电除尘器
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发布时间：2022-04-24 02:00
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时间：2023-08-24 03:14
电除尘器是利用电场作用来捕集含尘气体中粉尘的设备。它是高效除尘设备，已广泛用于冶金、水泥、电力、化工、轻工等行业的工业生产中。
电除尘器具有以下优点：除尘效率高，能有效地清除亚微米粒度的微细粒子；由于电场力直接作用在粉尘上，所以流体阻力小，因而动力消耗少，维持费用低，可以处理不同性质粉尘，如较高压强（达3000Pa表压），较高温度（一般可达350℃，特殊设计能达到500℃），以及有化学腐蚀性的气体；处理大量气体，能适应广泛、快速变化着的进气状况，可使电除尘器能在最佳状况下运行，操作可自动化。但要配置比较复杂的高压直流供电系统；设备笨重，初次投资费用高；另外，需要较高的管理技术水平，同时不适用于处理含尘浓度大的气体（一般不超过40g/m3），否则需在电除尘器前添置预处理装置除去粗颗粒。
一、构造与工作原理
电除尘器如图8-15所示，在金属管（或平行的金属网板）2中有导线3，两者均作为电极，高压直流电源6接于其间。
含尘气体从进气管1进入从排气管5排出。由于含尘气体一般为电介质，不导电，所以在电压较低时电流不能通过。当电压升高到某一程度时，导线周围的电场强度增大到使其附近的气体发生电离，伴随着电离发生的是气体发出浅蓝色辉光和发出特有的嘶嘶声，这种现象即是电晕放电。电晕放电的结果使不导电的气体分子离解为能导电的离子，气体开始导电，随着电压不断升高，气体离子化的程度不断增加，通过的电流增大。含尘气体通过电除尘器时，离子沉积于尘粒上使之带电，带电的尘粒在静电力作用下向带相反电荷的电极沉降，从而与气体分离。当电极上的尘粒逐渐增多到一定程度时，振打电极，使尘粒落下并集中于下部的灰斗7中。
图8-15 电除尘器工作原理示意图
1-进气管；2-沉淀极；3-电晕极；4-绝缘子；5-排气管；6-高压直流电源；7-灰斗
由于负离子的运动速度大于正离子，因此面积较大的管子（或网板）总是接正极而导线接负极，使尘粒带负电迅速向管壁沉降，以提高除尘效率。管子称为沉淀极，而导线称为电晕极，为了安全起见，沉淀极要接地。
电除尘器按沉淀板形状不同分为管式和板式两种。
管式电除尘器的沉淀板一般是圆形钢管，直径200～300mm，长3～4m。电晕极为直径1.5～2mm的镍铬合金钢丝或其他高阻合金丝，如图8-16所示。含尘空气由进气口1进入除尘器内，由下至上地从作为沉淀极的管子5中穿过。管子中有电晕极6。电晕极的上端悬挂在置于绝缘子上的支架7下面，下端张紧于支架3上。含尘空气通过管子时，空气中的尘粒绝大部分沉积于沉淀极上，少部分沉积于电晕极上，每隔一定时间，分别用振打装置9、10振打支架和管子，使沉积于电极上的尘粒落下，并集中于下面锥形灰斗11中卸出。
图8-16 管式电除尘器示意图
1-进气口；2-绝缘子；3,7-支架；4-外壳；5-沉淀极；6-电晕极；8-排气管；9,10-小锤；11-灰斗；12-支架
图8-17 板式电收尘器
1-绝缘子；2-沉淀极；3-电晕极；4-排气管；5-灰斗；6-进气管
板式电除尘器与管式电除尘器的主要区别在于：板式电除尘器的沉淀板不是管子，而是一排并列的平面形钢丝网，如图8-17所示。
除尘器的沉淀极2为平面钢丝网，网与网之间的距离约为250mm，中间悬挂着许多根直径2mm的金属丝，作为电晕极3。
含尘气体从进气管6进入除尘器，经过电场之后，已经净化的空气从排气管4排出，沉积于电极上的尘粒，经一定时间后振打电极，使尘粒落入灰斗5中。
二、电除尘器的基本类型
