5颗粒污染物控制.ppt

第五章第五章 颗粒污染物控制颗粒污染物控制第一节第一节 除尘技术基础除尘技术基础第二节第二节 重力沉降重力沉降第三节第三节 旋风除尘旋风除尘第四节第四节 静电除尘静电除尘1第一节第一节 除尘技术基础除尘技术基础•一、 粉尘粒径•二、 粒径分布•三、 除尘装置的捕集效率2一、一、 粉尘粒径粉尘粒径降尘降尘：：>10μm, 具有明显的沉降运动，在空气中具有明显的沉降运动，在空气中停留时间很短的粉尘停留时间很短的粉尘飘尘飘尘：：<10μm, 没有明显的沉降运动，在空气中没有明显的沉降运动，在空气中停留时间很长的粉尘停留时间很长的粉尘粒径是表征粉尘粒子大小的一个代表性粒径是表征粉尘粒子大小的一个代表性尺寸31. 单一粒径单一粒径表征单个粒子的大小的特征量表征单个粒子的大小的特征量A、按粒子的几何性质来直接测量和、按粒子的几何性质来直接测量和定义的粒径定义的粒径B、按粒子的某种物理性质来间接测量、按粒子的某种物理性质来间接测量和定义的粒径和定义的粒径1) 筛分粒径筛分粒径用筛分法测定时，粒子能通过的最小用筛分法测定时，粒子能通过的最小方孔的宽度方孔的宽度4(2) 沉降粒径沉降粒径ds与被测粒子密度相同，终末沉降速度相与被测粒子密度相同，终末沉降速度相等的球的直径。

等的球的直径终末沉降速度终末沉降速度VsVs：粒子在重：粒子在重力场中沉降时，作用于粒子上的合力为零时，力场中沉降时，作用于粒子上的合力为零时，粒子的沉降速度粒子的沉降速度在层流区内，Rep<<1， 式中：μ－流体的粘度，Pa.s ρp、 ρl－粒子、流体的密度， kg/m35(3) 空气动力学直径空气动力学直径da与被测粒子在空气中的终末沉降速度相等的单位密度的球的直径62. 平均粒径平均粒径表征粒子群的平均大小的特征量A、算术平均径 ：粉尘直径的总和除以颗粒总数N－粉尘颗粒总数di－第i种粉尘的直径ni－第i种粉尘的个数7B B、、几何平均粒径几何平均粒径：：N N个粉尘直径积的个粉尘直径积的N N次次方81-2、、 粒径分布粒径分布1. 1. 粒径分布粒径分布的定义的定义 某一粒子群中，不同粒径的粒子所占的比例也称为粒子的分散度92. 粒径分布的表示方法粒径分布的表示方法(1) (1) 频率分布频率分布g(% )g(% )粒径从dp到dp+dp之间的粒子质量m占粉尘试样总质量m的百分数2) (2) 频率密度分布频率密度分布f(%/μm) f(%/μm) 当dp＝1μm时的频率分布10当dp0时，其微分形式为：(3) (3) 累积频率分布累积频率分布大于(小于)某一粒径dp的所有粒子质量占粉尘试样总质量m的百分数，称为筛上筛上( (下下) )累积分布累积分布R(G)R(G)。

113. 粒径分布函数(1) 高斯正态分布(2) 对数正态分布(3) R－R分布12三、三、 除尘装置的捕集效率除尘装置的捕集效率（一）除尘器性能的评价指标1. 1. 气体处理量气体处理量Q Q代表除尘器处理气体能力大小的指标单位为Nm3／h, m3／h2. 2. 除尘效率除尘效率ηη代表除尘器除尘效果的性能指标133. 压力损失压力损失P代表除尘器能耗大小的技术经济指标P等于除尘器进、出口全压的差式中： 除尘器进口出口烟道的平均全压，Pa PH －由于进出口高度差引起的压差，Pa 一般忽略PH14（二）除尘效率的表示方法（二）除尘效率的表示方法1. 1. 总除尘效率总除尘效率总除尘效率是指在同一时间内，除尘器除去粉尘量和进入粉尘量的百分比CoSoPoCiSiPiCs152. 2. 通过率通过率P P通过率P一般用在效率表示不明显的地方3. 3. 串联运行时的总效率串联运行时的总效率对于串联运行的除尘器，前、后级除尘器的除尘效率有何要求，为什么？164. 分级除尘效率分级除尘效率ηd除尘器对某一粒径粉尘的除尘效率Sc、 Si为某一粒径带内的粉尘流量。

