電除塵器的放電極課件

6.2電除塵器除塵機(jī)理：電除塵器的放電極(又稱電暈極)和收塵極(又稱集塵極)接于高壓直流電源，當(dāng)含塵氣體通過兩極間非均勻電場(chǎng)時(shí)，在放電極周圍強(qiáng)電場(chǎng)作用下，氣體首先被電離，并使粉塵粒子荷電，荷電后的粉塵粒子在電場(chǎng)力的作用下移向集塵極，從而達(dá)到除塵目的。與其他除塵器的根本區(qū)別在于，分離力直接作用在粒子上，而不是作用在整個(gè)氣流上。具有耗能小、氣流阻力小的特點(diǎn)。

電除塵是利用強(qiáng)電場(chǎng)使氣體發(fā)生電離，氣體中的粉塵荷電在電場(chǎng)力的作用下，使氣體中的懸浮粒子分離出來的裝置。6.2電除塵器除塵機(jī)理：電除塵器的放電極(又稱電暈極)和一、電除塵器的工作原理一、電除塵器的工作原理電除塵器的工作原理電除塵器的工作原理一、電除塵器的工作原理電除塵器的除塵過程可以分為四個(gè)過程電暈放電氣體電離懸浮粒子荷電帶電粒子的遷移和沉降粒子的捕集和清除一、電除塵器的工作原理電除塵器的除塵過程可以分為四個(gè)過程電暈電除塵器的放電極課件二、電暈放電1.電暈放電機(jī)理⑴假如放電極為負(fù)極，即負(fù)電暈。金屬絲放出的電子迅速向正極移動(dòng)，與氣體分子撞擊使之離子化氣體分子離子化的過程又產(chǎn)生大量電子－雪崩過程遠(yuǎn)離金屬絲，電場(chǎng)強(qiáng)度降低，氣體離子化過程結(jié)束，電子被氣體分子捕獲氣體離子化區(qū)域－電暈區(qū)自由電子和氣體負(fù)離子是粒子荷電的電荷來源⑵假如放電極為正極，即正電暈。電場(chǎng)方向與負(fù)電暈相反，其余機(jī)理相同。二、電暈放電1.電暈放電機(jī)理電暈放電粉塵荷電粉塵運(yùn)動(dòng)

（氣體電離）放電金屬線電暈極

含負(fù)離子區(qū)電暈區(qū)金屬管集塵極

三步曲電暈放電示意圖電暈放電粉塵荷電2.起始電暈電壓---開始產(chǎn)生電暈電流所施加的電壓管式電除塵器內(nèi)任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度起始電暈電壓與煙氣性質(zhì)和電極形狀、幾何尺寸等因素有關(guān)，起始電暈所需要電場(chǎng)強(qiáng)度（皮克經(jīng)驗(yàn)公式）一空氣的相對(duì)密度m－導(dǎo)線光滑修正系數(shù)，無因次，0.5<m<1.0對(duì)于清潔的光滑圓線m=1實(shí)際可取0.6～0.7r----距電暈線中心的距離a---電暈線半徑B---管式電除塵器的半徑V---施加于電暈線與集電極之間的電壓2.起始電暈電壓---開始產(chǎn)生電暈電流所施加的電壓r----在r=a時(shí)（電暈電極表面上），起始電暈電壓：

正、負(fù)電暈極在空氣中的電暈電流一電壓曲線在r=a時(shí)（電暈電極表面上），起始電暈電壓：正、負(fù)電暈3.影響電暈特性的因素

氣體組成、壓力、溫度由圖可見，電壓的波形對(duì)電暈特性也有很大的影響。3.影響電暈特性的因素三、粒子荷電兩種機(jī)理電場(chǎng)荷電(碰撞荷電)

擴(kuò)散荷電粒子的主要荷電過程取決于粒徑三、粒子荷電兩種機(jī)理1.電場(chǎng)荷電粒子荷電電荷累積粒子場(chǎng)強(qiáng)增加沒有氣體分子能夠到達(dá)粒子表面，電荷飽和（1）荷電量的計(jì)算1.電場(chǎng)荷電粒子荷電電荷累積粒子場(chǎng)強(qiáng)增加沒有氣體分子能夠到粒子獲得的飽和電荷

（2）影響電場(chǎng)荷電的因素

粒徑dp和介電常數(shù)ε電場(chǎng)強(qiáng)度E0和離子密度N0

一般粒子的荷電時(shí)間僅為0.1s，相當(dāng)于氣流在除塵器內(nèi)流動(dòng)10～20cm所需要的時(shí)間，一般可以認(rèn)為粒子進(jìn)入除塵器后立刻達(dá)到了飽和電荷粒子獲得的飽和電荷（2）影響電場(chǎng)荷電的因素2.擴(kuò)散荷電與電場(chǎng)電荷過程相反，不存在擴(kuò)散荷電的最大極限值（根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)理論，不存在離子動(dòng)能上限）

荷電量取決于離子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能、粒子大小和荷電時(shí)間

擴(kuò)散荷電理論方程

2.擴(kuò)散荷電與電場(chǎng)電荷過程相反，不存在擴(kuò)散荷電的最大極限值（3.電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電的綜合作用處于中間范圍

