靜電除塵器的工作原理

1、一、靜電除塵器的工作原理一、靜電除塵器的工作原理1氣體電離和電暈放電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(gè)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，如圖5-7-1所示的高壓電場，放電極接高壓直流電源的負(fù)極，集塵極接地為正極，集塵極可以采用平板，也可以采用圓管。 圖5-7-1靜電除塵器的工作原理在電場作用下，空氣中的自由離子要向兩極移動(dòng)，電壓愈高、電場強(qiáng)度愈高，離子的運(yùn)動(dòng)速度愈快。由于離子的運(yùn)動(dòng)，極間形成了電流。

2、開始時(shí)，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(shí)，中性原子會(huì)分解成正、負(fù)離子，這種現(xiàn)象稱為空氣電離。空氣電離后，由于聯(lián)鎖反應(yīng)，在極間運(yùn)動(dòng)的離子數(shù)大大增加，表現(xiàn)為極間的電流（稱之為電暈電流）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(lán)色的光環(huán)，這個(gè)光環(huán)稱為電暈。因此，這個(gè)放電的導(dǎo)線被稱為電暈極。在離電暈極較遠(yuǎn)的地方，電場強(qiáng)度小，離子的運(yùn)動(dòng)速度也較小，那里的空氣還沒有被電離。如果進(jìn)一步提高電壓，空氣電離（電暈）的范圍逐漸擴(kuò)大，最后極間空氣全部電離，這種現(xiàn)象稱為電場擊穿。電場擊穿時(shí)，發(fā)生

3、火花放電，電話短路，電除塵器停止工作。為了保證電除塵器的正常運(yùn)動(dòng)，電暈的范圍不宜過大，一般應(yīng)局限于電暈極附近。如果電場內(nèi)各點(diǎn)的電場強(qiáng)度是不相等的，這個(gè)電場稱為不均勻電場。電場內(nèi)各點(diǎn)的電場強(qiáng)度都是相等的電場稱為均勻電場。例如，用兩塊平板組成的電場就是均勻電場，在均勻電場內(nèi)，只要某一點(diǎn)的空氣被電離，極間空氣便 會(huì)部電離，電除塵器發(fā)生擊穿。因此電除塵器內(nèi)必須設(shè)置非均勻電場。開始產(chǎn)生電暈放電的電壓稱為起暈電壓。對于集塵極為圓管的管式電除塵器在放電極表面上的起暈電壓按下式計(jì)算：      V     &#

4、160;     （5-7-1）式中  m放電線表面粗糙度系數(shù)，對于光滑表面m=1，對于實(shí)際的放電線，表面較為粗糙，m=0.50.9；R1放電導(dǎo)線半徑，m；R2集塵圓管的半徑，m；相對空氣密度。                              

5、60;                                                 T0、

6、P標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的絕對溫度和壓力；T、P實(shí)際狀態(tài)下氣體的絕對溫度和壓力。從公式（5-7-1）可以看出，起暈電壓可以通過調(diào)整放電極的幾何尺寸來實(shí)現(xiàn)。電暈線越細(xì)，起暈電壓越低。電除塵器達(dá)到火花擊穿的電壓稱為擊穿電壓。擊穿電壓除與放電極的形式有關(guān)外，還取決于正、負(fù)電極間的距離和放電極的極性。圖（5-7-2）是在電暈極上分別施加正電壓和負(fù)電壓時(shí)的電暈電流電壓曲線。從圖（5-7-1）可以看出，由于負(fù)離子的運(yùn)動(dòng)速度要比正離子大，在同樣的電壓下，負(fù)電暈?zāi)墚a(chǎn)生較高的電暈電流，而且它的擊穿電壓也高得多。因此，在工業(yè)氣體凈化用的電除塵器中，通常采用穩(wěn)定性強(qiáng)、可以得到較高操作電壓和電流的負(fù)電暈極。用于通風(fēng)空調(diào)進(jìn)氣凈

