Un tipo di precipitatore elettrostatico convertito in un collettore di polveri combinato a sacco elettrico

Con lo sviluppo sostenuto ad alta velocità dell'economia cinese, i processi di urbanizzazione e industrializzazione stanno accelerando e vari inquinanti atmosferici stanno rapidamente aumentando. I problemi ambientali atmosferici che sono continuamente emersi nei paesi sviluppati nel corso del secolo scorso sono ora concentrati in Cina. Il particolato fine che galleggia nell'atmosfera è il principale inquinante che influisce sulla qualità dell'aria urbana a livello nazionale.

Attualmente, le tecniche convenzionali di rimozione delle polveri sono difficili da controllare efficacemente le particelle sottili primarie con una dimensione di particelle 0,1-0,2 pm e le particelle sottili secondarie convertite da particelle di gas. Queste particelle sottili riducono il contrasto tra gli oggetti e lo sfondo disperdendo e assorbendo la luce visibile, riducendo così la visibilità. Ciò che è ancora più grave è che queste particelle sottili hanno una forte capacità di adsorbimento e fungono da "vettori" e catalizzatori per vari inquinanti, a volte possono diventare aggregati di molteplici inquinanti e sono i principali responsabili di varie malattie.

L'inquinamento da PM2,5 è diventato un importante problema ambientale atmosferico, attirando grande attenzione da paesi di tutto il mondo (come i precipitatori elettrostatici), che hanno successivamente studiato e sviluppato apparecchiature di rilevamento del PM2,5, sistemi di prova e tecnologie di controllo. Anche se la Cina ha iniziato relativamente tardi, con la promozione del governo e delle imprese di protezione dell'ambiente, è stato svolto un lavoro di base corrispondente: in termini di tecnologia di controllo, da un lato, sono stati applicati rigorosi standard di emissione per le attrezzature di rimozione delle polveri e, dall'altro, sono stati ricercati o sviluppati nuovi approcci tecnologici. Recentemente, il Ministero della Protezione Ambientale ha inasprito i limiti di concentrazione delle emissioni per gli inquinanti atmosferici e incluso il PM2,5 nel progetto di monitoraggio della qualità dell'aria ambientale.

La significativa riduzione della concentrazione di emissioni è la base per controllare efficacemente l'inquinamento composito da particolato atmosferico. Con il problema sempre più rilevante dell'inquinamento da particolato fine, si pone una sfida se i collettori di polveri ad alta efficienza esistenti possano controllare efficacemente il PM2,5. È necessario cercare nuove idee per lo sviluppo e la promozione di tecnologie di controllo pertinenti (collettori di polveri combinati a sacco elettrico).

Le apparecchiature convenzionali di rimozione della polvere ad alta efficienza come i precipitatori elettrostatici e i filtri a sacco non possono catturare efficacemente le particelle sottili con una dimensione delle particelle di 0,1-0,2 pm. Il precipitatore elettrostatico ha un'efficienza di rimozione della polvere molto elevata per particelle più grandi di 10 pm, ma quando il diametro della particella è inferiore a 14 pm, l'efficienza di rimozione della polvere diminuisce significativamente e l'efficienza di raccolta della polvere sarà inferiore al 90%. In casi estremi, l'efficienza scenderà anche sotto il 50%. Le particelle più emesse dal precipitatore elettrostatico sono particelle sottili di 0,2-14 pm.

Anche il filtro a sacco è così, non importa quanto sia efficiente, la maggior parte del particolato emesso è inferiore alle 14.5 pm. Pertanto, in assenza di nuove tecnologie efficienti per la raccolta del PM2,5, la riduzione delle emissioni di PM2,5 comporterà inevitabilmente un costo elevato (basato su un ulteriore miglioramento dell'efficienza dei collettori di polveri esistenti e di conseguenza sulla riduzione delle emissioni di particelle fini). A causa della difficoltà di caricare particelle fini e della loro forte penetrazione, specialmente durante i processi di combustione e fusione ad alta temperatura, il PM2,5 e le particelle formate dalla vaporizzazione e condensazione di ossidi di zolfo o azoto e metalli sono difficili da raccogliere con collettori di polveri ad alta efficienza esistenti.

Il precipitatore elettrostatico ha le seguenti limitazioni: ① Il precipitatore elettrostatico (precipitatore elettrostatico convertito in collettore di polveri combinato elettrico a sacco) ha una capacità limitata di catturare particelle ultrafini (come PM2.5), principalmente perché le particelle ultrafini sono difficili da caricare e la polvere secondaria generata dalla vibrazione dell'elettrodo rende più facile la fuga delle particelle fini catturate. L'efficienza di rimozione della polvere dei precipitatori elettrostatici è influenzata da molti fattori, come la temperatura del fumo, la portata dei gas di scarico, le caratteristiche delle ceneri volanti, il contenuto di zolfo, ecc. e fluttua notevolmente, che ha un grande impatto sul funzionamento stabile ed efficiente dei precipitatori elettrostatici Il paese rafforza il controllo delle emissioni di anidride solforosa, e la diminuzione della concentrazione di anidride solforosa nei gas di scarico porta ad un aumento della resistenza specifica delle particelle di fumo, con conseguente aumento della corona posteriore dei precipitatori elettrostatici e una diminuzione dell'efficienza di rimozione delle polveri (collettori ibridi di polveri a sacco elettrico).