（0.15～0.5μm）的粒子，需同時(shí)考慮電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電由圖可見，對(duì)于直徑小于0.15μm的粒子，擴(kuò)散荷電占主導(dǎo)；對(duì)于直徑0.5μm以上的粒子，以電場(chǎng)荷電為主。3.電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電的綜合作用處于中間范圍（0.15～04.異常荷電現(xiàn)象（影響電除塵器的效率有哪些因素？）

沉積在集塵極表面的高比電阻粒子導(dǎo)致在低電壓下發(fā)生火花放電或在集塵極發(fā)生反電暈現(xiàn)象,破壞正常電暈過程氣流中微小粒子的濃度高時(shí)，荷電塵粒所形成的電暈電流不大，可是所形成的空間電荷卻很大，嚴(yán)重抑制著電暈電流的產(chǎn)生

當(dāng)含塵量大到某一數(shù)值時(shí)，電暈現(xiàn)象消失，塵粒在電場(chǎng)中根本得不到電荷，電暈電流幾乎減小到零，失去除塵作用，即電暈閉塞

4.異常荷電現(xiàn)象（影響電除塵器的效率有哪些因素？）沉積在集四、荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集1.驅(qū)進(jìn)速度

力平衡關(guān)系驅(qū)進(jìn)速度

四、荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集1.驅(qū)進(jìn)速度2.捕集效率德意希公式的假定:除塵器中氣流為湍流狀態(tài)在垂直于集塵表面的任一橫斷面上粒子濃度和氣流分布是均勻的粒子進(jìn)入除塵器后立即完成了荷電過程忽略電風(fēng)、氣流分布不均勻、被捕集粒子重新進(jìn)入氣流等影響

2.捕集效率德意希公式的假定:捕集效率即德意希分級(jí)效率捕集效率即德意希分級(jí)效率3.有效驅(qū)進(jìn)速度有效驅(qū)進(jìn)速度——實(shí)際中常常根據(jù)在一定的除塵器結(jié)構(gòu)型式和運(yùn)行條件下測(cè)得的總捕集效率值，代入德意希方程式中反算出的相應(yīng)驅(qū)進(jìn)速度值，以ωe表示3.有效驅(qū)進(jìn)速度有效驅(qū)進(jìn)速度——實(shí)際中常常根據(jù)在一定的除塵有效驅(qū)進(jìn)速度（可利用有效驅(qū)進(jìn)速度表示工業(yè)電除塵器的性能，并作為類似除塵器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)）粉塵種類驅(qū)進(jìn)速度（m/s）粉塵種類驅(qū)進(jìn)速度（m/s）煤粉（飛灰）0.10－0.14沖天爐（鐵－焦比＝10）0.03－0.04紙漿及選紙0.08水泥生產(chǎn)（干法）0.06－0.07平爐0.06水泥生產(chǎn)（濕法）0.10－0.11酸霧（H2SO4）0.06－0.08多層床式焙燒爐0.08酸霧（TiO2）0.06－0.08紅磷0.03飄旋焙燒爐0.08石膏0.16－0.20催化劑粉塵0.08二級(jí)高爐（80％生鐵）0.125有效驅(qū)進(jìn)速度（可利用有效驅(qū)進(jìn)速度表示工業(yè)電除塵器的性能，并作許多電除塵器效率的實(shí)際測(cè)量表明：對(duì)于粒徑在亞微米量級(jí)的例子，除塵效率有增大的趨勢(shì)。例如：對(duì)于粒徑為1μm的粒子的捕集效率為90%-95%，對(duì)粒徑0.1μm的粒子，捕集效率可能上升到99%或更高，這說明電除塵過程是去除微小粒子的有效辦法。測(cè)量表明，在許多情況下，最低捕集效率發(fā)生在0.1-0.5μm的粒徑區(qū)間。許多電除塵器效率的實(shí)際測(cè)量表明：對(duì)于粒徑在亞微米量級(jí)的例子，計(jì)算1在氣體壓力下為1atm，溫度為293K下(粘性系數(shù)μ=1.81Pa·s)運(yùn)行的管式電除塵器。圓筒形集塵管直徑為0.3m，L=2.0m，氣體流量0.075m3/s。若集塵板附近的平均場(chǎng)強(qiáng)E=100kV/m，粒徑為1.0um的粉塵荷電量q=0.3×10－15C，計(jì)算該粉塵的驅(qū)進(jìn)速度w和電除塵效率。通常由處理煙氣量和電除塵器過氣斷面積，計(jì)算煙氣的平均流速。解：計(jì)算1在氣體壓力下為1atm，溫度為293K下(粘性系數(shù)μ=計(jì)算2電除塵器的集塵效率為95%，某工程師推薦使用一種添加劑以降低集塵板上粉塵層的比電阻，預(yù)期可使電除塵器的有效驅(qū)進(jìn)速度提高一倍。若工程師的推薦成立，試求使用該添加劑后電除塵器的集塵效率。解：計(jì)算2電除塵器的集塵效率為95%，某工程師推薦使用一種添加劑計(jì)算3計(jì)算一處理石膏粉塵氣體電除塵器的總集塵板面積。處理氣量為1.3×105m3/h,氣體入口含塵濃度38.5g/m3,要求出口含塵濃度降至100mg/m3.計(jì)算3計(jì)算一處理石膏粉塵氣體電除塵器的五、被捕集粉塵的清除電暈極和集塵極上都會(huì)有粉塵沉積