电除尘器的形式多种多样，分类各不相同，可按荷电的形式、清灰方式、气流运动方向及集尘电极型式等进行分类。
（一）按荷电形式
可分为单区式和双区式两种。前面介绍的电除尘器属于单区式，粒子的荷电和集尘是在同一区域中进行，即电晕系统和沉降系统都在这一个区域里。工业除尘和烟气除尘多用这种电除尘器。
双区式电除尘器是尘粒的荷电和沉降是在结构不同的两个区域中进行的，在第一区域中安装着电晕电极，第二区域中安装着沉降电极，前者进行尘粒的荷电，又称电离，后者进行集尘，因此又称集尘器，如图8-18所示。
图8-18 WB20型电收尘器
（二）清灰方式
可分为湿式、半湿式和干式。粘附于集尘电极上的粉尘连续用水冲走的结构叫湿式电除尘器，使集尘电极表面经常形成连续的水膜，就不致使捕集粉尘再飞散或堆积，也不需要进行集尘电极的振打。另外，用喷雾等方法间歇地润湿集尘电极表面以防止粉尘二次飞扬的结构，叫半湿式电除尘器。
粘附在电极上的粉尘用振打装置定期抖动或敲打极板，使其脱落的设备叫干式电除尘器。在建材工业中大多数采用干式电除尘器。
（三）气流运动方向
可分为立式和卧式两种。管极式一般为立式，板极式则有立式和卧式两种。
含尘气体由下部垂直向上经过电场的称为立式电除尘器。用于气体流量小，灰尘性质便于收集，规格较小的情况。它占地面积少，但灰尘易形成二次飞扬。
含尘气体水平通过电场的称为卧式电除尘器。除尘器可根据需要任意加长和延伸，分为几个分开通路和几个供电压不同的区域，前者称为收尘室，后者称为电场。如图8-18所示。
电除尘器可根据粉尘性质和净化要求，增加电场数量，每个电场供给不同的电压，这样既可以获得很高的收尘效率，又可适应不同流量的要求。一般用负压操作，可以延长风机寿命。
（四）集尘电极
集尘电极也有多种多样的结构和材质，大致可分为平板式、管式、圆筒式和格栅式等，但大多数是平板式和管式。管式多用于小型的电除尘器，板式常用于大型的电除尘器。
三、使用
电除尘器广泛地应用于工业生产部门，其除尘效率通常可达95%以上，但是，如果使用不当，除尘效率往往会降至60%以下。影响除尘效率的主要因素有：
1.除尘器内气流的流速ω
除尘器内空气的流速小，含尘空气在电场中停留的时间长，能收集更多的尘粒，除尘效率高。不同流速下的除尘效率如图8-19所示。通常除尘器内气流的流速不超过1m/s。
图8-19 不同流速下的收尘效率
图8-20 收尘效率与电极长度的关系
2.电极长度l
含尘空气在除尘器内流经的电极长度愈长，除尘效率愈高。除尘效率与电极长度的关系如图8-20所示。
3.电极的清洁程度
如果电极上附着一层厚厚的尘粒，由于粉尘的电阻很大，降低了除尘器电极间的有效电压，严重时还会出现反电晕的现象（即在沉淀极附近产生电晕），造成电流的不正常增大，电耗增大，而除尘效率降低。
4.尘粒的电阻率和含尘空气的湿含量
尘粒的电阻率随着尘粒的种类和含水量不同而变化，可在103～1014Ω/cm的范围内变动。尘粒的电阻率过高，影响尘料和电极之间的电荷交换，除尘效率降低。当尘粒的电阻率增加到1010～1011Ω/cm时，除尘效率显著降低。当电阻率低于109～1010Ω/cm时，尘粒在除尘器中沉降都比较正常。
在一定温度下，含尘空气的湿含量愈高，尘粒吸附的水分也愈多，电阻率降低，除尘效率提高。但是，增加含尘空气的湿含量是有一定*的，当湿含量太高时，在绝缘子上就可能有水蒸气凝结，使绝缘子失去绝缘性能而被击穿。因此，一方面应尽可能提高含尘空气的湿含量，另一方面又要采取防止绝缘子击穿的措施。
5.除尘器的漏气量
表8-12 常用除尘设备的性能
电除尘器通常在负压下操作。如果除尘器漏入大量空气，会使除尘器中空气流速增大，除尘效率降低，同时也增加了配套通风机的负荷。因此，电除尘器的出灰口、检修孔、窥视孔等处都要很好密封，以防漏气。
常用的除尘器的性能列于表8-12。
