库仑电除尘器初论

2010-12-30

金 烈 水  
诸暨市环保研究所   库仑环保科技有限公司 
（浙江省诸暨市久盛花园 邮编311800 手机13706853689）

摘要 称谓“库仑电除尘”系从静电学的基础理论库仑定律研究到:库仑力的大小与两亇点电荷之间的距离平方成反比,导出让全部荷电尘粒迫使其趋向收尘极,并使收尘面周围风速趋向于零,使清灰呈离线状态,从根本上克服二次飞扬。实际测试表明一亇3.5m长的电场,当进口浓度为30g/Nm3时，出口排放<10mg/Nm3,,总效率达99.95%。 
关键词 库仑力  距离平方 通透型  离线模式 
1 库仑电除尘器的效果【1】【2】【3】【4】 
“库仑电除尘器”是一种高效率静电除尘器,可极大地提高电除尘器的效率，并且可将原有电除尘器的重量减轻一半左右，测试证明当进口浓度在30g/Nm3时，只用一个3.5m电场就可使出口排放浓度控制在10mg/Nm3以下，使除尘效率达到99.95%以上，是电除尘技术的一次重大突破，也是对当前布袋除尘效率的一种超越。【5】【6】【7】【8】 
2 初论库仑电除尘器的理论基础【9】【10】 
本发明专利是采用“通透型收尘极”替代“屏蔽型收尘极”,其研究理论基础为：静电场的库仑力(F1,2)与其二个点电荷（q1,q2）之间的距离平方（r2）成反比,与二个电荷量成正比: F,及流体的动压转为静压时的临界流速趋向于零的机理,让气体从一个进口通道流入,再向旁侧通道流出,迫使荷电尘粒近乎零距离趋向阳极板,即r→0,则库仑力趋向极大,以最大限度地增大库仑力。并可在有限的电场长度内大幅度增加比表面积,有効捕集高比电阻粉尘,几乎无一逃逸。                         
烟气在库仑电场中的工艺流程即流经方式：烟气是从奇数通道进入,而向两侧极板(通透型极板)流经,再向偶数通道的出口流出.即奇数的通道进口端开通末端为封闭,而偶数的通道其进口端封闭出口端开通。 
气流进入主通道后即流向两侧通透型收尘极,气流呈突然扩散进入隔壁通道再流出电场末端,故此荷电尘粒必经通透型收尘极。同时还使收尘面周围的气体趋向静态,呈现清灰处于离线模式,使尘粒趋极处于几乎无阻力状态,此时被振打而飘落的粉尘不可能再逆向飘回到进来的主通道中,同时也因出口通道中也有电晕线在放电,电力线同样起到压尘的作用或二次收尘的作用,使粉尘难以进入到出口通道中,故此有效克服二次扬尘，让二个物理现象最优化结合,并使原常规电场中尘粒流的贯性运动形成的紊流状态不复存在.因为常规电除尘器其气体流向,理论上是在每一个各自通道中与收尘极板平行直线前进的,尘粒几乎远离极板运动与库仑定律要求的距离很远,而且使通道中心层的尘粒一般在1m/s左右的流速场中迅速冲向电场末端,对高比电阻粉尘尤为严重,与电力线和电风趋极方向形成90。左右的分力,无疑会消耗大量电场电晕功率,自然相对降低了除尘效果,这种方式自1907年F.G.Cottrell创建工业电除尘器一个多世纪以来没有改变,延续至今。并一直遵照  多依奇公式（η=1-e-ωf或η=ω•A）寻找改进方案,也就是尽量扩大收尘面积和增加电场亇数,尽可能改进一切影响趋进速度ω的因素,但总体上没有对多依奇公式进行突破,也未见电除尘技术有根本性的变革,显然电除尘器必然随着环保要求的大幅提高及本身技术的相对滞后逐趋下游。【11】【12】【13】 
3 库仑电除尘技术的实用价值 
库仑电除尘技术可直接应用于新设计的电除尘器选型中，而且只要对阳极系统作必要变动,其它的一切结构都与原有电除尘器一样，包括壳体、阴极、振打、电源等均照旧，故对电除尘生产厂家应用库仑电除尘技术,是很好的一次技术更新,而且将会极大地开拓环保市场，尤其是对巳使用的老电除尘器进行改造,也是一种极好的方法,只要阳极系统改造一下，即可获得很好的效果,并只要改一、二个电场就可达到并超过三 、四个电场的效果,且使出口排放控制在30mg/m3甚至10mg/m3以下,无论新上或改旧;无论设计、制造、安装;无论是那一种形式的壳体结构都适用，不但节省了大量投资，而且排放浓度可以远远低于国家标准,所以将会受到用户的非常欢迎。 
4 库仑电