7、化的電除塵器，一般采用正電暈極。其優(yōu)點(diǎn)是，產(chǎn)生的臭氧和氮氧化物量較少。 圖5-7-2 正、負(fù)電極下電暈電流電壓曲線2塵粒的荷電電除塵器的電暈范圍（也稱電暈區(qū)）通常局限于電暈線周圍幾毫米處，電暈區(qū)以外的空間稱之為電暈外區(qū)。電暈區(qū)內(nèi)的空氣電離后，正離子很快向負(fù)（電暈）極移動(dòng)，只有負(fù)離子才會(huì)進(jìn)入電暈外區(qū)，向陽極移動(dòng)。含塵空氣通過電除塵器時(shí)，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(fù)電荷，最后沉積在陽極板上，這就是陽極板稱為集塵極的原因。塵粒荷電是電除塵過程的第一步。在電除器內(nèi)存在兩種不同的荷電機(jī)理。一種是離子在靜電力作用下

8、做定向運(yùn)動(dòng)，與塵粒碰撞（點(diǎn)擊觀看flash模擬動(dòng)畫碰撞作用荷電），使其荷電，稱為電場荷電。另一種是離子的擴(kuò)散現(xiàn)象導(dǎo)致塵粒荷電，稱為擴(kuò)散荷電。對dc>0.5m的塵粒，以電場荷電為主；對dc<0.2m的塵粒，則以擴(kuò)散荷電為主；dc介于0.20.5的塵粒則兩者兼而有之。在工業(yè)電除塵器中，通常以電場荷電為主。在電場荷電時(shí)，通過離子與塵粒的碰撞使其荷電，隨塵粒上電荷的增加，在塵粒周圍形成一個(gè)與外加電場相反的電場，其場強(qiáng)越來越強(qiáng)，最后導(dǎo)致離子無法到達(dá)塵粒表面。此時(shí)，塵粒上的電荷已達(dá)到飽和。在飽和狀態(tài)下塵粒的荷電量按下式計(jì)算：      

9、; C                    （5-7-2）式中0真空介電常數(shù)，0=8.85×10-12C/N·m2；    dc粒徑，m；    Ef放電極周圍的電場強(qiáng)度，V/m；    p塵粒的相對介電常數(shù)。P與粉塵的導(dǎo)電性能有關(guān)。對導(dǎo)電材料P=；絕緣材料P=1；金屬氧化物P=1218；石英P=

10、4.0。從上式可以看出，影響塵粒荷電的主要因素是塵粒直徑dc、相對介電數(shù)P和電場強(qiáng)度。二、靜電除塵器的主要性能參數(shù)計(jì)算 對電除塵器內(nèi)粒的運(yùn)動(dòng)和捕集進(jìn)行理論分析，依賴于氣體流動(dòng)模型。最簡單的情況是假設(shè)含塵氣體在電除塵器內(nèi)作層流運(yùn)動(dòng)。在這種情況下塵粒的移動(dòng)根據(jù)經(jīng)典力學(xué)和電學(xué)定律求得。1驅(qū)進(jìn)速度荷電后的塵粒在電場內(nèi)由于受到靜電力的作用將向集塵極運(yùn)動(dòng)（點(diǎn)擊觀看flash模擬動(dòng)畫塵粒在電場內(nèi)運(yùn)動(dòng)）。荷電塵粒在電場內(nèi)受到靜電力F=qEj    N          &

11、#160;         （5-7-3）式中  Ej集塵極周圍電場強(qiáng)度，V/m。塵粒在電場內(nèi)作橫向運(yùn)動(dòng)時(shí)，要受到空氣的阻力，當(dāng)Rec1時(shí)，空氣阻力          P=3dc      N               

12、;    （5-7-4）式中塵粒與氣流在橫向的相對運(yùn)動(dòng)速度，m/s。當(dāng)靜電力等于空氣阻力時(shí)，作用在塵粒上的外力之和等于零，塵粒在橫向作等速運(yùn)動(dòng)。這時(shí)塵粒的運(yùn)動(dòng)速度稱為驅(qū)進(jìn)速度。驅(qū)進(jìn)速度                          m/s      

13、60;   （5-7-5）把公式（5-7-2）代入上式，                            m/s         （5-7-6）對dc5µm的塵粒，上式應(yīng)進(jìn)行修正：   

14、;     m/s        （5-7-7） 式中  Kc庫寧漢滑動(dòng)修系數(shù)。 為簡化計(jì)算，可近似認(rèn)為，                           Ef=Ej=U/B=Ep &#

