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气体电离与静电除尘原理(精)

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一、气体电离与静电除尘原理 1、气体的电离 气体一般是中性的,但当气体 分子获得一定的能量时,就会分离成电子、正离子、负离子,使气体变为导电 体。这种使气体具有导电性能的过程称为气体的电离。气体的电离分为自发性电 离和非自发性电离。气体的非自发性电离是在电离剂(如火焰、紫外线、X 射线等) 作用下产生的;气体的自发性电离是在高压电场作用下产生的。 当电场两极 问电压达到 lOkW/cm 左右时,气体可自发电离出电子和离子,但两极之间电压 过大,电极间会产生剧烈的火花,甚至发生击穿短路。由于匀强电场中维持电晕 放电十分困难,两极问空气易被击空而停止电离,所以,电除尘器要采用非匀强 电场。 2、静电除尘原理 图示为板式电除尘器的除尘原理,含尘气体通过高 压直流电源所形成的非匀强电场中,电源的负极又称为阴极、放电极、电晕极, 电源的正极(接地)又称为阳极、集电极、沉淀极,当电压升高到一定数值时,在 阴极附*的电场强度迫使气体发生碰撞电离,形成大量正负离子。由于在电晕极 附*的阳离子趋向电晕极的路程极短,速度低,碰上粉尘的机会很少,因此,绝 大部分粉尘与路程长的负离子相撞而带上负电,飞向集尘极,只有极少数粉尘沉 积于电晕檄,定期振打集尘檄及电晕极,两级吸附的粉尘落入集灰斗中,通过卸 灰装置卸至输送机械运走 二、类型、构造 1、类型 电除尘器的类型按含尘气 体运动方向可分为立式和卧式; 按处理方式可分为干式与湿式;按集尘极形 状可分为管式和板式;按集尘极和电晕极在除尘器内的配置位置分为单区式和双 区式。 含尘气体由下部垂直向上经过电场的称为立式电除尘器,优点是占地 面积小。但由于气流方向与粉尘自然沉降方向相反,除尘效率较低;高度大,安 装与维修不便;常采用正压操作,风机布置在电除尘器之前,磨损较快。 含 尘气体由水*方向通过电场的称为卧式电除尘器,根据需要可分成几室。优点是 可按粉尘性质和净化要求增加电场数目,同时可按气体处理量,增加除尘室数 目,这样既可保证效率,又可适应不同处理量的要求。卧式电除尘器一般采用负 压操作,使风机寿命延长,节省动力,高度也不大,安装维修比较方便,但占地 较大。 2、构造 电除尘器主要由电晕极、沉淀极、振打装置、气体均布装 置、电除尘的壳体、保温箱、排灰装置和高压整流机组组成。电除尘器的主要工 作部件为电晕极和集尘极。 (1)电晕极 电晕极系统主要包括电晕线、电晕极 框 架、框架悬吊杆、支撑绝缘套管、电晕 极振打装置等。电晕极为电除尘器的放电 极。为使放电效果良好电晕线越细越好,但电晕线太细,不仅机械强度低,而且 又容易锈断,或被放电电弧烧断。为了保证电晕线有一定的机械强度又有较高的 放电效率,可将电晕线制成各种形式,常见的电晕线有圆形、星形和芒刺形等。 电晕极带有高压电,最好使用石英套管,其高温绝缘性能好,线胀系数小。 为及时清除正负电极上的积灰,电除尘器都装有定时振打清灰装置。常用的振打

装置有锤击振打装置、弹簧一凸轮振打装置与电磁振打装置。 (2)集尘极 集 尘极可分为板式和管式两种类型。 板式集尘极通常由几块长条板安装在一下 悬挂架上组成一排,一个电除尘器可由多排集尘极板组合而成。相邻两排中心距 为 250~350mm。板式集尘极有多种形式:*板形、网形、棒帏形、Z 形、CS 形、波形、槽形、袋形等。 管式集尘极的形状有圆形和六角形等。圆形集尘 极内径一般为 200-350mm,管长 3~7m 不等。 (3)振打装置 ①锤击振打装 置:由振打锤、承振砧铁和振打杆组成。 ②弹簧凸轮振打装置:既可用于电 晕极振打又可用于集尘极振打。主要由振打杆(或板)、弹簧、回转机构、振打 锤、凸轮等组成。 ③电磁脉冲振打装置:主要由脉冲电流发生器和冲击振打 器两部分组成。 (4)气体均布装置 在电除尘器的各个工作横断面上,气体流 速应力求均匀。如果气体流速相差大,则在流速高的部位,粉尘在电场中停留时 间短,有些粉尘还来不及收下,就被气流带走。而且当粉尘从极板上振落时,二 次飞扬的粉中被气流带走的可能性也增大,这都会造成除尘效率下降,因此,使 气流均匀分布对提高除尘器效率有重要意义。 气体均布装置主要由气体导流 板和气体均布器组成。立式电除尘器气体均布装置如图气体进入除尘器后,首先 经过气体导流板或钻圆孔的多孔板,卧式电除尘器也有采用百叶窗式栅板的,多 孔板层数越多,气流分布均匀性越好,通常不少于两层,使气流均匀分布。卧式 电除尘器气体均布装置。 (5)电除尘器的壳体、保温箱、排灰装置 ①壳体有钢 结构、钢筋混凝土结构及砖结构几种,水泥厂使用的电除尘器壳体一般为钢结 构,壳体的下部为灰斗,中部为除尘电场,上部安装石英套管、绝缘瓷件和振打 机构,侧面设有入孔门。壳体要注意防止漏风,并设有保温设施。 ②保温箱 当绝缘套管周围温度过低时,其表面会产生冷凝水。影响电除尘器正常工作,保 湿箱内的温度应高于除尘 器内烟气露点温度 20~30~C,保温箱内装有加热器、恒温控制器。