ηddp在什么情况下，某一粒径粉尘的出口分散度小于其进口分散度？17四、四、 除尘器分类除尘器分类机械式除尘器机械式除尘器：利用：利用质量力质量力进行分离进行分离; ;过滤式除尘器过滤式除尘器：利用织物纤维的：利用织物纤维的过滤过滤来进行分来进行分离离; ;电除尘器电除尘器：利用：利用静电库仑力的作用静电库仑力的作用进行分离进行分离; ;洗涤式除尘器洗涤式除尘器：利用：利用液体洗涤作用液体洗涤作用进行分离进行分离18第二节第二节 重力沉降重力沉降重力沉降重力沉降是利用含尘气体中的颗粒受重是利用含尘气体中的颗粒受重力作用而自然沉降的原理力作用而自然沉降的原理, ,将颗粒污染物将颗粒污染物与气体分离的过程与气体分离的过程重力沉降室重力沉降室可能是所有空气污染控制装可能是所有空气污染控制装置中最简单的一种装置置中最简单的一种装置, ,它的结构简单它的结构简单, ,造价低造价低, ,便于维护管理便于维护管理, ,压力损失小压力损失小, ,而且而且可以处理高温气体可以处理高温气体19一、颗粒沉降速度一、颗粒沉降速度当直径为当直径为dpdp的球形颗粒在静止液体中自由沉的球形颗粒在静止液体中自由沉降时降时, ,所受作用力主要有重力所受作用力主要有重力F1 ,F1 ,流动对流动对颗粒的浮力颗粒的浮力F2F2以及流体对颗粒的阻力以及流体对颗粒的阻力F3.F3.因此因此, ,作用在颗粒上的合力为作用在颗粒上的合力为: :• F=F F=F1 1-F-F2 2-F-F3 3• 重力重力F1F1与沉降方向一致与沉降方向一致, ,浮力与沉降方向相浮力与沉降方向相反反, ,两者的差为颗粒的沉降力两者的差为颗粒的沉降力. .20二、重力沉降室的设计二、重力沉降室的设计图6-1是一简单的重力沉降室,含尘气体由管道进入此管道宽度大得多的沉降室时,流速突然减慢,使颗粒能在重力作用下沉于室底.通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置。

通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置21(一一)沉降时间与沉降速度沉降时间与沉降速度沉降室的设计计算以如下沉降室的设计计算以如下假定假定为基础，通过沉降断面的水为基础，通过沉降断面的水平气流速度分布是均匀的，并呈层流状态，颗粒的水平移平气流速度分布是均匀的，并呈层流状态，颗粒的水平移动速度与气流速度相同动速度与气流速度相同含尘气流通过横断面比管道大得多的沉降室时，流速大大降含尘气流通过横断面比管道大得多的沉降室时，流速大大降低，使大而重的尘粒以其沉降速度低，使大而重的尘粒以其沉降速度usus缓慢落至沉降室低部缓慢落至沉降室低部22如果水平气流平均速度为如果水平气流平均速度为V(m/s),V(m/s),则气流通过长则气流通过长度为度为L(m)L(m)的沉降室的时间为的沉降室的时间为t t1 1(s)(s)为为: :t1=l/V而沉降速度为而沉降速度为VtVt的颗粒，从顶部降落到底部的颗粒，从顶部降落到底部所需要的时间为所需要的时间为: : t t2 2=H/u=H/ut t为使粒径为为使粒径为dpdp的颗粒在沉降室中全部沉降下来，的颗粒在沉降室中全部沉降下来，必须保证必须保证t t1 1 ≥t ≥t2 2, ,即：即：Ｌ／Ｌ／v≥v≥Ｈ／Ｈ／utut23(二二)沉降尺寸沉降尺寸因沉降室高度Ｈ已定，由式可求出沉降室的最小长度Ｌ；反因沉降室高度Ｈ已定，由式可求出沉降室的最小长度Ｌ；反之，若Ｌ已定，可求出最大高度Ｈ．沉降室宽度Ｗ取决于处之，若Ｌ已定，可求出最大高度Ｈ．沉降室宽度Ｗ取决于处理气体量Ｑ（理气体量Ｑ（m3/s））24（三）沉降室捕集效率在时间在时间t内，粒径为内，粒径为dp的粒子的沉降距离为：的粒子的沉降距离为： 对于粒径为对于粒径为dp的粒子，只有在高度的粒子，只有在高度hc以下进入以下进入沉降室才能沉降到灰斗。

当沉降室才能沉降到灰斗当hc〈〈H时，粒子的时，粒子的分分级除尘效率级除尘效率为：为：25该沉降室所能捕集的该沉降室所能捕集的最小粒径最小粒径为为 ：：v v0 0————气体的流速，气体的流速，气体的流速，气体的流速，m/sm/s；；；；μ μ —— ——流体的粘度，流体的粘度，流体的粘度，流体的粘度，pa.s pa.s 26第三节、旋风除尘第三节、旋风除尘旋风除尘旋风除尘是利用旋转的含尘气流所产生是利用旋转的含尘气流所产生的离心力，将颗粒污染物从气体中分离的离心力，将颗粒污染物从气体中分离出的过程出的过程旋风除尘器旋风除尘器：：利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置流中分离的装置27一、旋风除尘器的工作原理(一)旋风除尘器内的气流运动(二)旋风除尘器内的颗粒运动及分离过程28(一)旋风除尘器内的气流运动外涡旋外涡旋：旋转向：旋转向下的外圈气流；下的外圈气流；内涡旋内涡旋：旋转向：旋转向上的中心气流上的中心气流气流作涡旋运动气流作涡旋运动时，尘粒在离心时，尘粒在离心力作用下逐步移力作用下逐步移向外壁，达到外向外壁，达到外壁的尘粒在气流壁的尘粒在气流和重力共同作用和重力共同作用下沿壁面落入灰下沿壁面落入灰头。

