靜電除塵原理

1、2021/6/161靜電除塵的原理 2021/6/162經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，意味著人們將越來越多的礦物資源轉(zhuǎn)化為工業(yè)原材料和產(chǎn)品，同時(shí)將越來越多的廢棄物拋向大自然。 從工廠的煙囪中冒出的滾滾濃煙中就含有大量顆粒狀粉塵，它們嚴(yán)重污染了環(huán)境，影響到作物的生長(zhǎng)和人類的健康。（如右圖）采用除塵技術(shù)技術(shù)以后，從煙囪的排放物中，再也看不到濃黑的煙霧了。 靜電除塵是被人們公認(rèn)的高效可靠的除塵技術(shù)。 我們先在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬一下靜電除塵的全過程。 在模擬煙囪內(nèi)，可以看到，有煙塵從“煙囪”上飄出。 加上電源，煙囪上面的煙塵不見了。 如果撤去電源，煙塵又出現(xiàn)在我們眼前。 （如下圖） 2021/6/1632021/6/16

2、4通了電以后，粉塵哪里去了呢？我們先來看看靜電除塵裝置裝置的結(jié)構(gòu)。 在煙囪的軸線上，懸置了一根導(dǎo)線，稱之謂電暈線；在煙囪的四周設(shè)置了一個(gè)金屬線圈，我們稱它為集電極。 直流高壓電源的正極接在線圈上，負(fù)極接在電暈線上，如下圖所示。 2021/6/1652021/6/166可以看出，接通電源以后，集電極與電暈線之間就建立了一個(gè)非均勻電場(chǎng)，電暈線周圍電場(chǎng)最大。 改變直流高壓電源的電壓值，就可以改變電暈線周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度。 當(dāng)實(shí)際電場(chǎng)強(qiáng)度與空氣的擊穿電場(chǎng)相近時(shí)空氣發(fā)生電離，形成大量的正離子和自由電子電子。 自由電子隨電場(chǎng)向正極飄移，在飄移的過程中和塵埃中的中性分子或顆粒發(fā)生碰撞，這些粉塵顆粒吸附電子以后就

3、成了荷電粒子，這樣就使原來中性的塵埃帶上了負(fù)電。 在電場(chǎng)的作用下，這些帶負(fù)電的塵埃顆粒繼續(xù)向正極運(yùn)動(dòng)，并最后附著在集電極上。 （集電極可以是金屬線圈，也可以是金屬圓桶壁）當(dāng)塵埃積聚到一定程度時(shí)，通過振動(dòng)裝置，塵埃顆粒就落入灰斗中。 這種結(jié)構(gòu)也稱管式靜電除塵器除塵器。 如下左圖所示。 2021/6/1672021/6/1682021/6/169對(duì)管式靜電除塵器中的電壓設(shè)置，我們可以等價(jià)于同軸電纜來計(jì)算。 如上右圖所示，分別表示電暈極與集電極的半徑，L及D分別表示圓筒高度及直徑。 一般L為3-5m，D為200-300mm，故LD，此時(shí)電暈線外的電場(chǎng)可以認(rèn)為是無限長(zhǎng)帶電圓柱面的電場(chǎng)。 設(shè)單位長(zhǎng)度的圓柱面帶電荷為。 用靜電場(chǎng)高斯定理求出距軸線任意距離r處點(diǎn)P的場(chǎng)強(qiáng)為 （1）式中為沿徑矢的單位矢量。 內(nèi)外兩極間電壓U與電場(chǎng)強(qiáng)度E之關(guān)系為 （2）將式（1）代入式（2），積分后得故 （3）由于電暈線附近的電場(chǎng)強(qiáng)度最大，使它達(dá)到空氣電離的最大電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，就可獲得高壓電源必須具備的電壓取計(jì)算結(jié)果若施加電壓U低于臨界值，則沒有擊穿電流(i=0)。 實(shí)現(xiàn)不了除塵的目的。 也就是說，在這樣尺寸的除塵器中，通常當(dāng)電壓達(dá)到的數(shù)量級(jí)時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)良好的靜電除塵效果。 靜電