装置と低電圧自動制御システムです。電気集塵機の構造原理は、高電圧電源システムがブースター変圧器電源、集塵機極接地用です。低電圧電気制御システムは、電磁ハンマー、灰排出電極、灰送出電極、およびいくつかのコンポーネントの温度を制御するために使用されます。
電気集塵機の原理と構造
電気集塵機の基本原理は、電気を利用して排ガス中の粉塵を捕集することであり、主に次の4つの相互に関連する物理プロセスが含まれます：（1）ガスのイオン化。（2）粉塵の帯電。（3）帯電した粉塵が電極に向かって移動する。（4）帯電した粉塵の捕集。
帯電ダストの捕獲プロセス：曲率半径の差が大きい2つの金属陽極と陰極に、高電圧直流電流を流して、ガスをイオン化するのに十分な電界を維持し、ガスのイオン化後に発生した電子（陰イオンと陽イオン）が電界を介してダストに吸着し、ダストが電荷を獲得します。電界力の作用により、異なる極性の電荷を持つダストは異なる極性の電極に移動し、電極に堆積して、ダストとガスの分離の目的を達成します。
（１）ガスのイオン化
大気中には少数の自由電子とイオン（1立方センチメートルあたり100〜500個）があり、これは導電性金属の自由電子の数百億倍であるため、通常の状況では空気はほとんど非導電性です。ただし、ガス分子が一定のエネルギーを得ると、ガス分子内の電子がそれ自体から分離され、ガスが導電性を持つ可能性があります。高電圧電界の作用を受けると、空気中の少数の電子が一定の運動エネルギーまで加速され、衝突した原子が電子を逃がし（イオン化）、大量の自由電子とイオンが生成されます。
（２）塵の電荷
塵埃は、電界力の作用によりガスから分離するために帯電する必要があります。塵埃の電荷とそれが運ぶ電気の量は、粒子サイズ、電界強度、および塵埃の滞留時間に関係しています。塵埃の電荷には、衝突電荷と拡散電荷という2つの基本的な形式があります。衝突電荷とは、負イオンが電界力の作用によりはるかに大きな体積の塵埃粒子に発射されることを指します。拡散電荷とは、イオンが不規則な熱運動をして塵埃に衝突し、塵埃を帯電させることを指します。粒子の帯電プロセスでは、衝突電荷と拡散電荷がほぼ同時に存在します。電気集塵機では、粗大粒子に対する主な電荷は衝突電荷であり、拡散電荷は二次的な電荷です。直径が0.2μm未満の微細塵埃の場合、衝突電荷の飽和値は非常に小さく、拡散電荷が大きな割合を占めます。直径が約1μmの塵埃粒子の場合、衝突電荷と拡散電荷の影響は同様です。
（３）帯電ダストの捕集
ほこりが帯電すると、帯電したほこりは電界力の作用により集塵ポールに向かって移動し、集塵ポールの表面に到達し、電荷を放出して表面に付着し、ほこりの層を形成します。最後に、定期的に機械振動によってほこりの層が集塵ポールから除去され、集塵が達成されます。
電気集塵機は、集塵本体と電源装置で構成されています。本体は主に鋼製支持台、底梁、灰受け、シェル、放電電極、集塵棒、振動装置、空気分配装置などで構成されています。電源装置は、高電圧制御システムと低電圧制御システムで構成されています。電気集塵機の本体は、粉塵の浄化を実現する場所であり、最も広く使用されているのは、図に示すように、水平プレート式電気集塵機です。
集塵式電気集塵機のシェルは、排ガスを密閉し、内部部品と外部部品の全重量を支える構造部品です。その機能は、排ガスを電界に導き、振動装置を支え、外部環境から隔離された独立した集塵空間を形成することです。シェルの材質は、処理する排ガスの性質によって決まり、シェルの構造は十分な剛性、強度、気密性を備えているだけでなく、耐腐食性と安定性も考慮する必要があります。同時に、シェルの気密性は一般に5％未満である必要があります。
集塵棒の機能は帯電した粉塵を集めることであり、衝撃振動機構により、板表面に付着した薄片状の粉塵または塊状の粉塵を板表面から除去して灰ホッパーに落下させ、除塵の目的を達成します。板は電気集塵機の主要部品であり、集塵機の性能には次の基本要件があります。
1) プレート表面上の電界強度の分布は比較的均一である。
2) 温度による板の変形が少なく、剛性に優れています。
