庫侖電除塵介紹
2010-06-09 00:00
1. 概述 目前我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)狀態(tài)是量大技術(shù)含量低，特別是電除塵器原來是環(huán)保產(chǎn)業(yè)中的主力軍，環(huán)保設備的老大。但是由于國家排放標準的提高（從100mg/m3提高到50mg/m3以下），加上電除塵器其自身存在的固有難題，如高比電阻粉塵難捕集和二次揚塵難克服,要使其達到50mg/m3以下，這已成為電除塵器的大難題。為此環(huán)保界想盡各種辦法來提高其效率，但收效甚微；無奈之下只有采取下策，用電改袋或電袋組合來減除電除塵器最終不能達標相差的那么幾十毫克，但卻要付出沉重的代價,而布袋除塵器實際上也是靠增加過濾面積、減低流速和擴大投資，進口昂貴的濾料為代價的，由于布袋除塵器減排不節(jié)能，阻力大、能耗高及濾袋壽命短維修費用高，也存在很多問題。若電除塵器的瓶頸不突破，這一產(chǎn)業(yè)將被自然淘汰。但電除塵器本來是個高科技產(chǎn)品，如若能在基礎理論上進行攻關(guān)突破，將會使該產(chǎn)業(yè)再次飛躍。
現(xiàn)庫侖電除塵器就是從靜電學的基礎理論上進行了突破。并從理論研究到實踐應用，已充分證實了它的巨大潛力，將會使電除塵行業(yè)重新輝煌，并超越布袋除塵器的效果，既減排又節(jié)能,且投資少，維修省。
2. 庫侖電除塵器的創(chuàng)新點：
2.1創(chuàng)新點一：庫侖電除塵在靜電學基礎理論上的突破。
靜電除塵的基礎理論為庫侖定律
，我們經(jīng)過長期的研究發(fā)現(xiàn)，電場中的庫侖力F的大小與靜電場中二個正負電量q1與q2的乘積成正比，而與二個電荷之間的距離平方成反比，即q1與q2正負電荷距離r越小庫侖力就越大。但一百多年來,業(yè)內(nèi)對庫侖定律中公式以下分母r2的研究，亦即對二個靜電因子之間的距離r幾乎沒有涉及到。筆者研究定律公式中的分子q1×q2只是乘積的數(shù)量級，而其分母r2卻是平方的數(shù)量級，可見q1，q2二者之間的距離r稍有變化，就會很大地影響到整個庫侖力F的大小，遠比二個電量q1與q2自身能量的變化要大得多，現(xiàn)設定荷電粉塵為q1與陽極板q2二個電量因子之間的距離r=200，則 
，所以我們設法將r≈0，則整個靜電場的力F在理論上就會增大40000倍,可見庫侖定律的潛在能量是多么巨大!可以預見若庫侖電除塵理論能夠?qū)嵤┑诫姵龎m器結(jié)構(gòu)中,將會帶來電除塵技術(shù)一場革命性的變革。為此我們把這一機理在試驗室中去實驗，試圖在電場結(jié)構(gòu)上達到使二個電量q1與q2之間的距離盡量接近于0。經(jīng)歷了多年試驗終于獲得了比較理想的成果，我們?yōu)榇嗽O計了一臺流通面積為5m2，電場長為3.5m的電除塵器，使用了比電阻較高、清灰難度大的燒結(jié)機粉塵和石灰窯粉塵作為塵源，當入口濃度為37g/m3，平均流速為1m/s的情況下，出口排放達到了3.8mg/m3，核算其效率為η=99.99%。
，我們經(jīng)過長期的研究發(fā)現(xiàn)，電場中的庫侖力F的大小與靜電場中二個正負電量q1與q2的乘積成正比，而與二個電荷之間的距離平方成反比，即q1與q2正負電荷距離r越小庫侖力就越大。但一百多年來,業(yè)內(nèi)對庫侖定律中公式以下分母r2的研究，亦即對二個靜電因子之間的距離r幾乎沒有涉及到。筆者研究定律公式中的分子q1×q2只是乘積的數(shù)量級，而其分母r2卻是平方的數(shù)量級，可見q1，q2二者之間的距離r稍有變化，就會很大地影響到整個庫侖力F的大小，遠比二個電量q1與q2自身能量的變化要大得多，現(xiàn)設定荷電粉塵為q1與陽極板q2二個電量因子之間的距離r=200，則 ，所以我們設法將r≈0，則整個靜電場的力F在理論上就會增大40000倍,可見庫侖定律的潛在能量是多么巨大!可以預見若庫侖電除塵理論能夠?qū)嵤┑诫姵龎m器結(jié)構(gòu)中,將會帶來電除塵技術(shù)一場革命性的變革。