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电场等离子除尘原理介绍

文章出处:本站 | 网站编辑:深圳纳恩科技有限公司| 发表时间:2022-11-28
电场等离子除尘(以下简称电除尘)主要通过电场力的作用将粉尘粒子从含尘气流中分离,达到除尘的目的。对电除尘器极板加载高压,高压使气体发生电离,电离后的气体将产生包括自由电子、离子在内的等离子体,等离子体使含尘气流中的粉尘粒子带电,带电后的粉尘粒子在电场力的作用下向收尘极板运动,从而将粉尘粒子与气体分离。

电场等离子除尘基本原理


电除尘技术是通过电能作用于含尘气体,利用静电吸附原理进行除尘的一种技术。具体过程为对电晕电极和集尘电极之间加载高压直流电压,在两个电极附近会形成不均匀的电场,电晕电极附近的电场强度极高,高强度的电场会使附近的空气电离发生电晕放电,电晕放电会导致电晕区内产生大量的自由电子和正离子,自由电子和正离子在电场力的作用下会撞击空气中的气体分子,使气体分子发生电离产生更多的自由电子和离子,即出现电子雪崩现象。

发生电子雪崩后产生的自由电子和离子在电场力的作用下,会向着极性相反的电极运动,在运动过程中自由电子将会与流过极板中的灰尘粒子发生碰撞,使之带负电,同理正离子与粉尘粒子发生碰撞使之带正电。带电的粉尘粒子在电场力的作用下会克服自身的重力,会继续向极性相反的电极运动,带负电的粉尘粒子将会沉积到集尘电极表面,带正电的粉尘粒子将会沉积到电晕电极表面。正离子相对于电子的自由程比较短比重较大,在运动过程中与粉尘粒子的碰撞次数比较少,最终只有少数粉尘粒子落在电晕电极上。落在集尘电极的粉尘粒子在达到一定厚度时,通过振打方式和清洗的方式进行粉尘的清除,完成粉尘粒子的整个除尘过程。


电场等离子除尘基本过程


电场等离子除尘基本可以概括为以下5个过程,气体电离及电晕放电、粉尘荷电、荷电粉尘凝并、荷电粉尘在电场中的运动、荷电粉尘的补集。

1气体电离及电晕放电
一般情况下,空气中的含尘气体可以看作是绝缘气体,工业生产中排放出的废气可以看作是氮硫等氧化物或者是它们组成的混合气体。这些气体分子不导电,中间没有电流通过。当含尘气体中加入足够高的电场时,气体分子将得到电场的能量,失去电子变为正离子和自由电子。离子和自由电子在电场力的作用下会加速运动,分别移向阴极和阳极,在移动过程中将会穿越气体成微电流。随着电场强度的增强,电晕电极附近的本征场强会提高,周围的电子将加速运动,撞击气体分子释放电子产生新的正离子和电子,新的电子又被加速撞击出新的等离子,形成电子雪崩现象。

2粉尘荷电
在电除尘过程中,粉尘粒子荷电是一个最基础也是最重要的过程,粉尘粒子荷电量的多少直接影响着除尘效率的高低。粉尘粒子荷电是指粉尘粒子流过电晕电极和集尘电极之间的高压电场时,高浓度的等离子通过一定的物理过程将自身随带电荷传递给粉尘粒子使其带电的过程。

3荷电粉尘凝并
(1) 粉尘粒子的电凝并
电凝并是指粉尘粒子在库仑力的作用下发生碰撞后粘附在一起的过程,发生电凝并后粉尘粒子的直径增加成为较大的粉尘粒子。
(2) 粉尘粒子的布朗凝并
布朗凝并是指除尘过程中,气溶胶粒子相互碰撞,形成较大粒子的过程。假设粒子的每一次碰撞都视为有效碰撞,每两个粒子发生碰撞时,都会凝并在一起形成较大的聚合粒子。通过对粒子浓度和粒子直径大小随时间的变化可以发现,直径小于1mm的粉尘粒子凝并主要由粒子的布朗运动引起,若粒子的平均自由程较大,则扩散作用也会影响粒子的碰撞过程。

4荷电粉尘在电场中的运动
粉尘粒子在除尘器中荷电以后,在电场中将会受到重力和电场力的作用。在重力和电场力的作用下,粉尘粒子将按照一定的轨迹向着集尘电极运动。

5荷电粉尘的补集
在电晕电极和集尘电极形成的电场中,由于粉尘粒子菏电极性的不同,受到电场力的作用后,粉尘粒子会朝着极性相反的电极运动。对于负电晕除尘,在电晕区内将会有少量的粒子由于存正离子的作用带上正电,少量的灰尘粒子将会沉积在电晕电极上。由于电晕区的正离子相对较少,所以在电晕极上沉积的粉尘粒子也是相对较少的。而在电晕区中电子的数量较多,粉尘粒子荷电后带上负电荷,大量带上负电荷的粉尘粒子在电场力的作用下会朝着集尘电极运动,最终落在集尘电极上。

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