一、 静电除尘器工作原理

　　由于辐射摩擦等原因，空气中含有少量的自由离子，单靠这些自由离子是不可能使含尘空气中的尘粒充分荷电的。因此，要利用静电使粉尘分离须具备两个基本条件，一是存在使粉尘荷电的电场；二是存在使荷电粉尘颗粒分离的电场。一般的静电除尘器采用荷电电场和分离电场合一的方法，放电极的金属棒接高压直流电源的负极，集尘极接地为正极，集尘极可以采用圆管，也可以采用平板。

　　接通电源后，在电场作用下，空气中的自由离子要向两极移动，电压愈高、电场强度愈高，离子的运动速度愈快。由于离子的运动，极间形成了电流。开始时，空气中的自由离子少，电流较少。电压升高到一定数值后，放电极附近的离子获得了较高的能量和速度，它们撞击空气中的中性原子时，中性原子会分解成正、负离子，这种现象称为空气电离。空气电离后，由于联锁反应，在极间运动的离子数大大增加，表现为极间的电流急剧增加，空气成了导体。放电极周围的空气全部电离后，在放电极周围可以看见一圈淡蓝色的光环，这个光环称为电晕。电除尘器的电晕范围通常局限于金属棒周围几毫米处。空气在电晕范围电离后，正离子很快向负极移动，只有负离子才会进入电晕外区，向阳极移动。含尘空气通过电除尘器时，由于电晕区的范围很小，只有少量的尘粒在电晕区通过，获得正电荷，沉积在电晕极上。大多数尘粒在电晕外区通过，获得负电荷，最后沉积在阳极板上，当尘埃聚集到一定程度，由于重力作用，掉下聚集到收集槽内。

　　静电除尘器与其他除尘设备相比，耗能少，除尘效率高，适用于除去烟气中0．01—50µm的粉尘，而且可用于烟气温度高、压力大的场合。实践表明，处理的烟气量越大，使用静电除尘器的投资和运行费用越经济

　　二、 静电除尘器主要结构

　　在工业电除尘器中，最广泛采用的是卧式的板式电除尘器。它是由本体和供电原源两部分组成。本体包括除尘器壳体、灰斗、放电极、集尘极、气流分布装置、振打清灰装置、绝缘子及保温箱等等。下面介绍除尘器的主要部件。

　　1. 集尘极

　　对集尘极板的基本要求:

　　①板面场强分布和板面电流分布要尽可能均匀；

　　②防止二次场尘的性能好。在气流速度较高或振打清灰时产生的二次场尘少；

　　③振打性能好。在较小的振打力作用下，在板面各点能获得足够的振打加速度，且分布较均匀；

　　④机械强度好（主要是刚度）、耐高温和耐腐蚀。具有足够的刚度才能保证极板间距及极板与极线的间距的准确性；

　　⑤容纳粉尘量大，消耗钢材少，加工及安装精度高。

　　集尘极板的结构形式:

　　极板用厚度为1.2~2.0mm的钢板在专用轧机上轧制而成，为了增大容纳粉尘量大，通常将集尘极做成各种断面形状。极板高度一般为2~15m。每个电场的有效电场长度一般为3~4.5m，由多块极板拼装而成。

　　常规电除尘器的集尘极板的间距通常采用300mm。国内、外研究结果表明，加大极板间间距，增大了绝缘距离，可以抑止电场火花放电；同时可以提高电除法器的工作电压，增大粉尘的驱进速度；另外还可使电极板面积也会相应减小。由于这种除尘器的工作电压比常规的高，故称为宽间距超高压电除尘器。宽间距电除尘器的极板间距一般为400~600mm。根据目前的试验研究，采用400mm为好，其工作电压为120~80kV。这种除尘器目前已在电站、水泥等行业应用。

　　2. 放电极

　　对放电极的基本要求:

　　①放电性能好（起晕电压低、击穿电压高、电晕电流强）；

　　②机械强度高、耐腐蚀、耐高温、不易断线；

　　③清灰性能好。振打时，粉尘易于脱落，不产生结瘤和肥大现象。

　　放电极的结构形式很多:

　　①圆形

　　采用直径1.5~2.5mm的高度镍铬合金制作，上部悬挂在框架上，下部用重锤保持其垂直位置。圆线也可作成螺旋弹簧形，上、下部都固定在框架上，由于导线保持一定的张力，放电线处于绷紧状态。

