静电除尘器工作原理及应用

静电除尘器工作原理及应用

静电除尘器是一种利用静电力将气体中粉尘分离的高效除尘设备。它由本体及直流高压电源两部分构成，通过产生电晕、补集粉尘等过程实现空气净化。本文将详细介绍静电除尘器的工作原理、主要类型及其特点。

静电除尘器是利用静电力将气体中粉尘分离的一种除尘设备。除尘器由本体及直流高压电源两部分构成。本体中排列有数量众多的、保持一定间距的金属集尘极（又称极板）与电晕极（又称极线），用以产生电晕、补集粉尘。设有清除电极上沉积的粉尘的清灰装置、气流均布装置、存输灰装置等。图1是其工作原理图，图2是目前常用的板式电除尘器示意图。

含有粉尘颗粒的气体，在接有高压直流电源的阴极线(又称电晕极)和接地的阳极板之间所形成的高压电场通过时，由于阴极发生电晕放电、气体被电离，此时，带负电的气体离子，在电场力的作用下，向阳板运动，在运动中与粉尘颗粒相碰，则使尘粒荷以负电，荷电后的尘粒在电场力的作用下，亦向阳极运动，到达阳极后，放出所带的电子，尘粒则沉积于阳极板上，而得到净化的气体排出防尘器外。

静电除尘器的工作原理
图1 静电除尘器的工作原理
板式静电除尘器结构

图2 板式静电除尘器结构示意图
（2）静电除尘器的主要类型
1）按电极清灰方式分类
①干式电除尘器。干式电除尘器借助机械力槌打、刷扫的方式清除电极上的积灰，优点是粉尘后处理简单，便于综合利用，机械和电磁振打是常用的清灰方式。但清灰时会扬起积尘，或短时间内产生返流，影响除尘效率。
②湿式电除尘器。湿式电除尘器用淋洗、喷雾、溢流等方式清洗电极表面积尘，清灰时不扬尘，但产生大量泥浆，泥浆需后处理。
③半干半湿电除尘器。多个电场组合的电除尘器的前面的一、二电场干法清灰，后面的电场湿式清灰，使除尘器获得较好的清灰效果，又减少泥浆处理量。但设备较复杂。
2）按电除尘器内弃流运动方向分类
①立式电除尘器。立式电除尘器中气体在除尘器内自下而上垂直运动，由于气流与粉尘沉降方向相反，且难形成多电场，检修不方便。这种电除尘器只适用于气流量较小，除尘效率要求不很高，安装场地狭窄的地点。
②卧式电除尘器。卧式电除尘器内含尘气体沿水平方向运动。由于可分为若干电场，实现分电场供电，以提高除尘效率。除尘器本体呈水平布置，安装、维修方便，是目前电除尘器应用中的主要结构形式。
3）按集尘极的形式分类
①管式电除尘器。集尘极由圆形或六角形管组成，施加高压电后，管内场强均匀，有利于集尘，但只能立式安装，只适用于湿式清灰及小气体量净化。
②板式电除尘器。在多列平行的金属板通道中设置电晕极，通道数可以由几十个至上百个，电极可加工成多种形状及不同尺寸，是目前应用最主要的机型。
4）按集尘极和电晕极配置方法分类
①单区电除尘器。集尘极和电晕极都安装在同一区域，粉尘荷电和捕集在同一区域完成，是工业烟气除尘目前应用最主要的机型。
②双区电除尘器。除尘器有前后两个区域，前区是电晕发生区，粉尘在该区荷电。后区仍设置电场（不产生电晕放电），称收尘区，荷电粉尘区主要在该区被捕集。这种除尘器集尘区的外加电压可以较低，且常采用正电晕放电，臭氧产生量少。一般常在空气调节系统中用作进气净化，或用于油雾的净化等，工业除尘中亦有少量应用。

（3）静电除尘器的主要特点
1）适用于微粒控制，对粒径12μm的尘粒，效率可达98%99%；对于亚微米范围的颗粒物也有很高的分离效率；可根据需要设计达到各种要求的除尘效率。
2）和其他的高效除尘器相比，电除尘器的本体阻力较低，仅为100200Pa。
3）可以处理温度相对较高（在350℃以下）的气体。
4）适用于大型烟气或含尘气体净化系统。
5）缺点是：一次投资高，管理维护相对复杂，并要求较高的安装精度。对净化的粉尘比电阻有一定要求，通常最适宜的范围是1041011Ω·cm。
静电除尘器的优点
⑴ 净化效率高，能够铺集0.01微米以上的细粒粉尘。
在设计中可以通过不同的操作参数，来满足所要求的净化效率。
⑵ 阻力损失小，一般在20毫米水柱以下，和旋风除尘器比较，即使考虑供电机组和振打机构耗电，其总耗电量仍比较小。
⑶ 允许操作温度高，如SHWB型电路尘器最好允许操作温度250℃，其他类型还有达到350~400℃或者更高的。
⑷ 处理气体范围量大。
⑸ 可以完全实现操作自动控制。
电除尘器的缺点:
⑴ 设备比较复杂，要求设备调运和安装以及维护管理水平高。
⑵ 对粉尘比电阻有一定要求，所以对粉尘有一定的选择性，不能使所有粉尘都的获得很高的净化效率。
⑶ 受气体温、温度等的操作条件影响较大，同是一种粉尘如在不同温度、湿度下操作，所得的效果不同，有的粉尘在某一个温度、湿度下使用效果很好，而在另一个温度、湿度下由于粉尘电阻的变化几乎不能使用电除尘器了。
⑷ 一次投资较大，卧式的电除尘器占地面积较大。
⑸ 目前在某些企业实用效果达不到设计要求。