摘 要:介绍了一种新的化工除尘技术——高压脉冲除尘技术,分析了高压脉冲技术用于化工除尘的可行性｡
关键词:化工;除尘;高压脉冲
随着国家对农业的高度重视和农民对化肥需求的增长,带来了我国化肥工业的快速发展｡但在化肥工业生产环境中存在大量的粉尘,既污染空气和环境,又严重影响生产工人的身体健康｡为保障工人的身心健康,保护环境,净化空气,有必要采取措施去除或降低生产环境中存在或产生的粉尘｡现在很多化肥生产企业也采取了一些措施来清除这些粉尘｡这些除尘器或措施具有很多优点,在化肥工业中得到广泛的应用,但也存在许多不足之处,比如系统故障频繁,化肥粉尘容易粘附和堵塞,清理非常麻烦｡本文介绍了一种新的除尘技术——高压脉冲除尘技术,并探讨了把高压脉冲除尘技术应用到化肥工业的可行性｡
1 电除尘技术原理及缺陷
除了机械除尘技术,电除尘器也是一种有效的环保设备,在控制大气污染方面起着重要的作用｡常规的电除尘器由直流高压供电形成强电场,并产生电晕放电,使粉尘或空气中微粒在流经强电场区域时带上电荷,再在直流高压强电场的作用下被电极吸附,通过定期振打电极收集粉尘,从而达到除去粉尘的目的｡
但是,当粉尘的比电阻较高时,电除尘器内会出现反电晕现象及过频的火花放电,致使其无法正常工作,只能采用降低电压运行,但因此又会导致除尘效率大大下降｡
2 高压脉冲除尘技术原理及改进措施
如果采用高压脉冲供电(在稍低于起晕电压的直流基压上叠加高压脉冲),就可以克服恒定直流高压供电的缺点,使电除尘器性能大大提高｡高压脉冲供电与恒压供电相比,粉尘的排出率可减少90%,能耗可降低80%｡故这种高压脉冲除尘技术正逐渐受到越来越大的重视｡该技术在国外已实现工业应用｡
电除尘器的高压脉冲电源,除直流基压外,对高压脉冲的要求是:应具有足够高的幅值和重复频率,足够小的前沿时间和脉冲宽度｡另外为进一步降低能耗,还希望电路具有能量回收功能｡
为进一步提高电除尘器的效率,可以再加上一级预电离装置,而这一预电离装置是用高电压快速脉冲(在纳秒数量级)在电极上产生电晕放电,当粉尘或微粒通过电晕放电区时,使其带上电荷,以便在电除尘器中被清除｡
3 高压脉冲除尘技术用于化肥工业除尘
化肥企业生产过程中会产生大量的粉尘,特别是尿素微粒等化肥粉尘,污染了空气和环境,也影响了化肥产量,还严重损害了生产工人的身心健康｡为此有必要采取积极措施去除或降低生产环境中存在或产生的粉尘｡采用高压脉冲技术的除尘系统框图如图1所示,主要包括含尘空气收集装置､高压脉冲电源､电晕放电装置､吸尘装置､排气装置､振打聚尘装置等｡
化肥生产装置产生的粉尘随空气被含尘空气收集装置收集起来,进入电晕放电装置;高压脉冲电源将高电压脉冲加在电晕放电装置的放电电极上产生电晕放电,产生大量的电荷,含尘空气经过电晕放电区(放电电极之间)时粉尘和微粒将被荷电;荷电粉尘流经吸尘装置时,在吸尘装置中放置有电极,将高压脉冲电源加在电极上时,在电极之间将会形成强电场,荷电粉尘在强电场的作用下被吸向电极,从而被吸附在电极上;通过周期振打吸尘电极,粉尘掉落到聚尘袋中;荷电粉尘除去后,剩下的纯净空气通过排气装置可以直接排向空中,或者送回生产装置循环使用｡在整个除尘系统中,空气流动主要由排气装置中的抽风机驱动｡由于空气已除尘,空气是清洁的,抽风机不会受到污染,可以延长寿命｡化肥粉尘收集起来可以再加工生产化肥,从而降低生产损耗｡在本装置中,排气装置的抽风机可以直接用三相市电供电｡而高压脉冲电源可以采用图2所示电路｡
在图2中,cf､rf为除尘器的等效电容和等效并联电阻(相当于集尘面积为40 m2的除尘器)｡开始时,c1和c2分别被充电至直流电压(-u10)和u20｡这时cf上电压亦为(-u10),即直流基压｡闸流管z阳极电压为u20｡耦合电容cc上的电压则为uc0=u20+u10｡
当触发脉冲电路m产生的触发脉冲加到z的栅极时,z立即导通,于是cc经高压二极管d4､闸流管z及电感l1向cf放电｡当cf上电压达峰值后,电流反向,cf又经电感l2､高压二极管d5和电感l2反向向cf放电,直到放电电流为零｡在此过程中,cf上就出现了一个迭加在直流基压上的高压脉冲｡此后虽然z的阳极又出现了正高压,但由于z已恢复正向阻断状态,故它不会导通,直到下个触发脉冲到来为止｡
4 结论
高压脉冲除尘技术是一种新型的除尘技术,体积小,费用低,除尘效果好｡在上述整个除尘装置中,除排气装置的抽风机是机械转动的以及周期振打吸尘电极外,其它部分都是静止的,聚尘袋可以定期更换,因此高压脉冲除尘装置工作可靠性高,其应用范围越来越广泛｡在化肥工业除尘系统中,完全可以用高压脉冲除尘装置替代老式除尘器｡
参考文献
[1]李志斌.hd-ii型脉冲袋式除尘器在尿素除尘中的若干问题[j].第十四届全国大型尿素装置技术年会文集,2006.
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