　　②星形

　　它是用4~6mm的圆钢冷拉成星形断面的导线。它利用极线全长的四个尖角放电，放电效果比光线式好。星形线容易粘灰，适用于含尘浓度低的烟气。

　　③锯齿形

　　用薄钢条（厚约1.5mm）制作，在其两侧冲出锯齿，形成锯齿形电极。锯齿形的放电强度高，是应用较多的一种放电极。

　　④芒刺式

　　芒刺型电晕线是依靠芒刺的尖端进行放电。形成芒刺的方式很多，R—S是目前采用较多的一种，它是以直径为20mm的圆管作支撑，两侧伸出交叉的芒刺。这种线的机械强度高，放电强。芒刺式采用点放电代替极线全长的放电，试验表明，在同样的工作电压下，芒刺式的电晕电流要比星形线大，有利于捕集高浓度的微小尘粒。芒刺式电晕极的刺尖会产生强烈的离子流，增大了电除尘器的电风（由于离子流对气体分子的作用，气体向集尘极的运动称为电风），有利于减少电晕闭塞。

　　芒刺式电晕极适用于含尘浓度高的烟气，因此，有的电除尘器在第一、二电场采用芒刺式，在第三电场采用光线或星形线。芒刺式电晕极尖端应避免积尘，以免影响放电。

　　极线间距通常取0.50~0.65倍的通道宽度，对常规电除尘器可取160~200mm。芒刺式的间距一般为50~100mm。

　　集尘极和电晕极的制作、安装质量对电除尘器的性能有很大影响，安装前极板和极线必须调直，安装时要严格控制极距，偏差不得大于5mm。如果个别地点极距偏小，会首先发生击穿。

　　3.振打清灰装置

　　沉积在电晕极和集尘极上的粉尘必须通过振打及时清除，电晕极上积灰过多，会影响放电。集尘极上积灰过多，会影响尘粒的驱进速度，对于高比电阻粉尘还会引起反电晕。及时清灰是防止电晕的措施之一。常用的振打方式是锤击振打。

　　振打频率和振打强度必须在运行过程中调整。振打频率高、强度大，积聚在极板上的粉尘层薄，振打后粉尘会以粉末状下落，容易产生二次飞扬。振打频率低、强度弱，极板上积聚的粉尘层较厚，大块粉尖会因自重高速下落，也会造成二次飞扬。振打强度还与粉尘的比电阻有关，高比电阻粉尘应采用较高的振打强度。

　　为了防止比电阻小的粉尘产生二次飞扬，有的电除尘器专门在集尘极的表面淋水，形成一层水膜，用水膜把粉尘带走，这种电除尘器自然称为湿式电除尘器。用湿法清灰虽解决了粉尘的二次飞扬问题，但是也带来了泥浆和废水的处理问题，因此目前应用较少。

　　4.气流分布装置

　　电除尘器中气流分布的均匀性对除尘效率有较大影响。除尘效率与气流速度成反比，当气流速度分布不均匀时，流速低处增加的除尘效率远不足以弥补流速高处效率的下降，因而总的效率是下降的。

　　气流分布的均匀程度与除尘器进出口的管道形式及气流分布装置的结构有密切关系。在电除尘器的安装位置不受限制时，气流经渐扩管进入除尘器，然后再经1~2块平行的气流分布板进入除尘器电场。在这种情况下，气流分布的均匀程度取决于扩散角和分布板结构。除尘器安装位置受到限制，需要采用直角入口时，可在气流转弯处加设导流叶片，然后再经分布板进入除尘器。

　　气流分布板有多种型式，常用的是圆孔形气流分布板，采用3~5mm钢板制作，孔径约为40~60mm，开孔率为50%~65%。

　　5.供电装置包括三部分:

　　（1）升压变压器

　　它是将工频380V或220V交流电压升到除尘器所需的高电压，通常工作电压为50~60kV。增大极板间距，要求的电压也相应增高。

　　（2）整流器

　　它将高压交流电变为直流电，目前都采用半导体硅整流器。

　　（3）控制装置

　　电除尘器中烟气的温度、湿度、烟气量、烟气成份及含尘浓度等工况条件是经常变化的，这些变化直接影响到电压、电流的稳定性。因而要求供电装置随着烟气工况的改变而自动调整电压的高、低（称之为自动调压），使工作电压始终在接近于击穿电压下工作，从而保证除尘器的高效稳定运行。

　　目前采用的自动调压的方式有:火花频率控制，火花积分值控制，平均电压控制，定电流控制等。