15、160;  V/m式中 U電除塵器工作電壓，V；     B電暈極至集塵極的間距，m；     EP電暈塵器的平均電場強(qiáng)度，V/m。因此，  m/s                      （5-7-8）從公式（5-7-8）可以看出，由除塵器的工作電壓U愈高，電暈極至集塵極的距離B愈小，

16、電場強(qiáng)度E愈大，塵粒的驅(qū)使進(jìn)度也愈大。因此，在不發(fā)生發(fā)擊穿的前提下，應(yīng)盡量采用較高的工作電壓。影響電除塵器工作的另一個(gè)因素是氣體的動(dòng)力粘度，值是隨溫度的增加而增加的，因此煙氣溫度增加時(shí)，塵粒的驅(qū)進(jìn)速度和除塵效率都會(huì)下降。公式（5-7-5）是在Rec1、塵粒的運(yùn)動(dòng)只受靜電力的影響這兩上假設(shè)下得出的。實(shí)際的電除塵器內(nèi)都有不同程度的紊流存在，它們的影響有時(shí)要比靜電力要大得多。另外還有許多其它的因素沒有包括在公式（5-7-8）中，因此，僅作定性分析用。2除塵效率要求出電除塵器的除塵效率需建立微分方程。但由于電除塵器的除塵效率與粉塵性質(zhì)、電場強(qiáng)度、氣流速度、氣體性摶及除塵器結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，要嚴(yán)格地從理論

17、上推導(dǎo)除塵效率方程式是困難的，因此在推導(dǎo)過程中作以下假設(shè)：電除塵器橫斷面上有兩上區(qū)域，集塵極附近的層流邊界層和幾乎占有整個(gè)斷面的紊流區(qū)。塵粒運(yùn)動(dòng)受紊流的控制，整個(gè)斷面上的濃度分布是均勻的。在邊界層塵粒具有垂直于避面的分速度。忽略電風(fēng)、氣流分布不均勻、二次揚(yáng)塵等因素的影響。 圖5-7-3 靜電除塵器除塵效率分析模型圖 建立微分方程首先需要抽象模型如圖5-7-3所示。設(shè)氣體和粉塵在水平方向的流速為（m/s）；除塵器內(nèi)某一斷面上氣體含塵濃度為y（g/m3）；氣流運(yùn)動(dòng)方向上每單位長度集塵面積為a（m2/m）；氣流運(yùn)動(dòng)方向上除塵器的橫斷面積為F（m2）；電場長度為l（m）；塵粒的驅(qū)進(jìn)

18、度為氣流運(yùn)動(dòng)方向上除塵器的橫斷面積為F（m2）；電場長度為（m）；塵粒的驅(qū)進(jìn)速度為（m/s）。在d時(shí)間內(nèi)，在d空間捕集的粉塵量dm=（d）dy= -F（dx）dy                （5-7-9）把d=d代入上式，則對上式兩邊進(jìn)行積分，            （5-7-10）式中y1除塵器進(jìn)口處含塵濃度，g/m3；y2除塵器出

19、口處含塵濃度，g/m3。 將F=L、=A上式，則式中 L除塵器處理風(fēng)量，m3/s；     A集塵極總的集塵面積，m2。則除塵效率為                                   

20、0;                     （5-7-11） 表5-7-1     不同（）值下的除塵效率01.02.02.33.03.914.616.91（%）063.286.59095989999.9 公式（5-7-11）是在一系列假設(shè)的前提下得出的，和實(shí)際情況并不完全相符。但是它給我們提供了分析、估計(jì)和比較電除塵器效率的基礎(chǔ)。從該

21、式可以看出，在除塵效率一定的情況下，除塵器尺寸和塵粒驅(qū)進(jìn)速度成反比，和處理風(fēng)量成正比；在除塵器尺寸一定的情況下，除塵效率和氣流速度成反比。3有效驅(qū)進(jìn)速度公式（5-7-11）在推導(dǎo)過程中忽略了氣流分布不均勻、粉塵性質(zhì)、振打清灰時(shí)的二次揚(yáng)塵因素的影響，因此理論效率值要比實(shí)際值高。為了解決這一矛盾，提出有效驅(qū)進(jìn)速度的概念。所謂有效驅(qū)進(jìn)速度就是根據(jù)某一除塵器實(shí)際測定的除塵效率和它的集塵極總面積A、氣體流量L，利用公式（5-7-11）倒算出驅(qū)進(jìn)速度。我們把這個(gè)速度稱為有效驅(qū)進(jìn)速度。在有效驅(qū)進(jìn)速度中包含了粒徑、氣流速度、氣體溫度、粉塵比電組、粉塵層厚度、電極型式、振打清灰時(shí)的二次揚(yáng)塵等因 素。因此有效驅(qū)時(shí)

