静电除尘原理

静电除尘的原理,经济的高速发展，意味着人们将越来越多的矿物资源转化为工业原材料和产品，同时将越来越多的废弃物抛向大自然。 从工厂的烟囱中冒出的滚滚浓烟中就含有大量颗粒状粉尘，它们严重污染了环境，影响到作物的生长和人类的健康。（如右图） 采用除尘技术以后，从烟囱的排放物中，再也看不到浓黑的烟雾了。 静电除尘是被人们公认的高效可靠的除尘技术。 我们先在实验室内模拟一下静电除尘的全过程。 在模拟烟囱内，可以看到，有烟尘从“烟囱”上飘出。 加上电源，烟囱上面的烟尘不见了。 如果撤去电源，烟尘又出现在我们眼前。 （如下图）,通了电以后，粉尘哪里去了呢？我们先来看看静电除尘装置的结构。 在烟囱的轴线上，悬置了一根导线，称之谓电晕线；在烟囱的四周设置了一个金属线圈，我们称它为集电极。 直流高压电源的正极接在线圈上，负极接在电晕线上，如下图所示。,可以看出，接通电源以后，集电极与电晕线之间就建立了一个非均匀电场，电晕线周围电场最大。 改变直流高压电源的电压值，就可以改变电晕线周围的电场强度。 当实际电场强度与空气的击穿电场相近时空气发生电离，形成大量的正离子和自由电子。 自由电子随电场向正极飘移，在飘移的过程中和尘埃中的中性分子或颗粒发生碰撞，这些粉尘颗粒吸附电子以后就成了荷电粒子，这样就使原来中性的尘埃带上了负电。 在电场的作用下，这些带负电的尘埃颗粒继续向正极运动，并最后附着在集电极上。 （集电极可以是金属线圈，也可以是金属圆桶壁）当尘埃积聚到一定程度时，通过振动装置，尘埃颗粒就落入灰斗中。 这种结构也称管式静电除尘器。 如下左图所示。,对管式静电除尘器中的电压设置，我们可以等价于同轴电缆来计算。 如上右图所示，分别表示电晕极与集电极的半径，L及D分别表示圆筒高度及直径。 一般L为3-5m，D为200-300mm，故LD，此时电晕线外的电场可以认为是无限长带电圆柱面的电场。 设单位长度的圆柱面带电荷为。 用静电场高斯定理求出距轴线任意距离r处点P的场强为 （1） 式中为沿径矢的单位矢量。 内外两极间电压U与电场强度E之关系为 （2） 将式（1）代入式（2），积分后得 故 （3） 由于电晕线附近的电场强度最大，使它达到空气电离的最大电场强度时，就可获得高压电源必须具备的电压 取 计算结果 若施加电压U低于临界值，则没有击穿电流(i=0)。 实现不了除尘的目的。 也就是说，在这样尺寸的除尘器中，通常当电压达到的数量级时，就可以实现良好的静电除尘效果。 静电除尘器除了上述的管式结构外还有其它的结构形式，如板式结构等。,