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靜電除塵的原理與特點
靜電除塵器的工作原理
靜電除塵器是利用高壓電場使煙氣發(fā)生電離,氣流中的粉塵荷電在電場作用下與氣流分離。負極由不同斷面形狀的金屬導(dǎo)線制成,叫放電電極。正極由不同幾何形狀的金屬板制成,叫集塵電極。
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基本條件,一是存在使粉塵荷電的電場;二是存在使荷電粉塵顆粒分離的電場。
一般的靜電除塵器采用荷電電場和分離電場合一的方法,放電極的金屬棒接高壓直流電源的負極,集塵極接地為正極,集塵極可以采用圓管,也可以采用平板。接通電源后,在電場作用下,空氣中的自由離子要向兩極移動,電壓愈高、電場強度愈高,離子的運動速度愈快。
由于離子的運動,極間形成了電流。開始時,空氣中的自由離子少,電流較少。電壓升高到一定數(shù)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,中性原子會分解成正、負離子,這種現(xiàn)象稱為空氣電離?？諝怆婋x后,由于聯(lián)鎖反應(yīng),在極間運動的離子數(shù)大大增加,表現(xiàn)為極間的電流急劇增加,空氣成了導(dǎo)體。
放電極周圍的空氣全部電離后,在放電極周圍可以看見一圈淡藍色的光環(huán),這個光環(huán)稱為電暈。電除塵器的電暈范圍通常局限于金屬棒周圍幾毫米處。空氣在電暈范圍電離后,正離子很快向負極移動,只有負離子才會進入電暈外區(qū),向陽極移動。 含塵空氣通過電除塵器時,由于電暈區(qū)的范圍很小,只有少量的塵粒在電暈區(qū)通過,獲得正電荷,沉積在電暈極上。大多數(shù)塵粒在電暈外區(qū)通過,獲得負電荷,后沉積在陽極板上,當(dāng)塵埃聚集到一定程度,由于重力作用,掉下聚集到收集槽內(nèi)。
數(shù)據(jù)采集型板式靜電除塵器就是典型的靜電除塵實驗設(shè)備。
與其它除塵器相比，電除塵器具有以下特點：
（1）除塵效率高。延長電場長度可以提高電除塵器的除塵效率。當(dāng)煙氣中粉塵處于一般狀態(tài)時，三電場電除塵器的除塵效率可達到99%以上，如四電場、五電場電除塵器的除塵效率可提高。經(jīng)過幾年的運行，由于電極的腐蝕，電除塵器的效率將下降。
（2）設(shè)備電阻小，總能耗低。電除塵器的能耗主要包括設(shè)備電阻損失、供電裝置能耗、電加熱與絕緣能耗、振動電機能耗等，其他煙氣除塵器的煙氣阻力損失是主要能耗，占總能耗的很大一部分。電除塵器的阻力僅為200-300pa，約為袋式除塵器的1/5。由于總能耗低，易損件更換少，運行成本遠低于袋式除塵器。
（3）適用范圍。該電除塵器可捕集粒徑小于0.1μm的顆粒，在300-400℃高溫?zé)煔狻袷诫姵龎m器既能除塵，又能去除煙氣中的細水霧和酸霧。當(dāng)煙氣參數(shù)在一定范圍內(nèi)波動時，電除塵器仍能保持良好的除塵性能。需要指出的是，煙氣中粉塵的比電阻對電除塵器的運行有重要影響，當(dāng)比電阻小于104a·cm或大于10'2a，cm時，電除塵器的正常運行過程受到干擾。
（4）可處理大風(fēng)量煙氣。電除塵器的結(jié)構(gòu)易于模塊化，可實現(xiàn)大型裝置。目前，單臺電除塵器的煙氣處理能力已達到200萬m3/h，用濕式除塵器或旋風(fēng)除塵器處理如此大量的煙氣是不經(jīng)濟的。
（5）一次性投資大。與其它除塵設(shè)備相比，電除塵器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，耗鋼量大。每個電場都需要配備一套高壓供電和控制裝置，所以價格比較貴。