3) 粉塵の飛散を2度防止する優れた性能を有する。
4) 振動力伝達性能が良好で、プレート表面の振動加速度分布がより均一になり、洗浄効果が良好です。
5) 放電電極と放電電極の間でフラッシュオーバー放電が発生しにくい。
6) 上記の性能を確保する場合、重量は軽い方が良い。
放電電極の機能は、集塵電極とともに電界を形成し、コロナ電流を発生させることです。陰極線、陰極フレーム、陰極、吊り下げ装置などの部品で構成されています。電気集塵装置を長時間、効率的かつ安定的に動作させるために、放電電極には次の特性が必要です。
1) 堅牢で信頼性が高く、機械的強度が高く、ラインが連続しており、ラインが落ちません。
2) 電気的性能は良好で、陰極線の形状とサイズによってコロナ電圧、電流、電界強度の大きさと分布をある程度変えることができます。
3) 理想的な電圧-電流特性曲線
4) 振動力が均等に伝達されます。
5) 構造がシンプルで製造が簡単でコストが低い。
振動装置の機能は、プレートと極線のほこりを清掃して電気集塵機の正常な動作を確保することであり、陽極振動と陰極振動に分けられます。振動装置は、電気機械式、空気圧式、電磁式に大別できます。
気流分配装置は、電界への排気ガスを均一に分配し、設計で要求される除塵効率を確保します。電界内の気流の分配が均一でない場合、電界内に排気ガスの高速領域と低速領域があり、一部に渦や死角があることを意味し、除塵効率が大幅に低下します。
空気分配装置は、分配板と偏向板で構成されています。分配板の機能は、分配板の前の大規模な空気の流れを分離し、分配板の後ろに小規模な空気の流れを形成することです。煙道バッフルは、煙道バッフルと分配バッフルに分かれています。煙道バッフルは、電気集塵機に入る前に、煙道内の空気の流れをいくつかのほぼ均一なストランドに分割するために使用されます。分配デフレクターは、傾斜した空気の流れを分配板に垂直な空気の流れに導き、空気の流れが水平に電界に入るようにし、空気の流れに対する電界が均等に分散されるようにします。
灰受け容器は、ハウジングの下に位置し、底部梁に溶接された、短時間に塵埃を集めて貯蔵する容器です。その形状は、円錐形と溝形の 2 種類に分かれています。塵埃がスムーズに落下するように、灰受け容器の壁と水平面の間の角度は、通常 60° 以上です。紙アルカリ回収、石油燃焼ボイラー、その他の補助電気集塵機の場合、塵埃は細かく、粘度が高いため、灰受け容器の壁と水平面の間の角度は、通常 65° 以上です。
電気集塵機の電源装置は、高圧電源制御システムと低電圧制御システムに分かれています。 排ガスと粉塵の性質に応じて、高圧電源制御システムはいつでも電気集塵機の動作電圧を調整できるため、平均電圧を火花放電の電圧よりわずかに低く保つことができます。 このようにして、電気集塵機は可能な限り高いコロナ電力を獲得し、優れた除塵効果を実現します。 低電圧制御システムは主に、負極と陽極の振動制御、灰ホッパーの荷降ろし、灰の輸送制御、セキュリティインターロックなどの機能を実現するために使用されます。
電気集塵機の特徴
他の除塵設備と比較すると、電気集塵装置はエネルギー消費が少なく、除塵効率が高いです。排ガス中の0.01～50μmの粉塵の除去に適しており、排ガス温度が高く、圧力が高い場合にも使用できます。実践では、処理するガス量が多いほど、電気集塵装置の投資と運用コストが経済的になります。
ワイドピッチ水平静電気集塵技術
HHD型広ピッチ水平型電気集塵機は、さまざまな先進技術を導入・学習し、工業窯の排ガス条件の特性と組み合わせ、ますます厳しくなる排ガス排出要件とWTO市場基準に適応した科学研究成果です。その成果は、冶金、電力、セメントなどの業界で広く使用されています。
最適な広い間隔とプレートの特殊構成
電界強度とプレート電流分布がより均一になり、駆動速度を1.3倍に上げることができ、収集されたダストの比抵抗範囲が10 1-10 14 Ω-cmに拡大され、硫黄床ボイラー、新セメント乾式法回転窯、焼結機などの排気ガスからの高比抵抗ダストの回収に特に適しています。これにより、反コロナ現象を遅くしたり、排除したりできます。