現(xiàn)代的電除塵器大都采用電磁振打或錘式振打清灰。振打系統(tǒng)要求既能產(chǎn)生高強(qiáng)度的振打力，又能調(diào)節(jié)振打強(qiáng)度和頻率粉塵沉積在電暈極上會(huì)影響電暈電流的大小和均勻性，一般方法采取振打清灰方式清除

從集塵極清除已沉積的粉塵的主要目的是防止粉塵重新進(jìn)入氣流在濕式電除塵器中，用水沖洗集塵極板在干式電除塵器中，一般用機(jī)械撞擊或電極振動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)力清灰五、被捕集粉塵的清除電暈極和集塵極上都會(huì)有粉塵沉積現(xiàn)代的電除塵器大都采用電磁振打或錘式振打清灰。振打系統(tǒng)要求既能產(chǎn)生高強(qiáng)度的振打力，又能調(diào)節(jié)振打強(qiáng)度和頻率常用的振打器有電磁型和撓臂錘型

現(xiàn)代的電除塵器大都采用電磁振打或錘式振打清灰。振打系統(tǒng)要求既振打裝置示意圖本圖為搖臂錘振打示意圖每排收塵極板設(shè)置一搖臂錘，各錘錯(cuò)開振打力度影響除塵效果。請(qǐng)問：影響振打力度的主要因素有哪些。錘臂長(zhǎng)、捶重、材質(zhì)等振打裝置示意圖本圖為搖臂錘振打示意圖錘臂長(zhǎng)、捶重、材質(zhì)等電除塵器的主要優(yōu)點(diǎn)壓力損失小，一般為200～500Pa處理煙氣量大，可達(dá)105～106m3/h能耗低，大約0.2～0.4kWh/1000m3對(duì)細(xì)粉塵有很高的捕集效率，可高于99％可在高溫或強(qiáng)腐蝕性氣體下操作缺點(diǎn):一次性投資高安裝精度要求高對(duì)粉塵比電阻有一定要求電除塵器的主要優(yōu)點(diǎn)六、除塵器類型1.按集塵極形式不同，通常分為板式和管式兩種管式電除塵器用于氣體流量小，含霧滴氣體，或需要用水洗刷電極的場(chǎng)合板式電除塵器為工業(yè)上應(yīng)用的主要型式，氣體處理量一般為25一50m3/s以上六、除塵器類型1.按集塵極形式不同，通常分為板式和管式兩種2.按內(nèi)部荷電區(qū)和分離區(qū)布置，分單區(qū)電除塵器和雙區(qū)電除塵器。雙區(qū)電除塵器－荷電與分離分別在兩個(gè)區(qū)完成，通風(fēng)空氣的凈化和某些輕工業(yè)部門單區(qū)電除塵器－荷電與分離在同一區(qū)內(nèi)完成，控制各種工藝尾氣和燃燒煙氣污染2.按內(nèi)部荷電區(qū)和分離區(qū)布置，分單區(qū)電除塵器和雙區(qū)電除塵器。3.按氣流流動(dòng)分臥式電除塵器和立式電除塵器。臥式電除塵器——?dú)饬魉竭\(yùn)動(dòng)立式電除塵器——?dú)饬鞔怪边\(yùn)動(dòng)臥式立式3.按氣流流動(dòng)分臥式電除塵器和立式電除塵器。臥式立式4.按清灰方式分干式電除塵器和濕式電除塵器。干式電除塵器——振打清灰濕式電除塵器——集塵極上的粉塵靠水流排出電除塵器的放電極課件七、電除塵器的結(jié)構(gòu)

各種不同類型的電除塵器，都是由除塵器本體、高壓直流電源和附屬設(shè)備三大部分構(gòu)成。本體結(jié)構(gòu)包括電暈極、集塵極、清灰裝置、氣流分布裝置、殼體和灰斗。七、電除塵器的結(jié)構(gòu)各種不同類型的電除塵器，都是由除塵電除塵器的放電極課件電除塵器組成結(jié)構(gòu)圖電除塵器組成結(jié)構(gòu)圖煙道氣煙道氣收集的粉塵風(fēng)板的距離清潔氣體煙道氣煙道氣收集的粉塵風(fēng)板的距離清潔氣體1.電暈電極電暈電極

電暈線的一般要求：起暈電壓低、電暈電流大、機(jī)械強(qiáng)度高、能維持準(zhǔn)確的極距、易清灰等？？？電暈電極也有灰塵？由于電暈極周圍的離子區(qū)部分粉塵顆粒獲得正電荷，并與負(fù)極性的電暈極中和，使電暈極粘附少量的粉塵，這就是通稱的電暈極肥大。1.電暈電極電暈電極電暈電極