头29对旋风除尘器内气流运动的测定发现，实际气对旋风除尘器内气流运动的测定发现，实际气流除切向和轴向运动外，还有径向运动在流除切向和轴向运动外，还有径向运动在外涡旋也存在离心的径向运动外涡旋也存在离心的径向运动通常把内外涡旋气体的运动分解成为三个速度通常把内外涡旋气体的运动分解成为三个速度分量：切向速度、径向速度和轴向速度分量：切向速度、径向速度和轴向速度切向速度是决定气流速度大小的主要速度分量，切向速度是决定气流速度大小的主要速度分量，也是决定气流质点离心力大小的主要因素也是决定气流质点离心力大小的主要因素根据涡旋定律，外涡旋的切向速度根据涡旋定律，外涡旋的切向速度vT反比于反比于旋转半径旋转半径R的的n次方次方气流从除尘器顶气流从除尘器顶部向下高速旋转部向下高速旋转时，顶部的压力时，顶部的压力下降，一部分细下降，一部分细小的尘粒沿筒壁小的尘粒沿筒壁旋转向上，达到旋转向上，达到顶部后，再沿排顶部后，再沿排出管外壁旋转向出管外壁旋转向下，最后到达排下，最后到达排出管下端附近被出管下端附近被上升的内涡旋带上升的内涡旋带走并从排出管排走并从排出管排出，这股旋转气出，这股旋转气流称流称上涡旋上涡旋。

30(二)旋风除尘器内的颗粒运动及分离过程轴向速度轴向速度 外旋涡的轴外旋涡的轴向速度向下，向速度向下，内旋涡的轴向内旋涡的轴向速度向上在速度向上在内旋涡，随着内旋涡，随着气流逐渐上升，气流逐渐上升，轴向速度不断轴向速度不断增大，在排出增大，在排出管底部达到最管底部达到最大值31二、旋风除尘器的分离性能•(一一)颗粒的分离直径颗粒的分离直径•(二二)捕集效率捕集效率•(三三)影响捕集效率的因素影响捕集效率的因素32(一)颗粒的分离直径在旋风除尘器内，粒子的沉降速度主要取决于离在旋风除尘器内，粒子的沉降速度主要取决于离心力心力Fc和向心运动气流作用于尘粒上的阻力和向心运动气流作用于尘粒上的阻力FD在在内外涡旋界面上，如果内外涡旋界面上，如果Fc>FD，粒子在离心力推，粒子在离心力推动下移向外壁而被捕集；如果动下移向外壁而被捕集；如果Fc

实际上由于各种随机因素的影响，处于这种平衡状态的尘粒有机因素的影响，处于这种平衡状态的尘粒有50%的可能性进入内涡旋，也有的可能性进入内涡旋，也有50%的可能性移向外的可能性移向外壁，它的除尘效率为壁，它的除尘效率为50%此时的粒径即为除尘此时的粒径即为除尘器的分割直径，用器的分割直径，用dc表示因为表示因为Fc=FD，对于球，对于球形粒子，由斯托克斯定律得到：形粒子，由斯托克斯定律得到：33d dc c愈小，说明除尘效率越高，性能愈好愈小，说明除尘效率越高，性能愈好d dc c确确定定后后，，可可根根据据雷雷思思——利利希希特特模模式式计计算算其其他他粒粒子的分级效率：子的分级效率：3435(三三)影响捕集效率的因素影响捕集效率的因素•入口风速入口风速(或流量或流量)•除尘器的结构尺寸除尘器的结构尺寸•粉尘粒径与密度粉尘粒径与密度•气体温度气体温度•灰斗的气密性灰斗的气密性36三、旋风除尘器的分类及选型( (一一) )旋风除尘器的分类旋风除尘器的分类1.按气体流动状况分 可分为切流返转式和轴流式两种 切流返转式切流返转式: :分为直入式和分为直入式和蜗壳式，前者的进气管外壁与蜗壳式，前者的进气管外壁与筒体相切，后者进气管内壁与筒体相切，后者进气管内壁与筒体相切。