一体型新RSコロナワイヤー
最大長さは15メートルに達し、コロナ電流が低く、コロナ電流密度が高く、鋼鉄が強く、決して壊れず、高温耐性、耐熱性があり、上部振動法と組み合わせると清掃効果が優れています。コロナ線密度は粉塵濃度に応じて設定され、粉塵濃度の高い集塵に適応でき、最大許容入口濃度は1000g / Nm3に達します。
コロナポールトップ強振動
灰洗浄理論によれば、上部電極の強力な振動は機械的および電磁的オプションで使用できます。
陰陽の柱は自由に垂れ下がっている
排気ガス温度が高すぎる場合、集塵機とコロナポールは3次元方向に任意に膨張して伸びます。集塵機システムは、耐熱鋼テープ拘束構造で特別に設計されており、HHD集塵機は高い耐熱能力を備えています。商業運転では、HHD電気集塵機は390℃まで耐えられることが示されています。
振動加速度の増加
清掃効果の向上：集塵棒システムの除塵は集塵効率に直接影響し、ほとんどの電気集塵機は一定期間の運転後に効率が低下しますが、これは主に集塵板の除塵効果が悪いことが原因です。HHD電気集塵機は、最新の衝撃理論と実践結果を使用して、従来の平鋼衝撃棒構造を一体型鋼構造に変更しました。集塵棒の側面振動ハンマーの構造が簡素化され、ハンマー落下リンクが2/3に減少しました。実験では、集塵棒板の最小加速度が220Gから356Gに増加しました。
小さな設置面積、軽量
放電電極システムの上部振動設計、各電界の非対称サスペンション設計の従来とは異なる創意工夫、および米国環境機器社のシェルコンピュータソフトウェアの使用による設計の最適化により、同じ総集塵面積で電気集塵機の全長が3〜5メートル短縮され、重量が15％軽減されました。
高い保証の断熱システム
電気集塵機の高圧絶縁材の結露や浸水を防止するために、シェルは蓄熱二重膨張屋根設計を採用し、電気加熱は最新のPTCおよびPTS材料を採用し、絶縁スリーブの底部には双曲逆吹き洗浄設計を採用し、磁器スリーブの露浸水による故障を完全に防止します。
マッチングLCハイシステム
高電圧制御はDSCシステム、上位コンピュータ操作、低電圧制御はPLC制御、中国語タッチスクリーン操作で制御できます。高電圧電源は定電流、高インピーダンスDC電源を採用し、HHD電気集塵機本体に適合しています。高い除塵効率、高い比抵抗の克服、高濃度の処理など、優れた機能を発揮します。
除塵効果に影響を与える要因
集塵機の除塵効果は、排ガスの温度、流量、集塵機の密閉状態、集塵板間の距離など、多くの要因に関係しています。
1. 排気ガスの温度
排ガス温度が高すぎると、コロナ開始電圧、コロナ極表面の電界温度、火花放電電圧がすべて低下し、除塵効率に影響します。排ガス温度が低すぎると、結露により絶縁部品が沿面放電しやすくなります。金属部品が腐食し、石炭火力発電から排出される排ガスにはSO2が含まれており、これがより深刻な腐食を引き起こします。灰ホッパー内の粉塵の固まりは灰の排出に影響します。集塵板とコロナラインが焼けて変形したり破損したりし、灰ホッパー内の長期にわたる灰の蓄積によりコロナラインが焼損しました。
2.煙の速度
排ガスの速度が速すぎると、塵埃が電界に帯電してから島の集塵ポールに堆積するまでに一定の時間がかかるため、排ガスの風速が速すぎることはできません。排ガスの風速が速すぎると、原子力の塵埃は沈殿せずに空気から吹き飛ばされ、同時に排ガスの速度が速すぎるため、特に塵埃を振り落とすときに、集塵板に堆積した塵埃が2回飛び散りやすくなります。
3. ボードの間隔
動作電圧とコロナワイヤの間隔および半径が同じ場合、プレートの間隔を広げると、コロナワイヤ付近の領域で発生するイオン電流の分布に影響を与え、表面領域の電位差が増加します。これにより、コロナの外側の領域での電界強度が低下し、除塵効率に影響を与えます。
4.コロナケーブル間隔
動作電圧、コロナ半径、プレート間隔が同じ場合、コロナライン間隔を広げると、コロナ電流密度と電界強度の分布が不均一になります。コロナライン間隔が最適値より小さい場合、コロナライン付近の電界の相互遮蔽効果により、コロナ電流が減少します。