22、速度要通過大量的經(jīng)驗(yàn)積累，它的數(shù)值與理論驅(qū)進(jìn)速度相差較大。表5-7-2是某部門實(shí)測的有效驅(qū)進(jìn)速度e值。表5-7-2      某些粉塵的有效驅(qū)進(jìn)速度e粉塵種類e（cm/s）粉塵種類e（cm/s）鍋爐飛灰水   泥鐵礦燒結(jié)粉塵氧化亞鐵焦   油平   爐8-12.29.56-207-228-235.7鎂   砂氧化鋅、氧化鉛石膏氧化鋁熟料氧化鋁4.7419.5136.4三、靜電除塵器的主要結(jié)構(gòu)部件與裝置 圖5-7-4為靜電除塵器結(jié)構(gòu)圖。在工業(yè)電除塵器中，最廣

23、泛采用的是臥式的板式電除塵器，見圖5-7-5。它是由本體和供電原源兩部分組成。本體包括除塵器殼體、灰斗、放電極、集塵極、氣流分布裝置、振打清灰裝置、絕緣子及保溫箱等等。下面介紹除塵器的主要部件。圖5-7-4靜電除塵器結(jié)構(gòu)圖圖5-7-5板式靜電除塵器組成結(jié)構(gòu)圖 1集塵極（1）對集塵極板的基本要求對集塵極板的基本要求是：板面場強(qiáng)分布和板面電流分布要盡可能均勻；防止二次場塵的性能好。在氣流速度較高或振打清灰時(shí)產(chǎn)生的二次場塵少；振打性能好。在較小的振打力作用下，在板面各點(diǎn)能獲得足夠的振打加速度，且分布較均勻；機(jī)械強(qiáng)度好（主要是剛度）、耐高溫和耐腐蝕。具有足夠的剛度才能保證極板間距及極板與極線

24、的間距的準(zhǔn)確性；容納粉塵量大，消耗鋼材少，加工及安裝精度高。（2）集塵極板的結(jié)構(gòu)形式極板用厚度為1.22.0mm的鋼板在專用軋機(jī)上軋制而成，為了增大容納粉塵量大，通常將集塵極做成各種斷面形狀。，常用的斷面形狀如圖5-7-6所示。 圖5-7-6 集塵極板的結(jié)構(gòu)形式 極板高度一般為215m。每個(gè)電場的有效電場長度一般為34.5m，由多塊極板拼裝而成。常規(guī)電除塵器的集塵極板的間距通常采用300mm。國內(nèi)、外研究結(jié)果表明，加大極板間間距，增大了絕緣距離，可以抑止電場火花放電；同時(shí)可以提高電除法器的工作電壓，增大粉塵的驅(qū)進(jìn)速度；另外還可使電極板面積也會(huì)相應(yīng)減小。由于這種除塵器的工作電

25、壓比常規(guī)的高，故稱為寬間距超高壓電除塵器。寬間距電除塵器的極板間距一般為400600mm。根據(jù)目前的試驗(yàn)研究，采用400mm為好，其工作電壓為12080kV。這種除塵器目前已在電站、水泥等行業(yè)應(yīng)用。2電暈極（放電極）（1）對放電極的基本要求對放電極的基本要求為：放電性能好（起暈電壓低、擊穿電壓高、電暈電流強(qiáng)）；機(jī)械強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐高溫、不易斷線；清灰性能好。振打時(shí)，粉塵易于脫落，不產(chǎn)生結(jié)瘤和肥大現(xiàn)象。（2）電暈極的結(jié)構(gòu)形式放電極的形式很多，常見的形式如圖5-7-7所示。 圖5-7-7  常見的電暈極結(jié)構(gòu)形式 圓形采用直徑1.52.5mm的高度鎳鉻合金制作，上部懸