筒体相切 轴流式轴流式: :是利用固定的导流是利用固定的导流叶片促进气流旋转，在相同的叶片促进气流旋转，在相同的压力损失下，能够处理的气体压力损失下，能够处理的气体量大，且气流分布较均匀，主量大，且气流分布较均匀，主要用于多管旋风除尘器和处理要用于多管旋风除尘器和处理气体量大的场合气体量大的场合372.按结构形式分按结构形式分 可分为圆筒体可分为圆筒体,长锥体长锥体,旁通旁通式和扩散式等式和扩散式等•圆筒体圆筒体:它是用得很早的一种旋风除它是用得很早的一种旋风除尘器尘器,其圆筒高度大于圆锥高度其圆筒高度大于圆锥高度,结结构简单构简单,压力损失小压力损失小,处理气量大处理气量大,适适用于捕集密度和粒度大的颗粒物用于捕集密度和粒度大的颗粒物.•长锥体长锥体:它的特点是圆筒较短它的特点是圆筒较短,圆锥圆锥较长较长.•旁通式旁通式:它的特点是排气管插自主深它的特点是排气管插自主深度较浅度较浅,在圆筒体中设有灰尘隔室并在圆筒体中设有灰尘隔室并与锥体连通与锥体连通.•扩散式扩散式:它具有倒形锥体它具有倒形锥体,锥底设有锥底设有反射屏反射屏.38(二二)旋风旋风除尘器的除尘器的设计选型设计选型 根据含尘浓度、粒度分布、密度等烟气特征及根据含尘浓度、粒度分布、密度等烟气特征及除尘要求、允许的阻力和制造条件，合理选择旋除尘要求、允许的阻力和制造条件，合理选择旋风除尘器的型式风除尘器的型式 根据使用时允许的压力降确定进口气速根据使用时允许的压力降确定进口气速v v1 1若没有提供允许的压力损失数据，一般取进口气速为若没有提供允许的压力损失数据，一般取进口气速为12-12-25m/s25m/s确定旋风除尘器的进口截面确定旋风除尘器的进口截面A A、入口宽度、入口宽度b b和高度和高度h h确定各部分几何尺寸，由进口截面积确定各部分几何尺寸，由进口截面积A A和入口宽度和入口宽度b b及高度及高度h h定出各部分的几何尺寸定出各部分的几何尺寸39四、旋风除尘器的设计四、旋风除尘器的设计旋风除尘器各部分尺寸比例旋风除尘器各部分尺寸比例•筒体直径筒体直径D•入口尺寸入口尺寸•排气管排气管•筒体与锥体长度筒体与锥体长度•圆锥角圆锥角α•排尘口直径Ｄ排尘口直径Ｄc40第四节第四节 静电除尘静电除尘一、静电除尘的基本原理二、静电除尘器分类及结构三、静电除尘器的效率四、静电除尘器的设计41一、一、 静电除尘的基本原理静电除尘的基本原理 静静电电除除尘尘器器是是利利用用静静电电力力从从气气流流中中分分离离悬悬浮浮粒子（尘粒或液滴）的装置，粒子（尘粒或液滴）的装置， 与其他除尘器的与其他除尘器的根本区别根本区别在于：在于： 除除尘尘过过程程的的分分离离力力（（主主要要是是静静电电力力））直直接接作作用用在在粒粒子子上上，，而而不不是是作作用用在在整整个个气气流流上上，，因因此此电电除除尘尘器器具具有有分分离离粒粒子子能能耗耗低低、、气气流流阻阻力力小的特点。

小的特点由由于于作作用用在在粒粒子子上上的的静静电电力力相相对对较较大大，，所所以以电电除除尘尘器器也也能能有有效效地地捕捕集集亚亚微微米米级级粒粒子子电电除除尘尘器器还还具具有有处处理理气气流流量量大大，，能能连连续续操操作作，，可可在高温或腐蚀性条件下工作在高温或腐蚀性条件下工作等优点 1 1 1 1、、、、静电除静电除静电除静电除尘器的尘器的尘器的尘器的特点及特点及特点及特点及应用应用应用应用42一、一、 静电除尘的基本原理静电除尘的基本原理除除尘尘效效率率一一般般可可大大于于99%，，对对微微小小尘尘粒粒也也有有足足够够的的捕捕集集效效率率处处理理量量大大，，能能连连续续操操作作，，可可用用于于高高温温、、高高压压，，广广泛泛应应用用于于冶冶金金、、化化工工、、能源、材料、纺织等工业部门能源、材料、纺织等工业部门但但静静电电除除尘尘器器设设备备庞庞大大，，占占地地面面积积大大，，一一次次性性投投资资费费用用高高，，应应用用范范围围受受粉粉尘尘比比电电阻阻限限制制，，难难以以适适应应操操作作条条件件的的变变化化，，此此外外对对制制造造、、安安装质量要求高。