常用的有直徑3mm左右的圓形線、星形線及鋸齒線、芒刺線等

a.圓形線

b.星形線

c.鋸齒線

d.芒刺線電暈電極a.圓形線b.星形線c.鋸齒線d.芒刺電暈電極

電暈線固定方式重錘懸吊式管框繃線式

電暈電極2.集塵極集塵極集塵極結(jié)構(gòu)對(duì)粉塵的二次揚(yáng)塵，及除塵器金屬消耗量

（約占總耗量的40－50%）有很大影響性能良好的集塵極應(yīng)滿足下述基本要求振打時(shí)粉塵的二次揚(yáng)塵少單位集塵面積消耗金屬量低極板高度較大時(shí)，應(yīng)有一定的剛性，不易變形振打時(shí)易于清灰，造價(jià)低2.集塵極集塵極常用板式電除塵器集塵極常用板式電除塵器集塵極3.高壓供電設(shè)備高壓供電設(shè)備提供粒子荷電和捕集所需要的高場(chǎng)強(qiáng)和電暈電流供電設(shè)備必須十分穩(wěn)定，希望工作壽命在二十年之上通常高壓供電設(shè)備的輸出峰值電壓為70—l00kV，電流為100－200mA3.高壓供電設(shè)備高壓供電設(shè)備提供粒子荷電和捕集所需要的高場(chǎng)強(qiáng)4.氣流分布板電除塵器內(nèi)氣流分布對(duì)除塵效率具有較大影響為保證氣流分布均勻，在進(jìn)出口處應(yīng)設(shè)變徑管道，進(jìn)口變徑管內(nèi)應(yīng)設(shè)氣流分布板最常見的氣流分布板有百葉窗式、多孔板分布格子、槽形鋼式和欄桿型分布板4.氣流分布板電除塵器內(nèi)氣流分布對(duì)除塵效率具有較大影響對(duì)氣流分布的具體要求是：

1.任何一點(diǎn)的流速不得超過該斷面平均流速的土40%2.在任何一個(gè)測(cè)定斷面上，85%以上測(cè)點(diǎn)的流速與平均流速不得相差土25%。對(duì)氣流分布的具體要求是：

1.任何一點(diǎn)的流速不得超過該斷面平八、粉塵比電阻比電阻各種物質(zhì)的電阻與其長(zhǎng)度成正比，與其橫截面積成反比，并和溫度有關(guān)：

Rs——比電阻；

L——長(zhǎng)度；A——橫截面積。

定義：一種物質(zhì)的比電阻是其長(zhǎng)度和橫截面積各為一單位時(shí)的電阻。電阻率單位為Ω·cm。比電阻在104～1010Ω·cm之間的粉塵，電除塵效果好。

八、粉塵比電阻比電阻1.比電阻過低如果灰塵的比電阻小于104Ω·cm形成在集塵電極上跳躍的現(xiàn)象，最后可能被氣流帶出電除塵器。用電除塵器處理各種金屬粉塵和石墨粉塵、炭黑粉塵都可以看到這一現(xiàn)象。解決途徑？采取在電除塵器后面串聯(lián)旋風(fēng)除塵器的辦法來解決。1.比電阻過低如果灰塵的比電阻小于1042.比電阻過高當(dāng)灰塵的比電阻超過1010Ω·cm，電除塵器的性能就隨著比電阻的增加而下降。2.比電阻過高3.克服高比電阻影響的方法

保持電極表面盡可能清潔采用較好的供電系統(tǒng)煙氣調(diào)質(zhì)增加煙氣濕度，或向煙氣中加入SO3、NH3，及Na2CO3等化合物，使粒子導(dǎo)電性增加。最常用的化學(xué)調(diào)質(zhì)劑是SO3

改變煙氣溫度向煙氣中噴水，同時(shí)增加煙氣濕度和降低溫度發(fā)展新型電除塵器

3.克服高比電阻影響的方法九、電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)電除塵器的選型比電阻在1010－

1011Ω·cm的范圍，可采用普通干式電除塵器。若比電阻偏高，則采用特殊的電除塵器，如寬間距電除塵器、高溫電除塵器等，或在煙氣中加入一定量的水霧、NH3等進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。九、電除塵器的選擇和設(shè)計(jì)電除塵器的選型1.電除塵器的選型低比電阻粉塵，一般干式除塵器難以捕集，但荷電顆粒凝聚后變?yōu)榇箢w粒，在其后加一旋風(fēng)除塵器或過濾式除塵器，則可獲得較高的除塵效率濕式電除塵器既能捕集高比電阻粉塵，也能捕集低比電阻粉塵，除塵效率較高。但除塵器的積垢和腐蝕問題較嚴(yán)重，產(chǎn)生的污泥需要處理。1.電除塵器的選型電除塵器的放電極課件2.（兩種方法）根據(jù)一定的防塵器結(jié)構(gòu)型式和運(yùn)行條件下切得的總捕集效率、集塵板總面積A和氣體流量Q，代入公式反算出相應(yīng)的ωe。根據(jù)有關(guān)資料，結(jié)合影響因素的分析選定ωe。ωe2.3.比集塵表面積的確定

根據(jù)運(yùn)行和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，確定有效驅(qū)進(jìn)速度ωe按德意希方程求得比集塵表面積A/Q4.長(zhǎng)高比的確定集塵板有效長(zhǎng)度與高度之比，直接影響振打清灰時(shí)二次揚(yáng)塵的多少一般選擇長(zhǎng)高比為0.5－1.0，要求除塵效率大于99%時(shí)，除塵器的長(zhǎng)高比至少要1.0－1.5。3.比集塵表面積的確定5.氣流速度的確定通常由處理煙氣量和電除塵器過氣斷面積，計(jì)算煙氣的平均流速平均流速高于某一臨界速度時(shí)，作用在粒子上的空氣動(dòng)力學(xué)阻力會(huì)迅速增加，粉塵的重新進(jìn)入量亦迅速增加5.氣流速度的確定6.電除塵器的輔助設(shè)計(jì)因素