為此我們把這一機理在試驗室中去實驗，試圖在電場結(jié)構(gòu)上達到使二個電量q1與q2之間的距離盡量接近于0。經(jīng)歷了多年試驗終于獲得了比較理想的成果，我們?yōu)榇嗽O計了一臺流通面積為5m2，電場長為3.5m的電除塵器，使用了比電阻較高、清灰難度大的燒結(jié)機粉塵和石灰窯粉塵作為塵源，當入口濃度為37g/m3，平均流速為1m/s的情況下，出口排放達到了3.8mg/m3，核算其效率為η=99.99%。 2.2 創(chuàng)新點二：將煙氣在電場中的流經(jīng)工藝進行了突破
常規(guī)電除塵的煙氣在電場中流動方向是與陽極板和陰極排平行直線前進的。若是同極距為400mm，則塵粒與陽極之間的平均距離r=200mm，可見塵粒幾乎遠離陽極板運動，而煙氣在庫侖電場中的流經(jīng)工藝則是：進口端的奇數(shù)通道為開通，偶數(shù)為封閉,而出口端的奇數(shù)通道為封閉，偶數(shù)為開通。氣流進入主通道后即流向兩側(cè)通透型收塵極，氣流呈突然擴散進入隔壁通道再流出電場末端，故此荷電塵粒必經(jīng)通透型收塵極。同時還使收塵面周圍的氣體趨向靜態(tài)，呈現(xiàn)清灰處于離線場景，使塵粒趨極處于幾乎無阻力狀態(tài)，此時被振打而飄落的粉塵不可能再逆向飄回到進來的主通道中即二次揚塵等于零，同時也因出口通道中也有電暈線在放電，電力線同樣起到壓塵的作用或二次收塵的作用，使粉塵也難以進入到出口通道中，故此有效克服了二次揚塵。
2.3 創(chuàng)新點三：庫侖電除塵對基礎元件和電場結(jié)構(gòu)上進行了創(chuàng)新發(fā)明，保證庫侖電除塵原理的實施，庫侖電除塵將原來屏蔽型陽極板創(chuàng)新成通透型陽極板，使煙塵能魚貫而入地進入陽極板，因為塵粒只要有極微小的電量都必然會產(chǎn)生庫侖力，而且使塵粒幾乎零距離接近陽極板，即使是高比電阻粉塵也將無一例外地被陽極板捕捉和吸附。該通透型陽極板對原平板式屏蔽型陽極板進行了徹底的革命，以保證庫侖機理的實現(xiàn)。
該通透型庫侖陽極板還巧妙地克服了因高比電阻粉塵形成的反電暈場景，因為常規(guī)平板式陽極板上高比電阻粉塵沉積到一定厚度時，粉塵層會產(chǎn)生對抗電暈線的反電場，會使電場效率大幅下降，而庫侖極板與電暈線之間放電，從宏觀上是線對面，但在微觀上卻是線對線或是點對線放電，故對粉塵層的穿透力極強。而且?guī)靵鰳O板本身結(jié)構(gòu)已不是平板而是小塊狀，分割了粉塵層，使高比電阻粉塵層無法形成，況且?guī)靵鰳O板的振打效果極佳，粉塵層也沉積不了，這些機理保證庫侖電除塵的高效率。
2.4創(chuàng)新點四：提高清灰效果，遏制二次揚塵。
常規(guī)陽極板在振打時振打力的方向與陽極板是呈切線方向，對振打加速度的傳遞衰減很快，更不易傳遞到陽極排的對角線頂端，產(chǎn)生的振幅和頻率不理想，造成電除塵器長期使用效果下降。而庫侖陽極排是制成小塊狀，而每小塊的平面都是與振打方向垂直，極易產(chǎn)生振幅和頻率，非常符合振打力三要素，而且從設計上使每小塊庫侖板均處于自由懸掛狀態(tài)，能產(chǎn)生振動的固有頻率，所以即使是高粘度粉塵也能被振打清除下來，例如在一個石灰窯的庫侖電除塵器運行中看到，運行一個月后進入電場觀察，庫侖極板上仍可見到鋼板的本色，對石灰超細高粘性粉塵能保持如此清潔，若在常規(guī)板式電除塵器中是很難的。
當粉塵被清除的時候，極板周圍煙氣流速極低，我們實測平均在0~0.2m/s之間。而造成二次揚塵的主要原因是電場流速，常識知道使塵埃沉降的基本條件是要使流速<0.4m/s以下，所以將庫侖極板周圍流速設計成<0.4m/s以下的結(jié)構(gòu)。煙氣進入通道后使其流向左右?guī)靵鰳O板，所以在主通道中，當振打時極板上飄落的粉塵決不會逆向飄回到該主通道中去，因為電場庫侖力和風力已疊加在一起，塵粒極不可能逆向倒流，那么二次揚塵就不會存在。另一方面，振打時粉塵幾乎是在靜態(tài)情況下飄落到灰斗中，?