静电除尘器设计原理(2017)

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1、大气污染控制及设备运行第四章颗粒污染物控制设备第4讲电除尘器电除尘器电除尘器是静电力从气流中分离悬浮粒子（尘粒或液滴）的装置。电除尘器的特点：优点:a)具有分离粒子能耗低、气流阻力小的特点b)由于作用在粒子上的静电力相对较大，所以电除尘器也能有效的捕集亚微米级粒子c)具有处理气流量大（105～106m3/h），能连续操作缺点：一次性投资费用高、占地面积大、应用范围受粉尘比电阻限制、难以适应操作条件的变化和对制造、安装质量要求较高等。一、电除尘器的分类1.按集尘电极的结构形状分类管式：极线沿着垂直的管状集尘电极的中

2、心线悬挂，适用于气体量较小的情况，一般采用湿式清灰方式。板式：在互相平行的板式收尘电极的中间悬挂垂直的极线。板式可采用湿式清灰方式，但绝大多数采用干式清灰方式。2.按气流流动方式分类立式电除尘器：含尘气流自下而上流过。其优点是占地面积小，捕集效率高。卧式电除尘器：含尘气流沿水平方向流过，可分电场供电，容易实现对不同粒径粉尘的分离，有利于提高总除尘效率。此外安装高度比立式电除尘器低，操作和维修比较方便。一、电除尘器的分类3.按电极在除尘器内的布置分类单区电除尘器：集尘极和电晕极在同一区域内，颗粒荷电和捕集在同一区域

3、内完成。双区电除尘器：电晕极系统和收尘集系统分别装在两个不同区域内，前区安装电晕极称电晕区，粉尘粒子在前区荷电；后区安装集尘极称收尘区，荷电粉尘粒子在收集尘区被捕集。双区电除尘器主要用于空调的空气净化方面。4.按清灰方式分类干式电除尘器：在干燥状态下采用机械振打、电磁振打和压缩空气等方法清除集尘极上粉尘。干式电除尘器有利于回收有经济价值的粉尘，但容易产生二次扬尘。湿式电除尘器用水喷淋或用溢流水在集尘级表面形成一层水膜，使沉积在集尘极的粉尘随水膜一起流到除尘器下部排出。湿式电除尘器无二次扬尘，效率高，但清灰水需要处

4、理，对设备有腐蚀。卧式立式电除尘器外观图烟道气烟道气详图：严密的放电极收集的粉尘风板的距离清洁气体二、电除尘器的工作原理电除尘器的工作原理三个基本过程:悬浮粒子荷电－高压直流电晕带电粒子在电场内迁移和捕集－延续的电晕电场（单区电除尘器）或光滑的不放电的电极之间的纯静电场（双区电除尘器）捕集物从集尘表面上清除－振打除去接地电极上的粉尘层并使其落入灰斗二、电除尘器的工作原理(一)气体电离和电晕放电电除尘器的气体电离和导电可用右图曲线来说明：1.曲线ab段气体导电仅借助与气体中原有的少量自由电子2.曲线bc段极间导电电

5、流几乎没有变化，说明没有新电离出的电子和离子参与导电，增加的电压主要是提高了原有自由电子的动能。气体导电过程的伏-安曲线二、电除尘器的工作原理3.曲线cd段气体的电离A)当电压升高到cˊ点时，由于气体中的电子已获得足够的动能，足以使与之碰撞的气体中性分子发生电离，产生新的电子和阳离子，新的电子和离子参与导电。B)气体电离中的所谓电子雪崩：当电子在电场中获得足够大的动能后，又与其他中性气体分子碰撞使其电离，新产生的电子数和离子数像“雪崩”似的按等比级数增加。在这一段产生的粒子数可达1亿/cm3以上。注：起始电压越底

6、，更易于放电。所以可通过延长cd段的时间，提高除尘效果。二、电除尘器的工作原理电晕放电：当气体电离中出现电子雪崩时在放电极周围的电离区内，可以看见淡蓝色的光点或光环，也能听见咝咝声和劈啪的爆裂声。这一现象称为电晕放电。4.曲线de段如果两极间的电压升到eˊ点，由于电晕扩大，致使电极间产生火花或电弧，说明极间气体全部被击穿。火花放电时，极间电压急剧下降，同时在极短的时间内通过大量的电流。电除尘器运行时应经常保持在两极间的气体处于不完全被击穿的电晕放电状态，尽量避免产生短路现象。电晕放电粉尘荷电粉尘运动（气体电离）放

7、电金属线电晕极含负离子区区电晕区金属管集尘极三步曲电除尘器的工作原理示意图：电晕放电电晕放电机理金属丝放出的电子迅速向正极移动，与气体分子撞击使之离子化气体分子离子化的过程又产生大量电子－雪崩过程远离金属丝，电场强度降低，气体离子化过程结束，电子被气体分子捕获气体离子化区域－电晕区自由电子和气体负离子是粒子荷电的电荷来源。电晕放电影响电晕特性的因素电极的形状、电极间距离气体组成、压力、温度不同气体对电子的亲合力、迁移率不同气体温度和压力的不同影响电子平均自由程和加速电子及能产生碰撞电离所需要的电压气流中要捕集的粉

8、尘的浓度、粒度、比电阻以及在电晕极和集尘极上的沉积电压的波形二、电除尘器的工作原理(二)粉尘粒子荷电两种机理电场荷电或碰撞荷电--离子在静电力作用下做定向运动，与粒子碰撞而使粒子荷电扩散荷电--离子的扩散现象而导致的粒子荷电过程；依赖于离子的热能，而不是依赖于电场粒子的主要荷电过程取决于粒径对于dР﹥0.5m的微粒，以电场荷电为主对于dР﹤0.5m的微粒，以扩散荷电为