電暈電極：支撐方式和方法集塵電極：類型、尺寸、裝配、機(jī)械性能和空氣動(dòng)力學(xué)性能整流裝置：額定功率、自動(dòng)控制系統(tǒng)、總數(shù)、儀表和監(jiān)測(cè)裝置電暈電極和集塵電極的振打機(jī)構(gòu)：類型、尺寸、頻率范圍和強(qiáng)度調(diào)整、總數(shù)和排列灰斗：幾何形狀、尺寸、容量、總數(shù)和位置輸灰系統(tǒng)：類型、能力、預(yù)防空氣泄漏和粉塵反吹殼體和灰斗的保溫，電除塵器頂蓋的防雨雪措施便于電除塵器內(nèi)部檢查和維修的檢修門高強(qiáng)度框架的支撐體絕緣器：類型、數(shù)目、可靠性氣體入口和出口管道的排列需要的建筑和地基獲得均勻的低湍流氣流分布的措施6.電除塵器的輔助設(shè)計(jì)因素電暈電極：支撐方式和方法集塵電極課后作業(yè)1.一鍋爐安裝2臺(tái)電除塵器，每臺(tái)處理量為150000m3/h，集塵集面積為1500m2，除塵效率為98%。1）計(jì)算有效驅(qū)進(jìn)速度2）若關(guān)閉一臺(tái)，只用一臺(tái)電除塵器處理全部煙氣，該除塵器的除塵效率為多少？2.試計(jì)算直徑0.30m,長(zhǎng)度2.00m的靜電除塵器管對(duì)直徑1.00um顆粒的收集效率，已知?dú)怏w流量為0.15m3/s，集塵區(qū)電場(chǎng)強(qiáng)度105V/m，顆粒電荷0.3×10-15C,氣體粘度1.82×10-5Pa·S,庫(kù)寧漢修正系數(shù)C=1.168，當(dāng)氣體流量降到0.075m3/s時(shí)，重新計(jì)算其收集效率。3.某電除塵器的除塵效率90%，假如比集塵面積增加一倍，其它參數(shù)和條件不變，除塵效率會(huì)達(dá)到多少？課后作業(yè)1.一鍋爐安裝2臺(tái)電除塵器，每臺(tái)處理量為1500006.2電除塵器除塵機(jī)理：電除塵器的放電極(又稱電暈極)和收塵極(又稱集塵極)接于高壓直流電源，當(dāng)含塵氣體通過兩極間非均勻電場(chǎng)時(shí)，在放電極周圍強(qiáng)電場(chǎng)作用下，氣體首先被電離，并使粉塵粒子荷電，荷電后的粉塵粒子在電場(chǎng)力的作用下移向集塵極，從而達(dá)到除塵目的。與其他除塵器的根本區(qū)別在于，分離力直接作用在粒子上，而不是作用在整個(gè)氣流上。具有耗能小、氣流阻力小的特點(diǎn)。

電除塵是利用強(qiáng)電場(chǎng)使氣體發(fā)生電離，氣體中的粉塵荷電在電場(chǎng)力的作用下，使氣體中的懸浮粒子分離出來的裝置。6.2電除塵器除塵機(jī)理：電除塵器的放電極(又稱電暈極)和一、電除塵器的工作原理一、電除塵器的工作原理電除塵器的工作原理電除塵器的工作原理一、電除塵器的工作原理電除塵器的除塵過程可以分為四個(gè)過程電暈放電氣體電離懸浮粒子荷電帶電粒子的遷移和沉降粒子的捕集和清除一、電除塵器的工作原理電除塵器的除塵過程可以分為四個(gè)過程電暈電除塵器的放電極課件二、電暈放電1.電暈放電機(jī)理⑴假如放電極為負(fù)極，即負(fù)電暈。金屬絲放出的電子迅速向正極移動(dòng)，與氣體分子撞擊使之離子化氣體分子離子化的過程又產(chǎn)生大量電子－雪崩過程遠(yuǎn)離金屬絲，電場(chǎng)強(qiáng)度降低，氣體離子化過程結(jié)束，電子被氣體分子捕獲氣體離子化區(qū)域－電暈區(qū)自由電子和氣體負(fù)離子是粒子荷電的電荷來源⑵假如放電極為正極，即正電暈。電場(chǎng)方向與負(fù)電暈相反，其余機(jī)理相同。二、電暈放電1.電暈放電機(jī)理電暈放電粉塵荷電粉塵運(yùn)動(dòng)

（氣體電離）放電金屬線電暈極

含負(fù)離子區(qū)電暈區(qū)金屬管集塵極

三步曲電暈放電示意圖電暈放電粉塵荷電2.起始電暈電壓---開始產(chǎn)生電暈電流所施加的電壓管式電除塵器內(nèi)任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度起始電暈電壓與煙氣性質(zhì)和電極形狀、幾何尺寸等因素有關(guān)，起始電暈所需要電場(chǎng)強(qiáng)度（皮克經(jīng)驗(yàn)公式）一空氣的相對(duì)密度m－導(dǎo)線光滑修正系數(shù)，無因次，0.5<m<1.0對(duì)于清潔的光滑圓線m=1實(shí)際可取0.6～0.7r----距電暈線中心的距離a---電暈線半徑B---管式電除塵器的半徑V---施加于電暈線與集電極之間的電壓2.起始電暈電壓---開始產(chǎn)生電暈電流所施加的電壓r----在r=a時(shí)（電暈電極表面上），起始電暈電壓：