除尘技术的应用前景【14】【15】 
近年来环保领域纷纷认为电除尘器的效果巳不如布袋除尘器,因为电除尘器出口排放很难达到50 mg/m3以下,而布袋除尘器 
由于其滤料的过关,不但使其应用领域扩大，而且可使出口排放浓度控制在50mg/m3以下,甚至30mg/m3以下!严重地冲击着电除尘器的生存空间, 引发环保领域纷纷提出“电改袋”的趋势,或进行“前电后袋组合”“电袋复合”的艰苦改造。【16】【17】 
在此严峻的形势下,库仑电除尘技术的发明,不但使出口浓度可控制在10mg/m3以下,并且向零排放趋势发展,这是对布袋除尘固有缺点的挑战，而且在总投资额,运行费用方面远低于布袋除尘器, 这是电除尘划时代的飞跃! 是电除尘科技界、业界的奇迹和骄傲。【18】  
此项库仑电除尘技术巳申请了中国发明专利和国际发明专利,巳引起了国内外环保界的关注。欢迎业界合作开发或转让,以尽快普及这项新技术,更欢迎环保治理单位应用,以积极推进我囯环保事业的发展。 
              参考文献 
【1】严兴忠 王励前《进一步开发电除尘技术》第五届全国电除尘学术会议论文集1993.5
【2】林尤文《我国电除尘产业的进展存在问题  及对策》第八届全国电除尘学术会议论文集 1999.9
【3】黄三明《电除尘技的发展与展望》,第11届全国电除尘学术会议论文集,2005.10.
【4】《火电厂污染物排放标准》（GB13223-2003） 
【5】《电除尘器性能实验方法》（GB/T13931-32） 
【6】刘后启 林宏《电除尘器》中国建筑工业出版社1987.12
【7】[美]S.小奥格尔斯LK,C.B著.尼科尔斯著.谭天佑译《电除尘器》水利电力出版社1983.8
【8】黎在时《静电除尘器》冶金工业出版社1993.2
【9】张晓朝 牛海生 王静《电除尘器技术研究和发展方向的探讨》第10届全国电除尘学术会议/第2届全国脱硫学术会议论文集3332003.9
【10】赵文焕 赵利 原永涛 宗翔鹏《国外膜电除 
尘器研究现状》第11届全囯电除尘学术会议论文集2005.10.21
【11】黄慧芬《透镜式电除尘器新技术》第五届全国电除尘学术会议论文集1993.5
【12】陈士修 孙幼林 陈学构《静电透镜式电场的性能》第七届电除尘学术会议论文集1997.9
【13】陈士修 陈学构《电除尘的潜力有多大？透镜式电收技术近期的进展》第11届电除尘学术会议论文集,2005.10.郑州 
【14】姚群 陈隆枢《燃煤电站锅炉烟气袋式除尘技术条件与措施》全国袋式过滤研讨会论文集2001.4
【15】林宏《电-袋收尘器的发展和应用》第十届全国电除尘学术会议/第二届全囯脱硫学术会议论文集2995.10
【16】黄炜 林宏 郑奎照 吴江华 阙昶兴《电袋复合式除尘器的突破》第11届全国电除尘学术会议论文集2005.10
【17】林尤文 刘卫平 韩沁心《我国电除尘技术与产业发展的回顾和展望》第11届全囯电除学术会议论文集2005.10
【18】[美]H.J.怀特王成汉译《工业电收尘》冶金工业出版社1984