26、掛在框架上，下部用重錘保持其垂直位置。圓線也可作成螺旋彈簧形，上、下部都固定在框架上（如圖5-7-8所示），由于導(dǎo)線保持一定的張力，放電線處于繃緊狀態(tài)。圖5-7-8圓形電暈極固定方式 星形它是用46mm的圓鋼冷拉成星形斷面的導(dǎo)線。它利用極線全長的四個(gè)尖角放電，放電效果比光線式好。星形線容易粘灰，適用于含塵濃度低的煙氣。鋸齒形用薄鋼條（厚約1.5mm）制作，在其兩側(cè)沖出鋸齒，形成鋸齒形電極。鋸齒形的放電強(qiáng)度高，是應(yīng)用較多的一種放電極。芒刺式芒刺型電暈線是依靠芒刺的尖端進(jìn)行放電。形成芒刺的方式很多，RS是目前采用較多的一種（見圖5-7-9），它是以直徑為20mm的圓管作支撐，兩側(cè)伸出交叉

27、的芒刺。這種線的機(jī)械強(qiáng)度高，放電強(qiáng)。芒刺式采用點(diǎn)放電代替極線全長的放電，試驗(yàn)表明，在同樣的工作電壓下，芒刺式的電暈電流要比星形線大，有利于捕集高濃度的微小塵粒。芒刺式電暈極的刺尖會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的離子流，增大了電除塵器的電風(fēng)（由于離子流對氣體分子的作用，氣體向集塵極的運(yùn)動(dòng)稱為電風(fēng)），有利于減少電暈閉塞。芒刺式電暈極適用于含塵濃度高的煙氣，因此，有的電除塵器在第一、二電場采用芒刺式，在第三電場采用光線或星形線。芒刺式電暈極尖端應(yīng)避免積塵，以免影響放電。極線間距通常取0.500.65倍的通道寬度，對常規(guī)電除塵器可取160200mm。芒刺式的間距一般為50100mm。集塵極和電暈極的制作、安裝質(zhì)量對電除塵

28、器的性能有很大影響，安裝前極板和極線必須調(diào)直，安裝時(shí)要嚴(yán)格控制極距，偏差不得大于5mm。如果個(gè)別地點(diǎn)極距偏小，會(huì)首先發(fā)生擊穿。  圖5-7-9  RS芒刺式電暈極 3振打清灰裝置沉積在電暈極和集塵極上的粉塵必須通過振打及時(shí)清除，電暈極上積灰過多，會(huì)影響放電。集塵極上積灰過多，會(huì)影響塵粒的驅(qū)進(jìn)速度，對于高比電阻粉塵還會(huì)引起反電暈。及時(shí)清灰是防止電暈的措施之一。常用的振打方式是錘擊振打（如圖5-7-10所示）。振打頻率和振打強(qiáng)度必須在運(yùn)行過程中調(diào)整。振打頻率高、強(qiáng)度大，積聚在極板上的粉塵層薄，振打后粉塵會(huì)以粉末狀下落，容易產(chǎn)生二次飛揚(yáng)。振打頻率低、強(qiáng)度弱，極

29、板上積聚的粉塵層較厚，大塊粉尖會(huì)因自重高速下落，也會(huì)造成二次飛揚(yáng)。振打強(qiáng)度還與粉塵的比電阻有關(guān)，高比電阻粉塵應(yīng)采用較高的振打強(qiáng)度。為了防止比電阻小的粉塵產(chǎn)生二次飛揚(yáng)，有的電除塵器專門在集塵極的表面淋水，形成一層水膜，用水膜把粉塵帶走，這種電除塵器自然稱為濕式電除塵器。用濕法清灰雖解決了粉塵的二次飛揚(yáng)問題，但是也帶來了泥漿和廢水的處理問題，因此目前應(yīng)用較少。 圖5-7-10  錘擊振打方式 4氣流分布裝置電除塵器中氣流分布的均勻性對除塵效率有較大影響。除塵效率與氣流速度成反比，當(dāng)氣流速度分布不均勻時(shí)，流速低處增加的除塵效率遠(yuǎn)不足以彌補(bǔ)流速高處效率的下降，因而總的效率