正、負(fù)電暈極在空氣中的電暈電流一電壓曲線在r=a時(shí)（電暈電極表面上），起始電暈電壓：正、負(fù)電暈3.影響電暈特性的因素

氣體組成、壓力、溫度由圖可見，電壓的波形對(duì)電暈特性也有很大的影響。3.影響電暈特性的因素三、粒子荷電兩種機(jī)理電場(chǎng)荷電(碰撞荷電)

擴(kuò)散荷電粒子的主要荷電過程取決于粒徑三、粒子荷電兩種機(jī)理1.電場(chǎng)荷電粒子荷電電荷累積粒子場(chǎng)強(qiáng)增加沒有氣體分子能夠到達(dá)粒子表面，電荷飽和（1）荷電量的計(jì)算1.電場(chǎng)荷電粒子荷電電荷累積粒子場(chǎng)強(qiáng)增加沒有氣體分子能夠到粒子獲得的飽和電荷

（2）影響電場(chǎng)荷電的因素

粒徑dp和介電常數(shù)ε電場(chǎng)強(qiáng)度E0和離子密度N0

一般粒子的荷電時(shí)間僅為0.1s，相當(dāng)于氣流在除塵器內(nèi)流動(dòng)10～20cm所需要的時(shí)間，一般可以認(rèn)為粒子進(jìn)入除塵器后立刻達(dá)到了飽和電荷粒子獲得的飽和電荷（2）影響電場(chǎng)荷電的因素2.擴(kuò)散荷電與電場(chǎng)電荷過程相反，不存在擴(kuò)散荷電的最大極限值（根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)理論，不存在離子動(dòng)能上限）

荷電量取決于離子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能、粒子大小和荷電時(shí)間

擴(kuò)散荷電理論方程

2.擴(kuò)散荷電與電場(chǎng)電荷過程相反，不存在擴(kuò)散荷電的最大極限值（3.電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電的綜合作用處于中間范圍

（0.15～0.5μm）的粒子，需同時(shí)考慮電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電由圖可見，對(duì)于直徑小于0.15μm的粒子，擴(kuò)散荷電占主導(dǎo)；對(duì)于直徑0.5μm以上的粒子，以電場(chǎng)荷電為主。3.電場(chǎng)荷電和擴(kuò)散荷電的綜合作用處于中間范圍（0.15～04.異常荷電現(xiàn)象（影響電除塵器的效率有哪些因素？）

沉積在集塵極表面的高比電阻粒子導(dǎo)致在低電壓下發(fā)生火花放電或在集塵極發(fā)生反電暈現(xiàn)象,破壞正常電暈過程氣流中微小粒子的濃度高時(shí)，荷電塵粒所形成的電暈電流不大，可是所形成的空間電荷卻很大，嚴(yán)重抑制著電暈電流的產(chǎn)生

當(dāng)含塵量大到某一數(shù)值時(shí)，電暈現(xiàn)象消失，塵粒在電場(chǎng)中根本得不到電荷，電暈電流幾乎減小到零，失去除塵作用，即電暈閉塞

4.異常荷電現(xiàn)象（影響電除塵器的效率有哪些因素？）沉積在集四、荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集1.驅(qū)進(jìn)速度

力平衡關(guān)系驅(qū)進(jìn)速度

四、荷電粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集1.驅(qū)進(jìn)速度2.捕集效率德意希公式的假定:除塵器中氣流為湍流狀態(tài)在垂直于集塵表面的任一橫斷面上粒子濃度和氣流分布是均勻的粒子進(jìn)入除塵器后立即完成了荷電過程忽略電風(fēng)、氣流分布不均勻、被捕集粒子重新進(jìn)入氣流等影響