装质量要求高 1 1 1 1、、、、静电除静电除静电除静电除尘器的尘器的尘器的尘器的特点及特点及特点及特点及应用应用应用应用43一、静电除尘的基本原理2 2 2 2、、、、静电除静电除静电除静电除尘器的工作尘器的工作尘器的工作尘器的工作原理原理原理原理44在两个曲率半径相差较大的金属阳极和阴极上，在两个曲率半径相差较大的金属阳极和阴极上，通以高压直流电，维持一个足以使气体电离的通以高压直流电，维持一个足以使气体电离的静电场含尘气体在电晕极周围强电场作用下静电场含尘气体在电晕极周围强电场作用下发生电离，形成气体离子和电子使粒子荷电发生电离，形成气体离子和电子使粒子荷电荷电粒子在电场力作用下向集尘极运动并在集荷电粒子在电场力作用下向集尘极运动并在集尘极上沉积，从而达到粉尘和气体分离的目的尘极上沉积，从而达到粉尘和气体分离的目的当集尘极上粉尘达到一定厚度时，借助振打机当集尘极上粉尘达到一定厚度时，借助振打机构使粉尘落入下部灰斗构使粉尘落入下部灰斗可见，电除尘器的可见，电除尘器的工作原理工作原理包括包括电晕放电、气电晕放电、气体电离、粒子荷电、荷电粒子的迁移和捕集，体电离、粒子荷电、荷电粒子的迁移和捕集，以及清灰以及清灰等过程。

等过程一、静电除尘的基本原理一、静电除尘的基本原理453.气体电离和粒子荷电气体电离和粒子荷电 通常气体中只含有极其微量的自由电子和气体离子，可视为绝缘体在电除尘器中，当两电极之间的电压达到一定值时，两电极间的气体将发生电离由绝缘状态转变为传导状态，即产生气体电离或电击穿1）粒子荷电）粒子荷电 粒子荷电是一种不完全的电击穿，只是在放电极周围很薄的一气层中出现电击穿，两电极间的电流很小而火花放电则是在放电极到收尘极之间有多条火花电击穿，传导电流较大463. 3.气体电离和粒子荷电气体电离和粒子荷电47abab段段: :气体导电仅借助于气体中原有少量自由电子，电流随气体导电仅借助于气体中原有少量自由电子，电流随电压升高而增大，但电流的绝对值不高电压升高而增大，但电流的绝对值不高bcbc段段：电压由：电压由b’b’升到升到c’c’，极间导电电流几乎没有变化，说，极间导电电流几乎没有变化，说明没有新电离出的电子和离子参与导电，增加的电压主要是明没有新电离出的电子和离子参与导电，增加的电压主要是提高了原有自由电子的动能提高了原有自由电子的动能cdcd段段：当电压升高到：当电压升高到c’c’点时，由于气体中的电子已获得足点时，由于气体中的电子已获得足够的动能，足以使与之碰撞的气体中性分子发生电离，产生够的动能，足以使与之碰撞的气体中性分子发生电离，产生新的电子和阳离子。

失去能量的电子可与其他中性气体分子新的电子和阳离子失去能量的电子可与其他中性气体分子结合成为阴离子新的电子和离子参与导电当电子在电场结合成为阴离子新的电子和离子参与导电当电子在电场中获得足够大的动能后，又与其他中性气体碰撞使其电离中获得足够大的动能后，又与其他中性气体碰撞使其电离新产生的电子数和离子数像新产生的电子数和离子数像““雪崩雪崩””似地按等比级数增加似地按等比级数增加这就是所谓的气体电离中的电子雪崩，此时在放电电极周围这就是所谓的气体电离中的电子雪崩，此时在放电电极周围的电离区，可以看见淡蓝色的光点或光环，也能听见咝咝声的电离区，可以看见淡蓝色的光点或光环，也能听见咝咝声和噼啪的爆裂声，这一现象称为电晕放电和噼啪的爆裂声，这一现象称为电晕放电3. 3.气体气体电离和电离和粒子荷粒子荷电电48 如果两极间的电压升到如果两极间的电压升到如果两极间的电压升到如果两极间的电压升到e’e’点，由于电晕区点，由于电晕区点，由于电晕区点，由于电晕区扩大，致使电极间产生火花或电弧电极扩大，致使电极间产生火花或电弧电极扩大，致使电极间产生火花或电弧电极扩大，致使电极间产生火花或电弧。

电极间出现火花或电弧说明极间气体全部击穿间出现火花或电弧说明极间气体全部击穿间出现火花或电弧说明极间气体全部击穿间出现火花或电弧说明极间气体全部击穿火花放电时，极间电压急剧下降，同时在火花放电时，极间电压急剧下降，同时在火花放电时，极间电压急剧下降，同时在火花放电时，极间电压急剧下降，同时在极短的时间内通过大量电流出现火花放极短的时间内通过大量电流出现火花放极短的时间内通过大量电流出现火花放极短的时间内通过大量电流出现火花放电的电压称为火花放电电压电除尘器运电的电压称为火花放电电压电除尘器运电的电压称为火花放电电压电除尘器运电的电压称为火花放电电压电除尘器运行时应经常保持在两极间的气体处于不完行时应经常保持在两极间的气体处于不完行时应经常保持在两极间的气体处于不完行时应经常保持在两极间的气体处于不完全被击穿的电晕状态，应尽量避免产生短全被击穿的电晕状态，应尽量避免产生短全被击穿的电晕状态，应尽量避免产生短全被击穿的电晕状态，应尽量避免产生短路现象493. 3.气体电离和粒子荷电气体电离和粒子荷电50离开放电电极一定距离，经多次碰撞已经失去能离开放电电极一定距离，经多次碰撞已经失去能离开放电电极一定距离，经多次碰撞已经失去能离开放电电极一定距离，经多次碰撞已经失去能量，由于电场强度下降不足以使电子获得足够的量，由于电场强度下降不足以使电子获得足够的量，由于电场强度下降不足以使电子获得足够的量，由于电场强度下降不足以使电子获得足够的能量再电离中性气体分子，电晕现象随之消失。