30、是下降的。氣流分布的均勻程度與除塵器進(jìn)出口的管道形式及氣流分布裝置的結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。在電除塵器的安裝位置不受限制時(shí)，氣流經(jīng)漸擴(kuò)管進(jìn)入除塵器，然后再經(jīng)12塊平行的氣流分布板進(jìn)入除塵器電場。在這種情況下，氣流分布的均勻程度取決于擴(kuò)散角和分布板結(jié)構(gòu)。除塵器安裝位置受到限制，需要采用直角入口時(shí)，可在氣流轉(zhuǎn)彎處加設(shè)導(dǎo)流葉片，然后再經(jīng)分布板進(jìn)入除塵器。氣流分布板有多種型式，常用的是圓孔形氣流分布板，采用35mm鋼板制作，孔徑約為4060mm，開孔率為50%65%。5電除塵器的供電裝置供電裝置包括三部分：（1）升壓變壓器如圖5-7-11所示，它是將工頻380V或220V交流電壓升到除塵器所需的高電壓，通常工

31、作電壓為5060kV。增大極板間距，要求的電壓也相應(yīng)增高。（2）整流器它將高壓交流電變?yōu)橹绷麟?，目前都采用半?dǎo)體硅整流器。（3）控制裝置如圖5-7-12所示，電除塵器中煙氣的溫度、濕度、煙氣量、煙氣成份及含塵濃度等工況條件是經(jīng)常變化的，這些變化直接影響到電壓、電流的穩(wěn)定性。因而要求供電裝置隨著煙氣工況的改變而自動(dòng)調(diào)整電壓的高、低（稱之為自動(dòng)調(diào)壓），使工作電壓始終在接近于擊穿電壓下工作，從而保證除塵器的高效穩(wěn)定運(yùn)行。目前采用的自動(dòng)調(diào)壓的方式有：火花頻率控制，火花積分值控制，平均電壓控制，定電流控制等。 圖5-7-11 靜電除塵器升壓變壓器 圖5-7-12 靜電除塵器控制裝置四

32、、影響靜電除塵器除塵效果的因素主要影響因素有：粉塵比電阻、氣體含塵濃度、氣流速度等。1粉塵的比電阻如圖5-7-13所示，比電阻在1041011·cm之間的粉塵，電除塵效果好。當(dāng)粉塵比電阻小于104·cm時(shí)，由于粉塵導(dǎo)電性能好，到達(dá)集塵極后，釋放負(fù)電荷的時(shí)間快，容易感應(yīng)出與集塵極同性的正電荷，由于同性相斥而使"粉塵形成沿極板表面跳動(dòng)前進(jìn)"，降低除塵效率。當(dāng)粉塵比電阻大于1011·cm時(shí)，粉塵釋放負(fù)電荷慢，粉塵層內(nèi)形成較強(qiáng)的電場強(qiáng)度而使粉塵空隙中的空氣電離，出現(xiàn)反電暈現(xiàn)象。正離子向負(fù)極運(yùn)動(dòng)過程中與負(fù)離子中和，而使除塵效率下降。比電阻低于104

33、83;cm稱為低阻型。這類粉塵有較好的導(dǎo)電能力，荷電塵粒到達(dá)集塵極后，會(huì)很快放出所帶的負(fù)電荷，同時(shí)由于靜電感應(yīng)獲得與集塵極同性的正電荷。如果正電荷形成的斥力大于粉塵的粘附力，沉積的塵粒將離開集塵重返氣流。塵粒在空間受到負(fù)離子碰撞后又重新獲得負(fù)電荷，再向集塵極移動(dòng)。這樣很多粉塵沿極板表面跳動(dòng)前進(jìn)，最后被氣流帶出除塵器。用電除塵器處理金屬粉塵、炭墨粉塵，石墨粉塵都可以看到這一現(xiàn)象。粉塵比電阻位于1041011·cm的稱為正常型。這類粉塵到達(dá)集塵極后，會(huì)以正常速度放出電荷。對這類粉塵（如鍋爐飛灰、水泥塵、平爐粉塵、石灰石粉塵等）電除塵器一般都能獲得較好的效果。粉塵比電阻超過10111012

