如电晕放电

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电除尘发展简介
• 公元前600年，希腊人就知道被摩擦过的琥珀对细粒子和纤 维的静电吸引作用 • 库仑发现的平方反比定律称为静电学的科学基础，它也是电 除尘理论的出发点。 • 威廉描述到：电能吸引由熄灭的火花产生的烟。1745年， 富兰克林开始研究尖端放电，他似乎是首先研究我们现在所 涉及到的发电尖端的电晕放电。 • 最早有关烟尘电力吸引的文学叙述出自英国的宫廷内科医生 威廉吉伯特，时间是1600年。 • 1908 年，柯特雷尔发表了他的第一个专利，并在赛尔拜冶 炼厂电除尘成功地回收了过去很难处理的硫酸雾。后来在他 的学生施密特协助下又进行了发展，为在冶金和水泥工业中 迅速广泛地采用电除尘，成功地控制空气污染奠定了基础， 从本世纪二十年代到四十年代开始应用于其它工业。
一、湿式除尘器的分类和性能
根据湿式除尘器的净化机理，可将其分成七类： 1. 重力喷雾洗涤器； 2. 旋风洗涤器； 3. 自激喷雾洗涤器； 4. 板式洗涤器； 5. 填料洗涤器； 6. 文丘里洗涤器； 7. 机械诱导喷雾洗涤器。
电除尘器
（ electrostatic precipitation ）
电除尘器是利用静电力从气流中分离悬浮粒子（尘粒或液滴）的 装置，与其他除尘器的根本区别在于：除尘过程的分离力 （主要是静电力）直接作用在粒子上，而不是作用在整个气 流上，因此电除尘器具有分离粒子能耗低、气流阻力小的特 点。由于作用在粒子上的静电力相对较大，所以电除尘器也 能有效地捕集亚微米级粒子。电除尘器还具有处理气流量大， 能连续操作，可在高温或腐蚀性条件下工作等优点。 除尘效率一般可大于 99% ，对微小尘粒也有足够的捕集效率。 处理量大，能连续操作，可用于高温、高压，广泛应用于冶 金、化工、能源、材料、纺织等工业部门。但静电除尘器设 备庞大，占地面积大，一次性投资费用高，应用范围受粉尘 比电阻限制，难以适应操作条件的变化，此外对制造、安装 质量要求高。
电晕线 单区电除尘器 电 晕 线 荷 电 段 集 尘 段
清洁气体
集尘板（-） 高压板（+）
双区电除尘器
原理示意图
放电金属线
金属管
集尘极
电晕极
含负离子区 三 步 曲 电晕放电 粉尘荷电 粉尘运动
电晕区
（气体电离）
如果两极间的电压升到e’ 点，由于电晕区扩大，致使 电极间产生火花或电弧。电 极间出现火花或电弧说明极 间气体全部击穿。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 电流。出现火花放电的电压 称为火花放电电压。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 的电晕状态，应尽量避免产 生短路现象。
电除尘器基本过程
–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、
静电除尘器的工作原理
在两个曲率半径相差较大的 金属阳极和阴极上，通以高 压直流电，维持一个足以使 气体电离的静电场。含尘气 体在电晕极周围强电场作用 下发生电离，形成气体离子 和电子使粒子荷电。荷电粒 子在电场力作用下向集尘极 运动并在集尘极上沉积，从 而达到粉尘和气体分离的目 的。当集尘极上粉尘达到一 定厚度时，借助振打机构使 粉尘落入下部灰斗。可见， 电除尘器的工作原理包括电 晕放电、气体电离、粒子荷 电、荷电粒子的迁移和捕集， 以及清灰等过程。
湿式除尘器
湿式除尘器是使含尘气体与液体（一般为水）相 互接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞及其作用 捕集颗粒或使粒径增大的装置。湿式除尘器可 以有效地将直径0.1-20m的液态或固态粒子从 气流中除去，同时也能脱除部分气态污染物。 它具有结构简单、造价低、占地面积小、操作及 维修方便和净化效果高等优点，能够处理高温、 高湿的气流，将着火、爆炸的可能减至最低。 但要特别注意设备和管道腐蚀以及污水和污泥 的处理，也不利于副产品的回收。
电除尘器外观图
卧式
立式
电除尘器
烟道气
风 板 的 距 离 烟道气 清洁 气体 收集的粉尘
电除尘器
集尘板
L
2H
High –voltage wire for corona discharge
h 烟气 清洁气体
电晕线长度
Dust removed from plates to hoppers
收集在集尘板上的尘
离开放电电极一定距离，经多次碰撞已经失去能量，由于电场强 度下降不足以使电子获得足够的能量再电离中性气体分子，电晕 现象随之消失。 开始发生电晕现象的电压c’称为起始电晕电压，曲线cd称为电晕 放电段，在电晕放电区，通过气体的电离电流，称为电晕电流。
单区和双区电除尘器
集尘板（+）
含尘气体
粒子荷 电和放 电在同一个电场 中进行
1.气体电离和电晕放电 通常气体中只含有极其微量的自由电子和气体离子， 可视为绝缘体。在电除尘器中，当两电极之间的电压 达到一定值时，两电极间的气体将发生电离由绝缘状 态转变为传导状态，即产生气体电离或电击穿，如电 晕放电、辉光放电、火花放电及电弧放电。 （1）电晕放电 电晕放电是一种不完全的电击穿，只是在放电极周围 很薄的一气层中出现电击穿，两电极间的电流很小。 而火花放电则是在放电极到收尘极之间有多条火花电 击穿，传导电流较大。
电布结合除尘器
• 电除尘器的主要优点
–压力损失小，一般为200～500Pa
–处理烟气量大，可达105～106m3/h
–能耗低，大约0.2～0.4kWh/1000m3
–对细粉尘有很高的捕集效率，可高于99％
–可在高温或强腐蚀性气Байду номын сангаас下操作
缺点:
1、一次性投资高 2、安装精度要求高 3、对粉尘比电阻有一定要求
2.粉尘粒子荷电
在电除尘器中，粉尘粒子主要是借助电场力作用而被捕 集。粉尘粒子荷电量愈大，被捕集的效果就愈大。理论 和实践都证明单极高压电晕可使粉尘粒子荷电量较大。 气体离子与粉尘粒子碰撞，能使离子附着在粒子上而荷 电。 两种荷电机制： 一种是气体离子在电场力的作用下做定向运动与粉尘粒子 碰撞，使其荷电，这种荷电称为电场荷电，dp>1.0 m。 另一种是气体离子作不规则热运动时与粉尘粒子碰撞，使 其荷电，这种荷电称为扩散荷电，dp<0.2 m。 粒子介于0.2-1.0 m的粒子，两种荷电机制均存在。