静电除尘的原理与特点

静电除尘器的工作原理

静电除尘器是利用高压电场使烟气发生电离,气流中的粉尘荷电在电场作用下与气流分离。负极由不同断面形状的金属导线制成,叫放电电极。正极由不同几何形状的金属板制成,叫集尘电极。

由于辐射摩擦等原因,空气中含有少量的自由离子,单靠这些自由离子是不可能使含尘空气中的尘粒充分荷电的。因此,要利用静电使粉尘分离须具备两个基本条件,一是存在使粉尘荷电的电场;二是存在使荷电粉尘颗粒分离的电场。

一般的静电除尘器采用荷电电场和分离电场合一的方法,放电极的金属棒接高压直流电源的负极,集尘极接地为正极,集尘极可以采用圆管,也可以采用平板。接通电源后,在电场作用下,空气中的自由离子要向两极移动,电压愈高、电场强度愈高,离子的运动速度愈快。

由于离子的运动,极间形成了电流。开始时,空气中的自由离子少,电流较少。电压升高到一定数值后,放电极附近的离子获得了较高的能量和速度,它们撞击空气中的中性原子时,中性原子会分解成正、负离子,这种现象称为空气电离。空气电离后,由于联锁反应,在极间运动的离子数大大增加,表现为极间的电流急剧增加,空气成了导体。

放电极周围的空气全部电离后,在放电极周围可以看见一圈淡蓝色的光环,这个光环称为电晕。电除尘器的电晕范围通常局限于金属棒周围几毫米处。空气在电晕范围电离后,正离子很快向负极移动,只有负离子才会进入电晕外区,向阳极移动。 含尘空气通过电除尘器时,由于电晕区的范围很小,只有少量的尘粒在电晕区通过,获得正电荷,沉积在电晕极上。大多数尘粒在电晕外区通过,获得负电荷,后沉积在阳极板上,当尘埃聚集到一定程度,由于重力作用,掉下聚集到收集槽内。

数据采集型板式静电除尘器就是典型的静电除尘实验设备。

与其它除尘器相比，电除尘器具有以下特点：

（1）除尘效率高。延长电场长度可以提高电除尘器的除尘效率。当烟气中粉尘处于一般状态时，三电场电除尘器的除尘效率可达到99%以上，如四电场、五电场电除尘器的除尘效率可提高。经过几年的运行，由于电极的腐蚀，电除尘器的效率将下降。

（2）设备电阻小，总能耗低。电除尘器的能耗主要包括设备电阻损失、供电装置能耗、电加热与绝缘能耗、振动电机能耗等，其他烟气除尘器的烟气阻力损失是主要能耗，占总能耗的很大一部分。电除尘器的阻力仅为200-300pa，约为袋式除尘器的1/5。由于总能耗低，易损件更换少，运行成本远低于袋式除尘器。

（3）适用范围。该电除尘器可捕集粒径小于0.1μm的颗粒，在300-400℃高温烟气。湿式电除尘器既能除尘，又能去除烟气中的细水雾和酸雾。当烟气参数在一定范围内波动时，电除尘器仍能保持良好的除尘性能。需要指出的是，烟气中粉尘的比电阻对电除尘器的运行有重要影响，当比电阻小于104a·cm或大于10'2a，cm时，电除尘器的正常运行过程受到干扰。

（4）可处理大风量烟气。电除尘器的结构易于模块化，可实现大型装置。目前，单台电除尘器的烟气处理能力已达到200万m3/h，用湿式除尘器或旋风除尘器处理如此大量的烟气是不经济的。

（5）一次性投资大。与其它除尘设备相比，电除尘器结构复杂，耗钢量大。每个电场都需要配备一套高压供电和控制装置，所以价格比较贵。