Le limitazioni dei collettori di polvere a sacco includono non solo un'elevata resistenza operativa, ma anche problemi con la durata dei sacchetti filtranti (come sacchetti adesivi, sacchetti brucianti, sacchetti che perdono, corrosione e usura influenzano la durata dei sacchetti filtranti). Come estendere la durata dei sacchetti filtranti, ridurre la frequenza di sostituzione dei sacchetti e ridurre al minimo i costi di manutenzione giornalieri è attualmente un argomento di ricerca caldo.

Sebbene sia possibile selezionare materiali filtranti appropriati durante la fase di progettazione della rimozione della polvere a sacco in base alle proprietà dei gas di combustione da trattare per evitare che il sacchetto si attacchi e bruci (alcuni collettori di polveri a sacco di grandi dimensioni hanno aggiunto alcuni impianti ausiliari come la canna fumaria bypass e il riscaldamento e raffreddamento di emergenza per migliorare il loro fattore di sicurezza), la torta della polvere attaccata al sacchetto deve essere rimossa prima che il filtro a sacco possa essere rigenerato (i precipitatori elettrostatici sono sostituiti con collettori di polvere combinati elettrostatici a sacco). Pertanto, la pulizia del sacchetto filtro è essenziale e più accurata è la pulizia, meglio, che è più favorevole al funzionamento stabile e continuo del raccoglitore di polvere. Tuttavia, la vibrazione del sacchetto filtro che produce rumore durante la pulizia della polvere, così come la velocità del vento e le particelle di polvere durante la filtrazione, hanno un impatto significativo sulla durata del sacchetto filtro.

La prima forma è stata applicata con successo in Cina per molti anni. La pratica ha dimostrato che dopo che la polvere entra nel campo elettrico, la maggior parte della polvere nel gas di combustione viene prima rimossa e la polvere rimanente viene caricata ed entra nell'area di rimozione della polvere del sacchetto. Ciò crea una nuova condizione di lavoro per la rimozione della polvere del sacchetto, cioè, dopo che la polvere carica entra nell'area di rimozione della polvere del sacchetto, la maggior parte della polvere carica negativamente viene adsorbita sulla superficie del sacchetto filtro. A causa del fatto che la maggior parte della polvere carica è carica negativamente, le polveri con la stessa carica si respingono a vicenda, formando così una disposizione ordinata (collettore elettrico di polvere a sacco) e uno strato di polvere sciolto sulla superficie del sacchetto filtro.

Inoltre, le polveri contenenti cariche opposte nel campo elettrico subiscono elettrocoagulazione per formare grandi particelle. A causa dell'effetto del campo elettrico ad alta tensione, le proprietà dello strato di polvere formato dalla carica di polvere che entra nell'area del sacchetto filtro hanno subito cambiamenti significativi, che non solo cambiano le dimensioni delle particelle di polvere, ma cambiano anche lo stato di accumulo di polvere. Rispetto allo strato di polvere formato da particelle non caricate sulla superficie del sacchetto filtro nella rimozione convenzionale della polvere del sacchetto, la permeabilità dello strato di polvere è migliore e l'effetto di pulizia è migliore.

Tuttavia, una volta che la polvere carica lascia il campo elettrico, anche la velocità di ricombinazione degli elettroni è molto veloce. Dopo la combinazione di elettroni positivi e negativi, la polvere perde la sua carica e non può produrre effetti elettrostatici nell'area del sacchetto filtro. Poiché la resistenza dello strato di polvere nel sacchetto filtro rappresenta circa il 70% della resistenza complessiva del precipitatore elettrostatico e la resistenza del sacchetto filtro è generata principalmente dallo strato di polvere depositato sulla superficie del sacchetto filtro. Osservando la polvere raccolta dai sacchetti anteriori e posteriori, lo strato di polvere sulla superficie del sacchetto filtro vicino al campo elettrico è disposto in modo ordinato, con struttura sciolta e elevata porosità. Ma sulla superficie del sacchetto filtro che è lontano dal campo elettrico (dal precipitatore elettrostatico al filtro a sacco elettrostatico), lo strato di polvere è molto denso, simile alla forma di raccolta di un filtro a sacco puro.