能量再电离中性气体分子，电晕现象随之消失能量再电离中性气体分子，电晕现象随之消失能量再电离中性气体分子，电晕现象随之消失开始发生电晕现象的电压开始发生电晕现象的电压开始发生电晕现象的电压开始发生电晕现象的电压c’c’c’c’称为称为称为称为起始电晕电压起始电晕电压起始电晕电压起始电晕电压，，，，曲线曲线曲线曲线cdcdcdcd称为电晕放电段，在电晕放电区，通过称为电晕放电段，在电晕放电区，通过称为电晕放电段，在电晕放电区，通过称为电晕放电段，在电晕放电区，通过气体的电离电流，称为气体的电离电流，称为气体的电离电流，称为气体的电离电流，称为电晕电流电晕电流电晕电流电晕电流3. 3.气体电离和粒子荷电气体电离和粒子荷电51（2）粒子荷电在电除尘器中，粉尘粒子主要是借助电场力作在电除尘器中，粉尘粒子主要是借助电场力作用而被捕集粉尘粒子荷电量愈大，被捕集的用而被捕集粉尘粒子荷电量愈大，被捕集的效果就愈大理论和实践都证明单极高压电晕效果就愈大理论和实践都证明单极高压电晕可使粉尘粒子荷电量较大气体离子与粉尘粒可使粉尘粒子荷电量较大气体离子与粉尘粒子碰撞，能使离子附着在粒子上而荷电子碰撞，能使离子附着在粒子上而荷电。

两种荷电机制：两种荷电机制：一种是气体离子在电场力的作用下做定向运动一种是气体离子在电场力的作用下做定向运动与粉尘粒子碰撞，使其荷电，这种荷电称为电与粉尘粒子碰撞，使其荷电，这种荷电称为电场荷电，场荷电，dp>1.0dp>1.0  m m另一种是气体离子作不规则热运动时与粉尘粒另一种是气体离子作不规则热运动时与粉尘粒子碰撞，使其荷电，这种荷电称为扩散荷电，子碰撞，使其荷电，这种荷电称为扩散荷电，dp<0.2dp<0.2  m m粒子介于粒子介于0.2-1.00.2-1.0  m m的粒子，两种荷电机制均的粒子，两种荷电机制均存在524、荷电粒子的迁移和沉积荷电粒子在电场力的作用下,将朝着与其电性相反的集尘极移动颗粒荷电愈多,所处位置的电场强度愈大,则迁移的速度愈大.当荷 电粒到达集尘极处,颗粒上的电荷中和,从而使颗粒恢复中性,此即颗粒的放电过程在集尘电极表面堆积的荷电颗粒层厚了,就排斥新来的荷电颗粒,使它们不能在集尘极放电,于是集尘就停止.如荷电颗粒层过厚,则在庥尘极的颗粒层中,形成的电压梯度过大,就会造成颗粒层空隙中的气体电离,即产生电晕放电,称之为反电晕这样形成的自由电子和离子被吸向集尘电极,而颗粒带着与集尘极电极电性相同的电荷而向电晕极运动,使除尘效率大为降低。

535、颗粒的清除气流中的颗粒在集尘极上连续沉积气流中的颗粒在集尘极上连续沉积,极板上的颗极板上的颗粒层厚度就不断增大粒层厚度就不断增大,最靠近集尘极的颗粒已把最靠近集尘极的颗粒已把大部分电荷传导给极板大部分电荷传导给极板,因而使集尘极与这些颗因而使集尘极与这些颗粒之间的静电引力减弱粒之间的静电引力减弱,颗粒将有脱离极板的趋颗粒将有脱离极板的趋势但是由于颗粒层电阻的存在势但是由于颗粒层电阻的存在,靠近颗粒层外靠近颗粒层外表面的颗粒没有失去其电荷表面的颗粒没有失去其电荷,它们与极板产生的它们与极板产生的静电力足以使靠极板的非荷电颗粒被静电力足以使靠极板的非荷电颗粒被”压压”在极在极板上板上.因此因此,必须用振打的方法或其他清灰的方式必须用振打的方法或其他清灰的方式将这些颗粒层颗粒强制破坏将这些颗粒层颗粒强制破坏,并使其落入灰斗并使其落入灰斗,从从除尘器中排出除尘器中排出54二、静电除尘器分类及结构二、静电除尘器分类及结构•1.按集尘器的形式分按集尘器的形式分 圆管型和平板型电圆管型和平板型电除尘器除尘器•2.按荷电和放电空间布置分按荷电和放电空间布置分 一段式和二一段式和二段式电除尘器段式电除尘器•3.按气流方向分按气流方向分 分卧式和立式两种分卧式和立式两种•4.按清灰方式分按清灰方式分 分为干式和湿式两种分为干式和湿式两种( (一一) )静静电除除尘器分器分类(二)电除尘器的结构1.电晕电极2.集尘电极3.清灰电极4.气流分布装置55（（（（1 1）管式电除尘器）管式电除尘器）管式电除尘器）管式电除尘器单管电除尘器结构如图单管电除尘器结构如图单管电除尘器结构如图单管电除尘器结构如图所示。

