靜電除塵器的工作原理

是利用高壓直流不均勻電場(chǎng)使煙氣中的氣體分子電離，產(chǎn)生大量電子和離子，在電場(chǎng)力的作用下向兩極移動(dòng)，在移動(dòng)過(guò)程中碰到氣流中的粉塵顆粒使其荷電，荷電粉塵在電場(chǎng)力作用下與氣流分離向極性相反的極板或極線(xiàn)運動(dòng)，荷電粉塵到達極板或極線(xiàn)時(shí)由靜電力吸附在極板或極線(xiàn)上，通過(guò)振打裝置使粉塵落入灰斗從而使煙氣凈化。
1．氣體電離和電暈放電
由于輻射摩擦等原因，空氣中含有少量的自由離子，單靠這些自由離子是不可能使含塵空氣中的塵粒充分荷電的。因此，要利用靜電使粉塵分離須具備兩個(gè)基本條件，一是存在使粉塵荷電的電場(chǎng)；二是存在使荷電粉塵顆粒分離的電場(chǎng)。一般的靜電除塵器采用荷電電場(chǎng)和分離電場(chǎng)合一的方法，如圖1所示的高壓電場(chǎng)，放電極接高壓直流電源的負極，集塵極接地為正極，集塵極可以采用平板，也可以采用圓管。

圖1靜電除塵器的工作原理
在電場(chǎng)作用下，空氣中的自由離子要向兩極移動(dòng)，電壓愈高、電場(chǎng)強度愈高，離子的運動(dòng)速度愈快。由于離子的運動(dòng)，極間形成了電流。開(kāi)始時(shí)，空氣中的自由離子少，電流較少。電壓升高到一定數值后，放電極附近的離子獲得了較高的能量和速度，它們撞擊空氣中的中性原子時(shí)，中性原子會(huì )分解成正、負離子，這種現象稱(chēng)為空氣電離?？諝怆婋x后，由于聯(lián)鎖反應，在極間運動(dòng)的離子數大大增加，表現為極間的電流（稱(chēng)之為電暈電流）急劇增加，空氣成了導體。放電極周?chē)目諝馊侩婋x后，在放電極周?chē)梢钥匆?jiàn)一圈淡藍色的光環(huán)，這個(gè)光環(huán)稱(chēng)為電暈。因此，這個(gè)放電的導線(xiàn)被稱(chēng)為電暈極。
在離電暈極較遠的地方，電場(chǎng)強度小，離子的運動(dòng)速度也較小，那里的空氣還沒(méi)有被電離。如果進(jìn)一步提高電壓，空氣電離（電暈）的范圍逐漸擴大，后極間空氣全部電離，這種現象稱(chēng)為電場(chǎng)擊穿。電場(chǎng)擊穿時(shí)，發(fā)生火花放電，電話(huà)短路，電除塵器停止工作。為了電除塵器的正常運動(dòng)，電暈的范圍不宜過(guò)大，一般應局限于電暈極附近。
如果電場(chǎng)內各點(diǎn)的電場(chǎng)強度是不相等的，這個(gè)電場(chǎng)稱(chēng)為不均勻電場(chǎng)。電場(chǎng)內各點(diǎn)的電場(chǎng)強度都是相等的電場(chǎng)稱(chēng)為均勻電場(chǎng)。例如，用兩塊平板組成的電場(chǎng)就是均勻電場(chǎng)，在均勻電場(chǎng)內，只要某一點(diǎn)的空氣被電離，極間空氣便會(huì )部電離，電除塵器發(fā)生擊穿。因此電除塵器內設置非均勻電場(chǎng)。
開(kāi)始產(chǎn)生電暈放電的電壓稱(chēng)為起暈電壓。對于集塵極為圓管的管式電除塵器在放電極表面上的起暈電壓按下式計算：
(1)
式中m——放電線(xiàn)表面粗糙度系數，對于光滑表面m=1，對于實(shí)際的放電線(xiàn)，表面較為粗糙，m=0.5～0.9；
R1——放電導線(xiàn)半徑，m；
R2——集塵圓管的半徑，m；
δ——相對空氣密度。

T0、P——標準狀態(tài)下氣體的溫度和壓力；
T、P——實(shí)際狀態(tài)下氣體的溫度和壓力。
從公式（1）可以看出，起暈電壓可以通過(guò)調整放電極的幾何尺寸來(lái)實(shí)現。電暈線(xiàn)越細，起暈電壓越低。
電除塵器達到火花擊穿的電壓稱(chēng)為擊穿電壓。擊穿電壓除與放電極的形式有關(guān)外，還取決于正、負電極間的距離和放電極的極性。

圖（2）是在電暈極上分別施加正電壓和負電壓時(shí)的電暈電流—電壓曲線(xiàn)。從圖（1）可以看出，由于負離子的運動(dòng)速度要比正離子大，在同樣的電壓下，負電暈能產(chǎn)生較高的電暈電流，而且它的擊穿電壓也高得多。因此，在工業(yè)氣體凈化用的電除塵器中，通常采用穩定性強、可以得到較高操作電壓和電流的負電暈極。用于通風(fēng)空調進(jìn)氣凈化的電除塵器，一般采用正電暈極。其優(yōu)點(diǎn)是，產(chǎn)生的臭氧和氮氧化物量較少。

查看全部介紹