34、·cm的稱為高阻型。高比電阻粉塵到達(dá)集塵極后，電荷釋放很慢，這樣集塵極表面逐漸積聚了一層荷負(fù)電的粉塵層。由于同性相斥，使隨后塵粒的驅(qū)進(jìn)速度減慢。另外隨粉塵層厚度的增加，在粉塵層和極板之間形成了很大的電壓降U。在粉塵層內(nèi)部包含著許多松散的空隙，形成了許多微電場。隨U的增大，局部地點(diǎn)微電場擊穿，空隙中的空氣被電離，產(chǎn)生正、負(fù)離子。U繼續(xù)增高，這種現(xiàn)象會(huì)從粉塵層內(nèi)部空隙發(fā)展到粉塵層表面，大量正離子被排斥，穿透粉層流向電暈極。在電場內(nèi)它們與負(fù)離子或荷負(fù)電的塵粒接觸，產(chǎn)生電生中和。大量中性塵粒由氣流帶出除塵器，使除塵器效果急劇惡化，這種現(xiàn)象稱為反電暈?？朔弑入娮栌绊懙姆椒ㄓ校杭訌?qiáng)振打，使極板

35、表面可能保持清潔；改進(jìn)供電系統(tǒng)，包括采用脈沖供電和有效的自控系統(tǒng)；增加煙氣濕度，或向煙氣中加入SO3、NH3及Na2CO3等化合物，使塵粒導(dǎo)電性增加，這種方法稱為煙氣調(diào)質(zhì)。 圖5-7-13粉塵比電阻與除塵效率之間的關(guān)系  煙氣的溫度和濕度是影響粉法比電阻的兩個(gè)重要因素。圖5-7-14是不同溫度和含濕量下，燒結(jié)機(jī)鉛煙的比電阻。從該圖可以看出，溫度較低時(shí)，粉塵的比電阻是隨溫度升高而增加的，比電阻達(dá)到某一最大值后，又隨溫度的增加而下降。這是因?yàn)樵诘蜏氐姆秶鷥?nèi)，粉塵的導(dǎo)電是在表面進(jìn)行的，電子沿塵粒表面的吸附層（如水蒸汽或其它吸附層）傳送。溫度低，塵粒表面吸附的水蒸汽多，因

36、此，表面導(dǎo)電性好，比電阻低。隨著溫度的升高，塵粒表面吸附的水蒸汽因受熱蒸發(fā)，比電阻逐漸增加。在低溫的范圍內(nèi)，如果在煙氣中加入SO3、NH3等，它們也會(huì)吸附在塵粒表面，使比電阻下降，這些物質(zhì)稱為比電阻調(diào)節(jié)劑。溫度較高時(shí)，粉塵的導(dǎo)電是在內(nèi)部進(jìn)行的，隨溫度升高，塵粒內(nèi)部會(huì)發(fā)生電子熱激發(fā)作用，使比電阻下降。從圖5-7-14還可以看出，在低溫的范圍內(nèi)，粉塵的比電阻是隨煙氣含濕量的增加而下降的，溫度較高時(shí)，煙氣的含濕量對比電阻基本上沒有影響。從以上的分析可以看出，可以通過一 下途徑降低粉塵比電阻：選擇適當(dāng)?shù)牟僮鳒囟?；增加煙氣的含濕量；在煙氣中加入調(diào)節(jié)劑（SO2、NH3等）。 圖5-7-14煙塵比

37、電阻與溫度的關(guān)系 2氣體含塵濃度粉塵濃度過高，粉塵阻擋離子運(yùn)動(dòng)，電暈電流降低，嚴(yán)重時(shí)為零，出現(xiàn)電暈閉塞，除塵效果急劇惡化。電除塵器內(nèi)同時(shí)存在著兩種電荷，一種是離子的電荷，一種是帶電塵粒的電荷。離子的運(yùn)動(dòng)速度較高，約為60100m/s，而帶電塵粒的運(yùn)動(dòng)速度卻是較低的，一般在60cm/s以下。因此含塵氣體通過電除塵器時(shí)，單位時(shí)間轉(zhuǎn)移的電荷量要比通過清潔空氣時(shí)少，即這時(shí)的電暈電流小。如果氣體的含塵濃度很高，電場內(nèi)懸浮大量的微小塵粒，會(huì)使電除塵器擔(dān)憂暈電流急劇下降，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)趨近于零，這種情況稱為電暈閉塞。為了防止電暈閉塞的產(chǎn)生，處理含塵濃度較高的氣體時(shí)，必須采取措施，如提高工作電壓，采用