2.捕集效率德意希公式的假定:捕集效率即德意希分級(jí)效率捕集效率即德意希分級(jí)效率3.有效驅(qū)進(jìn)速度有效驅(qū)進(jìn)速度——實(shí)際中常常根據(jù)在一定的除塵器結(jié)構(gòu)型式和運(yùn)行條件下測(cè)得的總捕集效率值，代入德意希方程式中反算出的相應(yīng)驅(qū)進(jìn)速度值，以ωe表示3.有效驅(qū)進(jìn)速度有效驅(qū)進(jìn)速度——實(shí)際中常常根據(jù)在一定的除塵有效驅(qū)進(jìn)速度（可利用有效驅(qū)進(jìn)速度表示工業(yè)電除塵器的性能，并作為類似除塵器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)）粉塵種類驅(qū)進(jìn)速度（m/s）粉塵種類驅(qū)進(jìn)速度（m/s）煤粉（飛灰）0.10－0.14沖天爐（鐵－焦比＝10）0.03－0.04紙漿及選紙0.08水泥生產(chǎn)（干法）0.06－0.07平爐0.06水泥生產(chǎn)（濕法）0.10－0.11酸霧（H2SO4）0.06－0.08多層床式焙燒爐0.08酸霧（TiO2）0.06－0.08紅磷0.03飄旋焙燒爐0.08石膏0.16－0.20催化劑粉塵0.08二級(jí)高爐（80％生鐵）0.125有效驅(qū)進(jìn)速度（可利用有效驅(qū)進(jìn)速度表示工業(yè)電除塵器的性能，并作許多電除塵器效率的實(shí)際測(cè)量表明：對(duì)于粒徑在亞微米量級(jí)的例子，除塵效率有增大的趨勢(shì)。例如：對(duì)于粒徑為1μm的粒子的捕集效率為90%-95%，對(duì)粒徑0.1μm的粒子，捕集效率可能上升到99%或更高，這說明電除塵過程是去除微小粒子的有效辦法。測(cè)量表明，在許多情況下，最低捕集效率發(fā)生在0.1-0.5μm的粒徑區(qū)間。許多電除塵器效率的實(shí)際測(cè)量表明：對(duì)于粒徑在亞微米量級(jí)的例子，計(jì)算1在氣體壓力下為1atm，溫度為293K下(粘性系數(shù)μ=1.81Pa·s)運(yùn)行的管式電除塵器。圓筒形集塵管直徑為0.3m，L=2.0m，氣體流量0.075m3/s。若集塵板附近的平均場(chǎng)強(qiáng)E=100kV/m，粒徑為1.0um的粉塵荷電量q=0.3×10－15C，計(jì)算該粉塵的驅(qū)進(jìn)速度w和電除塵效率。通常由處理煙氣量和電除塵器過氣斷面積，計(jì)算煙氣的平均流速。解：計(jì)算1在氣體壓力下為1atm，溫度為293K下(粘性系數(shù)μ=計(jì)算2電除塵器的集塵效率為95%，某工程師推薦使用一種添加劑以降低集塵板上粉塵層的比電阻，預(yù)期可使電除塵器的有效驅(qū)進(jìn)速度提高一倍。若工程師的推薦成立，試求使用該添加劑后電除塵器的集塵效率。解：計(jì)算2電除塵器的集塵效率為95%，某工程師推薦使用一種添加劑計(jì)算3計(jì)算一處理石膏粉塵氣體電除塵器的總集塵板面積。處理氣量為1.3×105m3/h,氣體入口含塵濃度38.5g/m3,要求出口含塵濃度降至100mg/m3.計(jì)算3計(jì)算一處理石膏粉塵氣體電除塵器的五、被捕集粉塵的清除電暈極和集塵極上都會(huì)有粉塵沉積

現(xiàn)代的電除塵器大都采用電磁振打或錘式振打清灰。振打系統(tǒng)要求既能產(chǎn)生高強(qiáng)度的振打力，又能調(diào)節(jié)振打強(qiáng)度和頻率粉塵沉積在電暈極上會(huì)影響電暈電流的大小和均勻性，一般方法采取振打清灰方式清除

從集塵極清除已沉積的粉塵的主要目的是防止粉塵重新進(jìn)入氣流在濕式電除塵器中，用水沖洗集塵極板在干式電除塵器中，一般用機(jī)械撞擊或電極振動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)力清灰五、被捕集粉塵的清除電暈極和集塵極上都會(huì)有粉塵沉積現(xiàn)代的電除塵器大都采用電磁振打或錘式振打清灰。振打系統(tǒng)要求既能產(chǎn)生高強(qiáng)度的振打力，又能調(diào)節(jié)振打強(qiáng)度和頻率常用的振打器有電磁型和撓臂錘型

現(xiàn)代的電除塵器大都采用電磁振打或錘式振打清灰。振打系統(tǒng)要求既振打裝置示意圖本圖為搖臂錘振打示意圖每排收塵極板設(shè)置一搖臂錘，各錘錯(cuò)開振打力度影響除塵效果。請(qǐng)問：影響振打力度的主要因素有哪些。錘臂長(zhǎng)、捶重、材質(zhì)等振打裝置示意圖本圖為搖臂錘振打示意圖錘臂長(zhǎng)、捶重、材質(zhì)等電除塵器的主要優(yōu)點(diǎn)壓力損失小，一般為200～500Pa處理煙氣量大，可達(dá)105～106m3/h能耗低，大約0.2～0.4kWh/1000m3對(duì)細(xì)粉塵有很高的捕集效率，可高于99％可在高溫或強(qiáng)腐蝕性氣體下操作缺點(diǎn):一次性投資高安裝精度要求高對(duì)粉塵比電阻有一定要求電除塵器的主要優(yōu)點(diǎn)六、除塵器類型1.按集塵極形式不同，通常分為板式和管式兩種管式電除塵器用于氣體流量小，含霧滴氣體，或需要用水洗刷電極的場(chǎng)合板式電除塵器為工業(yè)上應(yīng)用的主要型式，氣體處理量一般為25一50m3/s以上六、除塵器類型1.按集塵極形式不同，通常分為板式和管式兩種2.按內(nèi)部荷電區(qū)和分離區(qū)布置，分單區(qū)電除塵器和雙區(qū)電除塵器。雙區(qū)電除塵器－荷電與分離分別在兩個(gè)區(qū)完成，通風(fēng)空氣的凈化和某些輕工業(yè)部門單區(qū)電除塵器－荷電與分離在同一區(qū)內(nèi)完成，控制各種工藝尾氣和燃燒煙氣污染2.按內(nèi)部荷電區(qū)和分離區(qū)布置，分單區(qū)電除塵器和雙區(qū)電除塵器。3.按氣流流動(dòng)分臥式電除塵器和立式電除塵器。臥式電除塵器——?dú)饬魉竭\(yùn)動(dòng)立式電除塵器——?dú)饬鞔怪边\(yùn)動(dòng)臥式立式3.按氣流流動(dòng)分臥式電除塵器和立式電除塵器。臥式立式4.按清灰方式分干式電除塵器和濕式電除塵器。干式電除塵器——振打清灰濕式電除塵器——集塵極上的粉塵靠水流排出電除塵器的放電極課件七、電除塵器的結(jié)構(gòu)