集尘极为所示集尘极为所示集尘极为所示集尘极为   150- 150-300mm300mm的圆形金属管，的圆形金属管，的圆形金属管，的圆形金属管，管长为管长为管长为管长为3-5m3-5m放电极线放电极线放电极线放电极线（电晕线）用重锤悬吊（电晕线）用重锤悬吊（电晕线）用重锤悬吊（电晕线）用重锤悬吊在集尘极园管的中心在集尘极园管的中心在集尘极园管的中心在集尘极园管的中心管式电除尘器电场强度管式电除尘器电场强度管式电除尘器电场强度管式电除尘器电场强度高且变化均匀，但清灰高且变化均匀，但清灰高且变化均匀，但清灰高且变化均匀，但清灰比较困难常用于处理比较困难常用于处理比较困难常用于处理比较困难常用于处理含尘气体量小或含雾滴含尘气体量小或含雾滴含尘气体量小或含雾滴含尘气体量小或含雾滴的气体1. 1.按集尘电极的结构形式分类按集尘电极的结构形式分类按集尘电极的结构形式分类按集尘电极的结构形式分类56集尘极由多块一集尘极由多块一定形状的钢板组定形状的钢板组合而成放电极合而成放电极（电晕极）均布（电晕极）均布在两平行集尘极在两平行集尘极间两平行集尘间两平行集尘极的距离一般为极的距离一般为200-400mm200-400mm，极，极板高度板高度2-5mm2-5mm。

版式电除尘器电版式电除尘器电场强度变化不均场强度变化不均匀，清灰方便，匀，清灰方便，制作安装容易制作安装容易2 2 2 2）版式电除尘器）版式电除尘器）版式电除尘器）版式电除尘器572. 2.按荷电和放电空间布置分类(1)(1)(1)(1)单单区区区区电电除除除除尘尘器器器器 集集集集尘级尘级和和和和电晕电晕极极极极装在同一装在同一装在同一装在同一区区区区域域域域内内内内，，，，颗颗粒荷粒荷粒荷粒荷电电和和和和捕集在同一捕集在同一捕集在同一捕集在同一区区区区域域域域内内内内完成 (2)(2)(2)(2)双区双区双区双区电电除除除除尘尘器器器器 收收收收尘尘极极极极系系系系统统和和和和电晕电晕极极极极系系系系统统分分分分别别装在装在装在装在两个两个两个两个不同不同不同不同区区区区域域域域内内内内，前，前，前，前区区区区安装安装安装安装电晕电晕极称极称极称极称电晕电晕区区区区，粉，粉，粉，粉尘尘粒子在前粒子在前粒子在前粒子在前区区区区荷荷荷荷电电；后；后；后；后区区区区安装集安装集安装集安装集尘尘极称极称极称极称为为收收收收尘尘区区区区，荷，荷，荷，荷电电粉粉粉粉尘尘粒子在收粒子在收粒子在收粒子在收尘尘区区区区被捕集。

被捕集双区双区双区双区电电除除除除尘尘器主要用于空器主要用于空器主要用于空器主要用于空调调的空的空的空的空气气气气净净化方面583.按气流流动方式分类按气流流动方式分类（（1 1）立式）立式电除除尘器器一般管式一般管式电除除尘器器为立式立式电除除尘器，含器，含尘气气流流自下而上流自下而上流过立式电除除尘器占地面器占地面积小，捕小，捕集效率高集效率高2 2））卧卧式式电除除尘器器含含尘气气流沿水平方向流流沿水平方向流过完成除完成除尘过程的程的电除除尘器器称称为卧卧式式电除除尘器，又可分器，又可分为电场供供电，，容易容易实现对不同粒不同粒径径粉粉尘的分离，有利于提高的分离，有利于提高总除除尘效率安装高度比立式低，操作和效率安装高度比立式低，操作和维修修方便594. 4.按清灰方式分类按清灰方式分类按清灰方式分类按清灰方式分类(1)(1)(1)(1)干式干式干式干式电电除除除除尘尘器器器器 干燥干燥干燥干燥状状状状态态下采用机械振打、下采用机械振打、下采用机械振打、下采用机械振打、电电磁振打和磁振打和磁振打和磁振打和压缩压缩空空空空气气气气等方法等方法等方法等方法清清清清除集除集除集除集尘尘极极极极上粉上粉上粉上粉尘尘的的的的电电除除除除尘尘器器器器称称称称为为干式干式干式干式电电除除除除尘尘器。

