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湿布电极含水率对湿布电除尘性能影响

向晓东;向晓晴;贾思扬;李雪娥

【摘要】为解决湿式电除尘器的\白烟\排放以及收尘极板易腐蚀结垢等问题,提出一种水浸卷帘湿布电除尘器.首先探讨了湿布电极含水率对湿布电除尘器伏安特性的影响.分别采用含水率50％、84％、100％的湿布电极与金属极板进行对比试验发现,含水率大于50％的湿布电极的电晕电流高于金属极板,说明如果湿布电极润湿较充分,其导电性满足电除尘要求.然后采用中位径3.5μm的硅微粉进行了湿布电极电除尘器与常规电除尘器的除尘效率对比试验研究.在处理风量和极配结构相同、入口含尘质量浓度1400mg/m3、外加电压15～35kV的条件下,湿布电极电除尘器的除尘效率随湿布电极含水率的增加而提高,当湿布电极含水率大于50％,湿布除尘器的除尘效率高于常规干式电除尘器.

【期刊名称】《工业安全与环保》

【年(卷),期】2019(045)008

【总页数】4页(P80-83)

【关键词】湿式电除尘器;湿布电极;含水率;伏安特性;除尘效率

【作者】向晓东;向晓晴;贾思扬;李雪娥

【作者单位】武汉科技大学资源与环境工程学院武汉430081;武汉科技大学绿色制造工程研究院武汉430081;武汉科技大学资源与环境工程学院武汉430081;武汉科技大学资源与环境工程学院武汉430081;武汉科技大学资源与环境工程学院武汉430081

【正文语种】中文

0引言

影响干式电除尘效果的突出问题是二次扬尘和收集高比电阻粉尘的反电晕。如果采用湿式电除尘方法，即在烟气中喷水雾增湿降低粉尘比电阻，并使阳极板保持湿壁状态减少二次扬尘，会显著提高除尘效果。但随之带来的问题是：净化后的烟气会产生白烟排放[1]和极板的腐蚀结垢[2]。

采用不锈钢[3]、玻璃钢[4]等阳极板具有防腐作用，但仍存在极板表面水膜分布不均匀、结垢、投资大等问题。为使阳极板具有良好的润湿性和阻垢、耐腐性能，俄亥俄州立大学的BAYLESSDJ等[5]、PEZRONI等[6]采用高分子织物材料或碳纤维织物作为收尘极，试验研究发现纤维布电极不仅有望克服电极腐蚀、结垢、反电晕等问题，而且能拓宽对具有不同物理化学性质烟气净化的适用性，大大降低了成本。中国电力环境保护研究院、山东大学先行开展了柔性电极研究，证明纤维电极具有水膜分布均匀、耗水量少、极板清泥较彻底等优点[7-8]。

虽然柔性电极已有工程应用案例[9]，但在工艺方面，柔性电极的张紧与传动方式、润湿与清垢方法还有待改进；在理论方面，柔性电极的含水率对阳极导电性和对除尘性能的影响尚不明晰。为此，提出了一种水浸卷帘湿布电除尘器，以下简称湿布电除尘器，如图1所示。阳极采用耐腐聚酯纤维织布，采用上、下滚筒传动。织布两侧缝制纤维绳，将纤维绳嵌于滚筒两侧凹轮中，起到耐磨、张紧、减少变形的作用。下滚筒直径的1/3左右浸在水中，当滚筒转动时，织布连续与水接触，解决了布电极的润湿导电和泥垢清洗问题。

图1水浸卷帘湿布电除尘器示意

湿布电除尘既可以净化湿烟气，也可以净化干烟气。对于湿烟气，由于不需要对阳极喷雾清洗，可减少白烟排放。对于干烟气，既不需要对阳极喷雾，也不需要对烟气喷雾，湿布电极不会有振打二次扬尘和高比电阻反电晕问题，是一种干烟气“无雾”湿电除尘，是实现真正意义上的白雾“零排放”。

然而，湿布电极除了在水中的一小段布料的湿度是“饱和”的，在离开水面后，湿布电极的含水率不断降低。因此，关于湿布电极含水率对湿布电除尘性能的影响是一个对工程应用具有科学指导意义的研究课题。

1试验装置与方法

1.1试验装置

湿布电除尘器是用润湿后的纤维布替代干式电除尘器的金属收尘极板。如果纤维布的含水率不同，湿布电极的导电性将发生变化，从而影响湿布电除尘器的除尘效果。

由于湿布电除尘器(图1)中的湿布电极不易取出测定含水率，所以试验装置采用类似于常规电除尘器的电极结构(图2)，所不同的是在金属极板表面覆盖约1mm厚的湿布。

试验系统由发尘器、高压电源、电除尘装置、风机等组成，如图2所示。电除尘装置的壳体为有机玻璃，长1.5m，断面积0.06m2。电晕线为6根1mm的不锈钢丝，收尘极采用4块620mm×300mm的不锈钢板与同等大小的4块涤纶纤维湿布，线板距为100mm。输出电压和电流直接由高压发生器的显示器读出。

图2试验系统

1.2试验方法

1.2.1含水率测定

为讨论湿布电极润湿程度对导电性和除尘效率的影响，需确定湿布电极的含水率：

(1)

式中，ω为含水率，%；m为单位面积湿布质量，kg/m2；M为单位面积湿布饱和含水质量，kg/m2。

由于纤维布中存在毛细管芯吸作用，导致水在织物内部各向扩散润湿差异较大[10]。为保证水在湿布中均匀分布，实验方法是：将纤维布在水中充