静电除尘器简介

一、工作原理1、概述电除尘器是利用电力作用清除气体中固体或液体粒子的除尘装置。1906年F.G.科特雷尔首先研制成功，因此也称科特雷尔静电除尘器。2、电除尘器的特点高效、低阻，可处理高温气体。选用受到颗粒物比电阻的限制（常规电除尘器比电阻适应范围104Ω·cm～1010Ω·cm）。3.分类a.平板式b.管式3、除尘过程电除尘器的放电极(又称电晕极)和收尘极(又称集尘极)接于高压直流电源，当含尘气体通过两极间非均匀电场时，在放电极周围强电场作用下，气体首先被电离，并使粉尘粒子荷电，荷电后的粉尘粒子在电场力的作用下推向集尘极，从而达到除尘目的。4、涉及四个过程：（1）电晕放电（2）悬浮粒子荷电（3）带电粒子在电场内迁移和捕集（4）将捕集物从集尘表面上清除二、电晕放电1、负电晕负电晕—非均匀电场，电子迅速向接地极即正极运动，与气体分子发生撞击并使之离子化，结果又产生了大量电子，称之为电子雪崩过程。电子运动的速度由电场强度决定。当一个电子从放电极(阴极)向收尘极(阳极运动时，若电场强度足够大，则电子被加速，在运动的路径上碰撞气体原子会发生碰撞电离。和气体原子．第一次碰撞引起电离后，就多了一个自由电子。这两个自由电子向收尘极运动时，又与气体原子碰撞使之电离，每一原子又多产生一个自由电子，于是第二次碰撞后，就变成四个自由电子，这四个电子又与气体原子碰撞使之电离，产生更多的自由电子。所以一个电子从放电极到收尘极，由于碰撞电离，电子数将雪崩似地增加电负性气体俘获自由电子并产生负离子，同电子一起向正极运动，这些负离子和自由电子构成了使颗粒荷电的电荷来源。自由电子和正离子分别向极性相反的电极运动，逐渐升高电压，则电流增加，电晕放电更激烈，当电压达到Us时，空气被击穿，产生火花放电。损坏设备，应避免这种现象。2、正电晕靠光子辐射电离，产生臭氧少，常用于空调中的除尘。三、粒子荷电1、粒子荷电的过程电场荷电：离子在电场力作用下做定向运动，与粒子碰撞而使粒子荷电。（大颗粒：粒径大于1μm）扩散荷电：离子的扩散现象而导致粒子荷电过程。电除尘器中以此种形式为主。（小颗粒:粒径小于0.2μm）粒径在0.2—1μm之间，两种荷电均考虑。2、粒子荷电的形式电子直接撞击颗粒，使粒子荷电；气体吸附电子而形成负气体离子，刺离子再撞击颗粒而使粒子荷电。电负性气体：O2、Cl2…维持电晕放电的重要条件（对于负电晕）：电负性气体的存在、电子的吸附、空间电荷的形成。静电沉积过程（负电晕放电）四、荷电粒子的运动和捕集荷电尘粒在电场力作用下向集尘极作驱进运动，颗粒上的电荷与集尘极上的电荷中和，从而颗粒恢复中性，此为颗粒的放电过程。粒子的比电阻在104Ω·cm～5×1010Ω·cm的范围内，最适宜静电除尘。注意：比电阻过大或过小的影响：重返气流（低比电阻）；电荷积累，形成反电晕（高比电阻）。反电晕：反电晕是在电除尘器中沉积在极板表面上的高比电阻粉尘层所产生的局部放电现象。高比电阻粉尘到达收尘极板后不易释放。其极性及电晕极相同，便排斥后来的荷电粉尘，由于粉尘层的电荷释放缓慢，粉尘间形成较大的电位梯度，当粉尘层中的电场强度大于其临界值时，就会在粉尘层的空隙间产生局部击穿，产生与电晕极极性相反的正离子，并向电晕极运动，中和电晕极带负电的粒子。