有利于回收器有利于回收器有利于回收器有利于回收经济经济价价价价值值的粉的粉的粉的粉尘尘，，，，但容易但容易但容易但容易产产生二次生二次生二次生二次扬尘扬尘2)(2)(2)(2)湿湿湿湿式式式式电电除除除除尘尘器器器器 用水用水用水用水喷喷淋或用溢流水在集淋或用溢流水在集淋或用溢流水在集淋或用溢流水在集尘尘极极极极表面形成一表面形成一表面形成一表面形成一层层水膜，使沉水膜，使沉水膜，使沉水膜，使沉积积在集在集在集在集尘尘极极极极上的粉上的粉上的粉上的粉尘尘和水一起流到和水一起流到和水一起流到和水一起流到除除除除尘尘器下部排出器下部排出器下部排出器下部排出湿湿湿湿式除式除式除式除尘尘器无二次器无二次器无二次器无二次扬尘扬尘，效，效，效，效率高，但率高，但率高，但率高，但清清清清灰水需要灰水需要灰水需要灰水需要处处理，理，理，理，对设备对设备有腐有腐有腐有腐蚀蚀 60三、静电除尘器的效率(一)颗粒的驱动速度 qE(电场作用在荷电粉尘粒子上的静电力）= 3dp (粉尘粒子向集尘极迁移时受到的介质阻力）q q----粉尘颗粒的荷电量，粉尘颗粒的荷电量，C; C; E E----粉尘颗粒粉尘颗粒所出位置的电场强度，所出位置的电场强度，V/mV/m；；   -- --气体气体介质的动力粘度介质的动力粘度,Pa.s,Pa.s；； dp -- --粉尘粒粉尘粒子的粒径，子的粒径，m; m;   ----荷电粉尘粒子在电荷电粉尘粒子在电场中的驱进速度（终末沉降速度），场中的驱进速度（终末沉降速度），m/sm/s。

61(二)除尘效率方程德意希假设：除尘器中气流为湍流状态，在垂德意希假设：除尘器中气流为湍流状态，在垂直于集尘表面的任一断面上粒子浓度和气流直于集尘表面的任一断面上粒子浓度和气流分布是均匀的粒子进入除尘器后立即完成分布是均匀的粒子进入除尘器后立即完成了荷电过程；忽略电风、气流分布不均匀，了荷电过程；忽略电风、气流分布不均匀，被捕集粒子重新进入气流等影响被捕集粒子重新进入气流等影响气体流向气体流向x x，气体和，气体和粉尘在粉尘在x x方向的流速方向的流速皆为皆为u u，气体流量为，气体流量为Q;xQ;x方向上每单位长方向上每单位长度的集尘版面积为度的集尘版面积为a a，总集尘板面积为，总集尘板面积为A A；电场长度为；电场长度为L L，气，气体流动截面积为体流动截面积为F F；；直径为直径为dpidpi的颗粒，的颗粒，其驱进速度其驱进速度 ，在，在气体中的浓度气体中的浓度  62在在dtdt时间内于长度时间内于长度dxdx的空间所捕集的粉尘量为：的空间所捕集的粉尘量为：dn=a(dx)dn=a(dx)i  i(dt)=-Fdx di(dt)=-Fdx d i (dt=dx/dt)i (dt=dx/dt) 此即为德意希的理论分级效率方程。

此即为德意希的理论分级效率方程634-4静电除尘器的设计迄今，电除尘迄今，电除尘器的选择和器的选择和设计仍然采设计仍然采用经验和类用经验和类比的方法比的方法比集尘表面积（比集尘表面积（比集尘表面积（比集尘表面积（A/Q)A/Q)A/Q)A/Q)的确定的确定的确定的确定根据运行和设计经验，确定有效驱进速度根据运行和设计经验，确定有效驱进速度根据运行和设计经验，确定有效驱进速度根据运行和设计经验，确定有效驱进速度   e e e e长高比的的确定长高比的的确定长高比的的确定长高比的的确定集尘板有效长度与高度之比，当要求除尘效率集尘板有效长度与高度之比，当要求除尘效率集尘板有效长度与高度之比，当要求除尘效率集尘板有效长度与高度之比，当要求除尘效率大于大于大于大于99%99%99%99%，除尘器的长高比至少要，除尘器的长高比至少要，除尘器的长高比至少要，除尘器的长高比至少要1.0-1.51.0-1.51.0-1.51.0-1.5气流速度的确定气流速度的确定气流速度的确定气流速度的确定由处理烟气量和电除尘器过流断面积计算烟由处理烟气量和电除尘器过流断面积计算烟由处理烟气量和电除尘器过流断面积计算烟由处理烟气量和电除尘器过流断面积计算烟气的平均流速。

气的平均流速气的平均流速气的平均流速气体的含尘浓度气体的含尘浓度气体的含尘浓度气体的含尘浓度64。