5. 空気の不均一な分配
風量分布が不均一な場合、風速が低い場所では集塵率が高く、風速が高い場所では集塵率が低く、風速が低い場所で増加した集塵量が風速が高い場所で減少した集塵量よりも少なくなり、全体的な集塵効率が低下します。また、風速が高い場所では、洗掘現象が発生し、集塵板に堆積した粉塵が大量に再舞い上がります。
6. 空気漏れ
電気集塵機は負圧運転のため、シェルのジョイントがしっかりと密閉されていないと、冷気が外部に漏れ、電気除塵機を通過する風速が上昇し、排ガス温度が低下して排ガス露点が変化し、集塵性能が低下します。灰ホッパーや灰排出装置から空気が大気中に漏れると、集められた粉塵が発生して飛散するため、集塵効率が低下します。また、灰が湿って灰ホッパーに付着し、灰の排出がスムーズでなくなり、灰詰まりも発生します。温室のシールが緩いと、大量の高温の熱い灰が漏れ出し、除塵効果が大幅に低下するだけでなく、多くの絶縁リングの接続線が焼損します。灰ホッパーも空気漏れにより灰出口が凍結し、灰が排出されず、灰ホッパーに大量の灰が蓄積します。
除塵効率を向上させる対策と方法
電気集塵機の除塵プロセスの観点から見ると、除塵効率は3段階で向上できます。
ステージ1: 煙から始めます。静電ダスト除去では、ダストの捕捉はダスト自体のパラメータ：粉塵の比抵抗、誘電率と密度、ガス流量、温度と湿度、電界のボルタンメトリー特性、集塵ポールの表面状態など。 粉塵が静電除塵に入る前に、一次集塵機を追加して、一部の大きな粒子と重い粉塵を取り除きます。 サイクロン除塵を使用する場合、粉塵はサイクロンセパレーターを高速で通過するため、粉塵を含むガスは軸に沿って下向きに螺旋状に流れ、遠心力を利用して粉塵の粗い粒子を取り除き、電界への初期の粉塵濃度を効果的に制御します。 水ミストを使用して粉塵の比抵抗と誘電率を制御することもできます。これにより、集塵機に入った後の排ガスの充電能力が強くなります。 ただし、ほこりを取り除き、結露を防ぐために使用する水の量を制御する必要があります。
第二段階：煤処理から始めます。静電集塵機自体の除塵ポテンシャルを活用することで、静電集塵機の除塵工程の欠陥や問題を解決し、除塵効率を効果的に向上させます。主な対策は次のとおりです。
（１）ガス流速分布の不均一性を改善し、ガス分配装置の技術的パラメータを調整する。
（2）集塵システムの断熱に注意し、絶縁層の材質と厚さを確保してください。集塵機の外側の絶縁層は集塵ガスの温度に直接影響します。外部環境に一定量の水分が含まれているため、ガスの温度が露点よりも低くなると結露が発生します。結露により、集塵ポールやコロナポールにほこりが付着し、振っても効果的に落下しません。付着したほこりの量が一定量に達すると、コロナポールがコロナを生成できなくなり、集塵効率が低下し、電気集塵機が正常に動作できなくなります。また、結露により電極システムや集塵機のシェルやバケットが腐食し、耐用年数が短くなります。
（3）集塵システムの密閉性を高め、集塵システムの空気漏れ率が3％未満であることを保証します。電気集塵機は通常、負圧下で運転されるため、使用中に密閉性に注意して空気漏れを減らし、その動作性能を確保する必要があります。外気が侵入すると、次の3つの悪影響が生じるためです。（1）集塵機内のガス温度が低下すると、特に気温が低い冬に結露が発生し、上記の結露による問題が発生します。 ②電界風速を上げると、電界内の粉塵ガスの滞留時間が短くなり、集塵効率が低下します。 （3）灰ホッパーと灰排出口で空気漏れがあると、漏れた空気が沈殿した粉塵を直接吹き飛ばして気流に巻き込み、深刻な二次粉塵の巻き上げを引き起こし、集塵効率が低下します。
（４）排ガスの化学組成に応じて電極板の材質を調整し、電極板の耐食性を高め、電極板の腐食による短絡を防止する。
（５）電極の振動周期と振動力を調整し、コロナ出力を向上させ、粉塵の飛散を低減する。
（６）電気集塵機の容量または集塵面積を大きくする、すなわち電界を大きくする、または電気集塵機の電界を大きくしたり広げたりする。