其表现为电流增大，电压降低，粉尘二次飞扬严重，使得收尘性能显著恶化。对于比电阻较大的粒子所采取的措施：改变温度，增大湿度，添加化学药剂及某些气体使其比电阻减小。五、被捕集颗粒的清除1、集尘极上的颗粒最靠近集尘极：靠近颗粒层外表面：2、清灰的目的：防止粉尘重新进入气流该粉尘的三个来源：气流把粉尘从集尘极表面直接吹起；振打电极使粉尘重新弥散于气流；把捕集的粉尘从灰斗卷起。3、清灰方式湿式清灰：在湿式电除尘器中干式清灰：在干式电除尘器中，通过机械撞击或电极振动六、类型和构造1、类型（1）按集尘极的形式板式：板式电除尘器为工业上应用的主要型式，气体处理量一般为25一50m3/s以上。管式（湿式清灰）：管式电除尘器用于气体流量小，含雾滴气体，或需要用水洗刷电极的场合（2）按荷电和放电空间布置单区：用于控制各种工艺尾气和燃烧烟气污染双区：用于通风空气的净化和某些轻工业部门单区和双区电除尘器双区电除尘器单区电除尘器（3）按气流方向卧式、立式（4）按清灰方式干式、湿式2、构造电晕极（圆线、星型线、芒刺线等）集尘极（板式、管式、蜂窝式等）（振打清灰装置气流分布装置壳体和灰斗电源（直流、脉冲）控制装置放电极—集尘极构成一个电场。电场可以设置为单区（放电、集尘合一）或双区（放电、集尘分开）型。大型电除尘器可设计为多室（单元电联）、电场（单元电场串联）形式。电除尘器构造图七、集尘效率及影响因素集尘效率式中：f—集尘极有效面积；Q—气体流量；vd—有效驱进速度是重要的设计参数，是经验数据，通常由实验确定。此式常被称为多依奇公式，可用于选型计算。主要影响因素有废气成分及状态（温度、压强、颗粒物导电性（比电阻）；颗粒物浓度；电极形状；气流分布；供电条件等。振打清灰也影响集尘效率。克服高比电阻对电除尘的不利影响，可从改变电除尘器结构和降低颗粒物比电阻两方面采取措施：例如双区、宽极距和高压脉冲供电等技术已应用，对高比电阻颗粒物有效；避开比电阻峰值温度；向烟气中添加导电性物质（如三氧化硫、氨）等。湿式电除尘器对低比电阻、粘性颗粒物有效。1expdgfvVQ八、电除尘器的优缺点1、优点：除尘效率高。设计合理，安装施工质量高时，可以达到任何除尘效率的要求。目前，工业上应用的电除尘器，除尘效率达到99％以上已属多见。可以净化气量较大的烟气。在工业上净化105-106M3／h烟气的电防尘已得到普遍应用。电除尘器能够除下的粒子粒径范围较宽，对于0.05um-50um的粉尘粒子仍有较高的除尘效率。可净化温度较高的含尘烟气。用于净化350℃以下的烟气,用于净化更高温度烟气时，需要特殊设计。电除尘器的能量消耗比其它类型防尘器低。电除尘器可以实现微机控制，远距离操作。压力损失小，一般为200～500Pa。能耗小，0.2-0.4千瓦时/1000立方米，可在高温和强腐蚀气体下操作。2、缺点建造电除尘器一次投资费用高，钢材消耗量较大。据估算，平均每平方米收尘面积所用钢材大约为3.5-4t。电除尘器的除尘效率受粉尘物理性质影响很大，特别是粉尘的比电阻的影响更为突出。电除尘器不适宜直接净化高浓度含尘气体。电除尘器对制造和安装质量要求较高；需要高压变电及整流控制设备；占地面积较大。九、除尘设备的性能评价评价除尘设备性能的指标技术指标处理气体流量净化效率压力损失经济指标设备费运行费占地面积