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电除尘基础知识讲课讲课人：卢世毅

第一节、电场捕集粉尘的基本原理一、电场捕集粉尘的基本原理物质的组成1、气体的电离过程施加高电压，产生强电场，使气体电离及产生电晕放电；空气在通常状态下几乎不能导电，但是当气体分子获得一定能量时，就可能使气体分子中的电子脱离，这些电子成为输送电流的媒介，气体就有了导电的性能。气体的电离分为自发性电离和非自发性电离。

电除尘原理示意图气体的电离曲线1OA段：烟气或空气中，由于宇宙射线或分子热运动作用，产生极少数的游离的电子与离子，当施加的电压较低时，两极间会产生微弱电流，此电流在电流测量仪表上毫无反应。2AB段：随着电压上升，电子同时获得更大动能，但由于受到气体分子平均自由行程限制，只能与气体分子作弹性碰撞，行程无法提高，电流暂终止上升。3BC段：极少数电子在UB的电压下被加速达到一定动能时，能够与其碰撞的原子逸出电子（发生电离），各种不同气体电离需要不同的能量。电离发生在放点极附近，因为放点极的尖端效应使其附近电场强度特别高，电子获得足够的动能使气体发生电离，电子在向正极行进过程中被负电性气体分子俘获成负离子，到达正极。电离发生后，随着电压增加，电流迅速增加。4

CD段：为电晕电离阶段，UC为起晕电压，UD为火花放电电压或临界击穿电压。其实，从碰撞电离到电晕电离并没有一个明显的界限，是一个从量变到质变的过程，电晕电离最大的特点是正离子参与了气体的电离。电晕电离在放电极2-3cm范围内产生淡蓝色晕状光斑或光晕、亮点，有咝咝和噼噼的爆裂声。在此区域中，放电极表面的高电场强度，使气体电离，产生大量自由电子及正离子，这时所产生的电子移向接地极，正离子移向负极（即放电极本身）。电晕放电有正电晕和负电晕。线电极为负，则产生的电晕为负电晕；线电极为正，则在线电极上出现的电晕为正电晕。负电晕的火花放电电压比正电晕的火花放电电压高得多。DE段：过了D点电晕区迅速扩大，致使电极间产生火花，若不立即制止，会迅速出现闪络并发展到两极间出现电弧，此时电流迅猛增加而电压下降，其对电极与对电源的冲击是实际中不希望出现的。

粉尘的荷电2、粉尘的荷电电场荷电是指在外加电场的作用下，离子与悬浮于气流中的尘粒相碰撞，并粘附在尘粒上使之荷电。荷电有两种形式：电场荷电：电场荷电是指在外加电场的作用下，离子与悬浮于气流中的尘粒相碰撞，并粘附在尘粒上使之荷电。其过程大体是这样的：粉尘进入电场后，电力线集中在尘粒附近而增加粒子表面的电场强度。如果粒子是导电的，电场的变形最大；如果粒子是介电的，则随着介电常数而减少。通常认为，尘粒荷电是在电晕区边界到收尘极之间的区域内进行的。在此区域，离子沿电力线移动，直至与通过这里的尘粒相碰撞而粘附其上，使之荷电。这种荷电方式又称为轰击荷电。（关键作用）扩散荷电：气体中的离子和它的分子一样也有热运动，并且遵循气体分子运动理论。这种运动使离子通过气体扩散，并与电场内的粉尘碰撞，然后粘附其上使粉尘带电。扩散荷电主要取决于离子的热能、尘粒大小及有效作用时间。粉尘粒径与荷电机理的关系粒径（um）荷电机理＜0.1扩散荷电为主0.1-1扩散荷电与电场荷电都重要＞1电场荷电为主

粉尘荷电后，在电场力的作用下，各自按其所带电荷的极性不同，向极性相反的反向移动，并沉积其上。在负电晕情况下，电晕区内少量带正电荷的尘粒沉积到放电极上，而大量尘粒在电晕外区都带负电荷，因而向着收尘极运动。电除尘的基本原理就是荷电的粉尘在电场中受力而被捕集。荷电粉尘的捕集1收尘极表面上的粉尘沉积到一定厚度后，用机械振打等方法将其除去，使之落人下部灰斗中。电晕极也会附着少量粉尘，隔一定时间也需要进行清灰。振打清灰2

二、除尘过程中几个重要的概念1、电场电除尘器是利用两极间的电晕放电进行工作的，电除尘器中的电晕过程，可以看作是一种气体导电现象，要产生这种现象，必须要保持稳定的电晕放电。在两块平行金属板之间施加外加电压，则形成一个均匀电场，由于电场中任一点的电场强度均相同，故不能形成电晕。而当电位差增大到某一临界值（对于一个大气压下的空气而言，约为30kV/cm）时，电场中任意一点的电场强度也均匀地增加到某一定值，以致使整个电场被击穿而发生火花放电的短路现象。这种配置方式不能形成电晕，这就是电除尘器不能采用均匀电场的缘故。为了使电除尘器中的气体电离又不致将整个电场击穿而产生短路现象，必须采用非均匀电场。即在放电电极周围具有最大的电场强度，而在离放电电极较远的地方，电场强度较小。适合这种条件的电场，只能是其中一极的曲率半径小于另一极的曲率半径，如一根细线对着一个圆筒或一根导线对着一块平板。在导线附近，电力线密集，电场强度很大，在靠近平板处，电力线稀疏，电场强度很弱。电晕出现后，在电除尘器的电极之间，划分