大气污染控制工程(2)

4、2 电除尘器（1）
• 一、概论：
• 电除尘器是利用静电力（库仑力）实现粒子（粉尘或液体粒子）与气流分离的一种除尘装置。
• 1、电除尘器的除尘过程
• 可分为三个阶段：
• （1）粒子荷电
• 在电晕极与集尘极之间施加数万伏直流电压（使电晕板发生电晕放电），使进入电除尘器的空气充分电离，生成大量的自由电子和正离子，正离子由于静电作用向电晕极（－）移动，在电晕极失去电荷，自由电子含尘废气与随即形成的负离子则因受电场电力的驱使向集尘极（+）移动，并充满到两极间的绝大部分空间，含尘气流通过电场时，自由电子与负离子与粉尘碰撞并附着其上，便实现了粉尘的荷电。
4、2 电除尘器（2）

4、2 电除尘器（3）
• （2）粉尘沉降
• 荷电粉尘（－）在电场中受库仑力的作用被驱往集尘极，经过一段时间后达到集尘极表面，放出所带电荷而沉集其上。
• （3）清灰
• 集尘极表面上的粉尘沉集到一定厚度后，用机械振打或水淋等方法将其除掉，使之落入灰斗中，放电极也会附着少量粉尘，隔一定时间也需进行清灰。
• 所以所有电除尘器必须具备
• 1）电晕区，
• 2）有不均匀电场。
4、2 电除尘器（4）

4、2 电除尘器（5）
• 2、除尘器的特点：
• 1） 除尘效率高：
• 除去d1.0um粉尘，η>99%。
• 2） 运行和维修费用低
• 能耗低△P小，为5~20mmH2O，而袋式除尘器△P为80~100 mmH2O，投产后几乎没有多少维护检修量。因而维修费用也低，这一特点是其它任除尘器所有法相比的。
• 3） 初置费用大：
• 由于电除尘器效率高，能耗低，对于回收有利用价值的粉尘，比使用其它除尘器有更高的经济回收效益，
4、2 电除尘器（6）
• 例如，鞍钢12号吹氧炼钢平炉，通过电除尘器收集下来的粉尘92%以上是Fe2O3，纯Fe占大约66%左右，对炼钢而言确属很高品位的精矿粉，配置一台70~80m2的电除尘器，造价高达300万元以上，但每年仅粉尘回收利用的经济价值就不下90万元。因此，只需3~4年的时间就可以回收所有投资费用。
• 这就是为什么电除尘器虽然一次投资费用比较高昂，但仍然能得到普遍应用的主要原因之一。
• 3、电除尘器的分类：
• （1）按集尘板的形式可分为管式和板式电除尘器。
• 管式电除尘器的结构如前所述，集尘极一般为园形金属管，管径（d）为150~300m，管长2~5m，通常采用多根园管并列的结构，管式电除尘器适用于处理气量较小的情况，一般都采用湿式清灰方式。
4、2 电除尘器（7）
• 板式电除尘器一般采用压制成各种断面形状的平行钢板用为集尘电极，极板之间均布电晕线。
• 板式电除尘器的结构布置较灵活，可以组装成各种大小不同的规格，一般以除尘器的横断面积表示，可以从几平方米到100m2以中，板式电除尘器绝大多数采用干式清灰方式；
• （2）按气流方向分为干立式和卧式电除尘器；
• （3）按清灰方式分为干式和湿式除尘器；
• （4）单区式（一段式）双区式（二段式）；
• 单区式电除尘器是指粉尘的荷电和分离沉降都在同一空间区域内的电除尘器，反之，将分设在两个空间区域的称为双区式电除尘器，单区式是目前工业废气除尘中应用最广的一类，我们后面所讲的内容，都是针对单区式电除尘器。
4、2 电除尘器（8）

4、2 电除尘器（9）
• 二、电除尘过程的基础理论
• 1、电除尘器的电学特性（伏安特性）：

4、2 电除尘器（10）
• 实验：调节电源电压，观察电路中电流变化。
• （1）A－B：起始区，V I
• 由于空气和工业废气中有很微量的电子和离子存在，在低压下，离子发生迁移，所以电流计发生偏移，有微弱的电流。并且随电压的增加，参加迁移的电子和离子数增加了，所以电流有所升高。
• （2）B－C：饱和区，V I不变。
• 气体所有离子都参加迁移，所以电压再增加，电流不变。
• （3）C－D：电晕区，V I 。
• 当电压增加到足够大的Vc时，由于电晕极表面附近具有很强的电场，随距离导线的距离越远电场强度也就越弱，在电晕极表面附近的强电场空间内，原有的微量电子被加速到某一很高速度，并足以通过碰撞使中性气体分子释放外层电子，而电离成为新的自由电子和正离子。
4、2 电除尘器（11）
• 这些被激发出来的电子又被加速，又与其它气体分子进行碰撞电离，这种过程在极短的瞬间重复无数次，于是在电晕极