靜電除塵器除塵原理
電場捕集粉塵包括三個主要基本流程,如圖所示

(1) 氣體的電離
大氣中存在少量自由電子與離子(100~500個/每立方釐米),這與導電金屬的自由電子相比差幾百億倍,所以空氣在通常情況下幾乎不導電。但是當氣體分子獲得一定的能量後,就有可能是氣體分子中的電子脫離自身,氣體就有了導電的性能。當在高壓電場的作用下,空氣中的少量電子被加速達到一定的動能,能夠使與其碰撞的原子逸出電子(發生電離),產生大量自由電子和離子。
(2) 粉塵的荷電
粉塵需要荷電才能在電場力的作用下從氣體中分離出來。粉塵荷電及所帶電量的多少與粉塵的粒徑,電場強度和停留時間等因素有關。粉塵荷電有碰撞荷電和擴散荷電兩種基本形式,碰撞荷電是指負離子在電場力的作用下被射入體積要大得多的粉塵顆粒內,擴散荷電是指離子作不規則熱運動而與粉塵碰撞使其荷電。在顆粒荷電過程中,碰撞荷電和擴散荷電幾乎同時存在。在電除塵器中,對於粗顆粒而言以碰撞荷電為主,擴散荷電的作用是次要的;對於直徑小於0.2um的細粉塵而言,碰撞荷電的飽和值很小,擴散荷電佔很大比例;對於直徑為1um左右的粉塵顆粒,碰撞荷電和擴散荷電的作用相近。
(3) 荷電粉塵的捕集
當粉塵荷電後,荷電粉塵在電場力的作用下向集塵極運動,到達集塵極表面,釋放電荷並沉集在表面,形成粉塵層。最後,每隔一段時間,用機械振打將粉塵層從集塵極上脫離下來,實現收塵。
除塵器由本體和供電裝置組成。
本體主要由鋼支架、底梁、灰鬥、殼體、放電極、集塵極、振打裝置、氣流分布裝置等。
供電裝置由高壓控制系統和低壓控制系統。
電除塵器本體是實現煙塵淨化的場所,目前應用最廣泛的是板臥式電除塵器,如圖所示:

除塵器殼體是密封煙氣、支承全部內件重量及外部的結構件。作用是引導煙氣通過電場,支承振打設備,形成一個與外界環境隔離的獨立的收塵空間。殼體的材料根據被處理煙氣的性質而定,殼體的結構不僅要有足夠的剛度、強度及氣密性,而且要考慮耐腐蝕性和穩定性。同時,一般要求殼體的氣密性小於5%。
集塵極的作用是捕集荷電粉塵,通過振打機構衝擊振打,使極板表面附著的片狀粉塵或者團狀粉塵脫離板面,落入灰鬥,達到除塵目的。極板是電除塵器中的主要部件,對集塵極性能有如下基本要求:
1) 極板表面的電場強度分布比較均勻;
2) 極板受溫度影響的變形小,並且有較好的剛度;
3) 有良好的防止粉塵二次飛揚的性能;
4) 振打力傳遞性能好,且極板表面的振打加速度分布較均勻,清灰效果好;
5) 與放電極之間不易產生閃絡放電;
6) 在保證以上性能的情況下,重量要輕。
放電極的作用是與集塵極一起形成電場、產生電暈電流。它由陰極線、陰極框架、陰極
吊掛裝置等部分組成。為了使電除塵器能夠長期、高效、穩定運行,放電極應具備以下特性:
1) 牢固可靠、機械強度大、不斷線、不掉線;
2) 電氣性能良好,陰極線的形狀和尺寸可在某種程度上改變起暈電壓、電流和電場強度的大小和分布;
3) 伏安特性曲線理想;
4) 振打力傳遞均勻;
5) 結構簡單、製造簡易、成本低。
振打裝置的作用是清理極板、極線上的粉塵,保證電除塵器的正常運行,分為陽極振打、陰極振打。振打裝置大致可分為電動機械式、氣動式和電磁式。
氣流分布裝置使進入電場的煙氣分布均勻,保證設計所要求的除塵效率。若電場內氣流分布不均勻,則意味著煙氣在電場內存在著高、低速度區,某些部位存在著渦流和死角,這種現象將是除塵效率大大降低。
氣流分布裝置由分布板、導流板組成。分布板的作用是把分布板前面大規模氣流分割開來,在分布板後面形成小規模氣流。導流板分煙道導流板和分布板導流板,煙道導流板是將煙道內的氣流,在進入電除塵器前分割成大致均勻的若干股;分布導流板是將斜向氣流導向成與分布板垂直的氣流,是氣流能水平地進入電場,是電場去氣流分布均勻。
灰鬥是收集並短時儲存灰塵的容器,位於殼體下部,焊接在底梁上。其形狀分為錐形、槽形兩種形式。為了使粉塵能順利下落,灰鬥壁與水平面夾角一般不小於60°;對於造紙鹼回收、燃油鍋爐等配套電除塵器,由於其粉塵細、粘度大,灰鬥壁與水平面夾角一般不小於65°。
電除塵器的供電裝置分為高壓電源控制系統和低壓控制系統。高壓電源控制系統根據煙氣和粉塵的性質,隨時調整供給電除塵器的工作電壓,使之能夠保持平均電壓稍低於火花放電的電壓情況下工作。這樣,電除塵器將儘可能獲得較高的電暈功率,達到很好的除塵效果。低壓控制系統主要用來實現陰、陽極振打控制;灰鬥卸、輸灰控制;安全聯鎖等功能。