各種不同類型的電除塵器，都是由除塵器本體、高壓直流電源和附屬設(shè)備三大部分構(gòu)成。本體結(jié)構(gòu)包括電暈極、集塵極、清灰裝置、氣流分布裝置、殼體和灰斗。七、電除塵器的結(jié)構(gòu)各種不同類型的電除塵器，都是由除塵電除塵器的放電極課件電除塵器組成結(jié)構(gòu)圖電除塵器組成結(jié)構(gòu)圖煙道氣煙道氣收集的粉塵風(fēng)板的距離清潔氣體煙道氣煙道氣收集的粉塵風(fēng)板的距離清潔氣體1.電暈電極電暈電極

電暈線的一般要求：起暈電壓低、電暈電流大、機(jī)械強(qiáng)度高、能維持準(zhǔn)確的極距、易清灰等？？？電暈電極也有灰塵？由于電暈極周圍的離子區(qū)部分粉塵顆粒獲得正電荷，并與負(fù)極性的電暈極中和，使電暈極粘附少量的粉塵，這就是通稱的電暈極肥大。1.電暈電極電暈電極電暈電極

常用的有直徑3mm左右的圓形線、星形線及鋸齒線、芒刺線等

a.圓形線

b.星形線

c.鋸齒線

d.芒刺線電暈電極a.圓形線b.星形線c.鋸齒線d.芒刺電暈電極

電暈線固定方式重錘懸吊式管框繃線式

電暈電極2.集塵極集塵極集塵極結(jié)構(gòu)對(duì)粉塵的二次揚(yáng)塵，及除塵器金屬消耗量

（約占總耗量的40－50%）有很大影響性能良好的集塵極應(yīng)滿足下述基本要求振打時(shí)粉塵的二次揚(yáng)塵少單位集塵面積消耗金屬量低極板高度較大時(shí)，應(yīng)有一定的剛性，不易變形振打時(shí)易于清灰，造價(jià)低2.集塵極集塵極常用板式電除塵器集塵極常用板式電除塵器集塵極3.高壓供電設(shè)備高壓供電設(shè)備提供粒子荷電和捕集所需要的高場(chǎng)強(qiáng)和電暈電流供電設(shè)備必須十分穩(wěn)定，希望工作壽命在二十年之上通常高壓供電設(shè)備的輸出峰值電壓為70—l00kV，電流為100－200mA3.高壓供電設(shè)備高壓供電設(shè)備提供粒子荷電和捕集所需要的高場(chǎng)強(qiáng)4.氣流分布板電除塵器內(nèi)氣流分布對(duì)除塵效率具有較大影響為保證氣流分布均勻，在進(jìn)出口處應(yīng)設(shè)變徑管道，進(jìn)口變徑管內(nèi)應(yīng)設(shè)氣流分布板最常見的氣流分布板有百葉窗式、多孔板分布格子、槽形鋼式和欄桿型分布板4.氣流分布板電除塵器內(nèi)氣流分布對(duì)除塵效率具有較大影響對(duì)氣流分布的具體要求是：

1.任何一點(diǎn)的流速不得超過該斷面平均流速的土40%2.在任何一個(gè)測(cè)定斷面上，85%以上測(cè)點(diǎn)的流速與平均流速不得相差土25%。對(duì)氣流分布的具體要求是：

1.任何一點(diǎn)的流速不得超過該斷面平八、粉塵比電阻比電阻各種物質(zhì)的電阻與其長(zhǎng)度成正比，與其橫截面積成反比，并和溫度有關(guān)：

Rs——比電阻；

L——長(zhǎng)度；A——橫截面積。

定義：一種物質(zhì)的比電阻是其長(zhǎng)度和橫截面積各為一單位時(shí)的電阻。電阻率單位為Ω·cm。比電阻在104～1010Ω·cm之間的粉塵，電除塵效果好。

八、粉塵比電阻比電阻1.比電阻過低如果灰塵的比電阻小于104Ω·cm形成在集塵電極上跳躍的現(xiàn)象，最后可能被氣流帶出電除塵器。用電除塵器處理各種金屬粉塵和石墨粉塵、炭黑粉塵都可以看到這一現(xiàn)象。解決途徑？采取在電除塵器后面串聯(lián)旋風(fēng)除塵器的辦法來解決。1.比電阻過低如果灰塵的比電阻小于1042.比電阻過高當(dāng)灰塵的比電阻超過1010Ω·cm，電除塵器的性能就隨著比電阻的增加而下降。2.比電阻過高3.克服高比電阻影響的方法

保持電極表面盡可能清潔采用較好的供電系統(tǒng)煙氣調(diào)質(zhì)增加煙氣濕度，或向煙氣中加入SO3、NH3，及Na2CO3等化合物，使粒子導(dǎo)電