（7）電源装置の制御モードと電源モードを調整します。高周波（20〜50kHz）高電圧スイッチング電源の応用は、電気集塵機のアップグレードに新しい技術的方法を提供します。高周波高電圧スイッチング電源（SIR）の周波数は、従来の変圧器/整流器（T/R）の400〜1000倍です。従来のT/R電源は、深刻な火花放電の場合に大電力を出力できないことがよくあります。電界内に高比抵抗の粉塵があり、逆コロナが発生すると、電界の火花がさらに増加し、出力電力が急激に低下し、場合によっては数十MAまで低下し、集塵効率の向上に重大な影響を及ぼします。SIRは出力電圧周波数が従来の電源の500倍であるため、異なります。火花放電が発生すると、その電圧変動は小さく、ほぼ滑らかなHVDC出力を生成できます。そのため、SIRは電界に大きな電流を提供できます。いくつかの電気集塵機を動作させたところ、一般的な SIR の出力電流は従来の T/R 電源の 2 倍以上であり、電気集塵機の効率が大幅に向上することが分かりました。
第三段階：排気ガス処理から始めます。静電気による除塵の後に、布袋による除塵などの3段階の除塵を追加することもできます。これにより、より徹底的に小さな粒子の塵埃を除去し、浄化効果を高め、無公害の排出という目的を達成できます。
これはパーですGD型電気集塵機技術は日本独自の電気集塵機技術を導入し、国内業界の成功体験を消化吸収して、GD型電気集塵機シリーズを開発し、冶金、製錬業界で広く使用されています。
GD シリーズは、低抵抗、低エネルギー消費、高効率といった他のタイプの電気集塵機の特徴に加えて、以下の点を備えています。
◆ 独自設計の吸気口の空気分配構造。
◆ 電界には3つの電極（放電電極、集塵電極、補助電極）があり、電界の極性構成を調整して電界状態を変更し、異なる特性の粉塵処理に適応して浄化効果を実現します。
◆ マイナス-プラス極フリーサスペンション。
◆コロナワイヤー：コロナワイヤーはどんなに長くても鋼管で構成されており、途中でボルト接続がないため、ワイヤーが切れる故障はありません。アグラフ インストール要件
◆ 設置前に集塵機の底部の受入れを確認してください。電気集塵機の設置手順と設計図の要件に従って、電気集塵機のコンポーネントを設置します。確認および受入れの基礎に従って、電気集塵機の中央設置ベースを決定し、陽極および陰極システムの設置ベースとして使用します。
◆ ベース面の平坦度、柱間距離、対角誤差を確認する
◆ シェル構成部品を検査し、輸送中の変形を修正し、支持グループ - 下部ビーム（検査に合格した後、灰ホッパーと電界内部プラットフォームを設置） - 柱と側壁パネル - 上部ビーム - 入口と出口（分配プレートとトラフプレートを含む） - 陽極と陰極システム - 上部カバープレート - 高電圧電源などの機器を下から上に向かって層ごとに設置します。梯子、プラットフォーム、手すりは、設置順序で層ごとに設置できます。各層を設置した後、静電集塵機の設置手順と設計図の要件に従って検査および記録します。たとえば、設置後に平面度、対角度、柱間距離、垂直度、ポール間距離を確認し、機器の気密性をチェックし、不足している部品の溶接を修理し、不足している部品の溶接をチェックして修理します。
電気集塵機は、空気の流れの方向によって垂直型と水平型に分けられ、集塵ポール型によってプレート型とチューブ型に分けられ、集塵プレート上の塵埃の除去方法によって乾式と湿式に分けられます。
これは段落です主に鉄鋼業界に適用：焼結機、製鉄炉、鋳鉄キューポラ、コークス炉の排ガスの浄化に使用。石炭火力発電所：石炭火力発電所のフライアッシュ用電気集塵装置。
その他の産業：セメント業界での応用もかなり一般的で、新しい大型および中型セメント工場の回転窯と乾燥機には、ほとんどが電気集塵機が装備されています。セメントミルや石炭ミルなどの粉塵源は、電気集塵機によって制御できます。電気集塵機は、化学工業における酸性霧の回収、非鉄冶金工業における排ガス処理、貴金属粒子の回収にも広く使用されています。h
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