38、放電強(qiáng)烈的電暈極，增設(shè)預(yù)凈化設(shè)備等。氣體的含塵濃度超過30g/m3時(shí)，必須設(shè)預(yù)凈化設(shè)備。3氣流速度隨氣流速度的增大，除塵效率降低，其原因是，風(fēng)速增大，粉塵在除塵器內(nèi)停留的時(shí)間縮短，荷電的機(jī)會(huì)降低。同時(shí)，風(fēng)速增大二次揚(yáng)塵量也增大。電場風(fēng)速的大小對除塵效率有較大影響，風(fēng)速過大，容易產(chǎn)生二次揚(yáng)塵，除塵效率下降。但是風(fēng)速過低，電除塵器體積大，投資增加。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，電場風(fēng)速最高不宜超過1.52.0m/s，除塵效率要求高的除塵器不宜超過1.01.5m/s。五、靜電除塵器的類型及應(yīng)用1靜電除塵器的類型靜電除塵器按集塵極形式不同，通常分為板式靜電除塵器（如圖5-7-15）和管式靜電除塵器（如圖5-7-16）。圖

39、5-7-15 板式靜電除塵器  圖5-7-16 管式靜電除塵器     按內(nèi)部荷電區(qū)和分離區(qū)布置分單區(qū)電除塵器(荷電與分離在同一區(qū)內(nèi)完成)和雙壓電除塵器(荷電與分離分別在兩個(gè)區(qū)完成)。    按氣流流動(dòng)分臥式電除塵器(氣流水平運(yùn)動(dòng))和立式電除塵器(氣流垂直運(yùn)動(dòng))。    按清灰方式分干式電除塵器(振打清灰)和濕式電除塵器(集塵極上的粉塵靠水流排出)。    根據(jù)電除塵器的結(jié)構(gòu)形式和電壓，可分為常規(guī)電除塵器和新型電除塵器。常規(guī)電除塵器的基本結(jié)構(gòu)形式

40、為線板式或線管式，極間距為200300mm，電壓為5060KV。而新型電除塵器在結(jié)構(gòu)形式和供電方式方面都有所改變。較具有代表性的新型電除塵器類型有：新型結(jié)構(gòu)的電除塵器，聯(lián)合作用的電除塵器和脈沖供電電除塵器。新型結(jié)構(gòu)的電除塵器的結(jié)構(gòu)形式與常規(guī)電除塵器有所不同，如超高壓寬間距電除塵器，其極間距達(dá)4001000mm，電壓提高到80200KV以上。該類電除塵器在水泥，電站，燒結(jié)機(jī)等工業(yè)中得到了應(yīng)用，在皮帶運(yùn)輸機(jī)塵源控制方面也得到了應(yīng)用。還有一種新型結(jié)構(gòu)的電除塵器是橫向極板電除塵器。常規(guī)電除塵器中，氣方向與集塵板的設(shè)置是平行的，這樣氣流的流動(dòng)方向與由電場作用的粉塵驅(qū)進(jìn)方向互相垂直，從而影響除塵效果。而橫

41、向極板電除塵器的電極板布置與氣流方向垂直，這樣由電場作用的粉塵驅(qū)進(jìn)方向與氣流方向一致。據(jù)試驗(yàn)表明，它比常規(guī)電除塵器效率高。    聯(lián)合作用的電除塵器是在同一除塵器中利用電的作用和其它除塵機(jī)理聯(lián)合作用，以提高除塵器的性能。    脈沖供電可提高電壓和電暈電流，因而可改善電除塵器的性能，粉塵穿透率可減少5060%。2靜電除塵器的應(yīng)用電除塵器是利用電場產(chǎn)生的電力使塵粒從氣流中分離的設(shè)備。電除塵器是一種干式高效除塵器，它的優(yōu)點(diǎn)是：適用于微?？刂?，對粒徑12m的塵粒，效率可達(dá)9899；在電除塵器內(nèi)，塵粒從氣流中分離的能量，不是供給氣流，而是直接供給塵粒的，因此，和其它的高效除塵器相比。電除塵器的阻力較低，僅為100200Pa；可以處理高溫（在400以下）的氣體，適用于大型的工程，處理的氣體量愈大，它的經(jīng)濟(jì)效果愈明顯。電除塵器的缺點(diǎn)是：設(shè)備龐大，占地面積大；耗用鋼材多，一