Per risolvere la differenza nel grado di carica della polvere raccolta sulla superficie del sacchetto filtro lontano dal campo elettrico, la seconda forma di collettore di polvere elettrico a sacco organizza alternativamente la parte elettrostatica e il sacchetto filtro. Questo tipo di collettore di polveri posiziona il precipitatore elettrostatico e il filtro a sacco nella stessa camera, che possono interagire bene tra loro durante la raccolta delle particelle e il trasferimento della polvere alla tramoggia delle ceneri, con buoni risultati. Tuttavia, trasformando il campo elettrico del precipitatore elettrostatico in un precipitatore elettrostatico con borse elettriche alternate, l'elettrodo di raccolta della polvere, l'elettrodo corona, il telaio catodico e il telaio anodico nel campo elettrico originale sono interbloccati e non possono essere riutilizzati. Fondamentalmente, tutti i componenti del campo elettrico saranno scartati, con conseguente costo elevato (collettore di polveri combinato elettrico a sacchetto).

I collettori di polvere elettrici a sacco attualmente utilizzati sul mercato sono in realtà collettori di polvere elettrici nella parte anteriore e collettori di polvere a sacco nella parte posteriore, che sono collegati in serie, equivalente a due fasi di rimozione della polvere. Circa l'80% della polvere viene raccolta prima dai collettori elettrici di polvere, e la polvere rimanente entra nella depurazione a pressione del sacco. A causa della grande concentrazione di polvere, la riduzione della resistenza del sacchetto filtro sarà ridotta e il tempo di pulizia sarà esteso. Tuttavia, i fattori positivi della polvere carica non vengono riflessi (collettori di polvere elettrici a sacco).

Inoltre, alla fine del mondo, gli Stati Uniti hanno sviluppato un raccoglitore di polveri composito a sacco elettrico chiamato Max9, che equivale a fissare un filo corona nel mezzo di quattro sacchetti filtranti, e hanno ottenuto risultati ideali in esperimenti su piccola scala.

Attualmente esistono due forme principali di collettori elettrici a sacco sia a livello nazionale che internazionale: uno è il metodo a sacco elettrico anteriore e a sacco posteriore, dove lo stadio anteriore è costituito da uno o due campi elettrici e lo stadio posteriore è costituito da collettori di polvere a sacco filtro; l'altro è la disposizione di parti elettrostatiche (cioè elettrodi di scarico e elettrodi di raccolta polveri) e sacchetti filtro disposti alternativamente (collettore composito a sacco elettrico).

La nostra azienda ha progettato un precipitatore elettrostatico migliorato, che ha un buon effetto di rimozione della polvere ed è facile da retrofit sulla base dei precipitatori elettrostatici esistenti, con basso costo.

Composto da un guscio chiuso, disposizione alternata delle parti del sacchetto filtro e delle parti del campo elettrico situate all'interno del guscio, caratterizzato in quanto: la parte del sacchetto filtro è composta da sacchetti filtranti disposti parallelamente e da un deflettore esterno al sacchetto filtro all'ingresso del filtro elettrostatico; La parte del campo elettrico è costituita da due file di elettrodi corona disposti parallelamente alla parte del sacchetto filtro e da una fila di piastre di raccolta polveri, con le piastre di raccolta polveri situate tra le due file di elettrodi corona (collettore di polveri composito elettrico a sacco).

Come è noto, il filtro a sacco elettrico con disposizione alternata di sacchetti elettrici è dotato di piastre porose o piastre perforate su entrambi i lati del sacchetto filtro. Il motivo è che il sacchetto filtro è sostenuto da uno scheletro in acciaio. In assenza di protezione per il sacchetto filtro nel campo elettrico, scarica corona, flashover e persino arco possono danneggiare il sacchetto filtro. Per proteggere il sacchetto filtro da bruciature e perforazioni, un deflettore protettivo (come una piastra porosa) deve essere installato sul sacchetto filtro vicino al bordo del campo elettrico.

Il presente modello di utilità utilizza la struttura del campo elettrico originale, rimuovendo parte del sacchetto filtro installato e formando un campo elettrico indipendente nell'altra parte. Il filo corona è più vicino alla piastra di raccolta della polvere (rispetto al sacchetto filtro) o la punta dell'ago di scarico è rivolta verso la piastra di raccolta della polvere, evitando efficacemente il danno che la scarica corona può causare al sacchetto filtro (sostituendo il precipitatore elettrostatico con un raccoglitore di polveri composito a sacco elettrostatico).

Lo schema di disposizione di posizionare il campo elettrico e il sacchetto filtro nella stessa stanza utilizzando la struttura originale del precipitatore elettrostatico ottimizza notevolmente la struttura del prodotto e migliora i benefici economici. A causa del fatto che la polvere viene caricata dal campo elettrico prima di entrare nell'area del sacchetto filtro, il rapporto gas-panno è raddoppiato e il tasso di cattura della polvere di particolato fine è anche migliorato.