电净制主要用于气体的净化,是指利用高压直流静电场的电离作用,使通过电场的含尘气体中的尘粒带电,带电尘粒被带相反电荷的电极板吸附,将尘粒从气体中分离出来,使气体得以净制的方法。用于气体电净制的设备称为静电除尘器。静电除尘器分为管式和板式两类,主要由管式高压直流电极板和绝缘箱构成。

电净制法的优点

在很多情况下气体要采用电净制法,这种净制气体的方法具有下列的优点:

(1)原则上气体可得到最高的净制度。当然,因照顾到经济方面,气体在电净制器内的净制度只限于90~99%。要超过这个限度,则气体在电场内的停留时间必需更久得多,而电净制器的容积必须相应地增大。

(2)沉降灰尘所谓耗的能量,大约每1000米3气体在0.1~0.8千瓦小时之间,而在电净制器内之压头损失在正常情况下不超过3-5毫米水柱。因此,总的能量消耗不高。

(3)电净制也可以在高温和具有化学脏蚀性的介质中进行。

(4)净制操作可达到完全自动化。1

电净制原理

假设从一个分子取走一个或几个电子,则它就显示正电荷,即是说这个分子就成为正离子,电子若将负电荷传达到中性分子上,就将这个中性分子变成负离子。气体在电极间产生电离作用的情况有二:

(1)非自发电离,即由某种电离因子的作用所产生的,这些电离因子如辐射性物质的辐射线,X射线等。电离因子的作用一停止后,复合作用就渐渐发生,所谓复合作用,即带不同电荷的离子叉彼此联结起来,而成功一个不带电性的中性分子的回复过程。

(2)自发电离,即将电路中的电压升高到超过该气体的介电常数而产生的电离作用。用电气净制气体时,仅采用自发电离。

假设使两金属板间的电位差增加,则当电位差增到某一个临界值,或达到空气的所谓击穿电压时,空气层即被凿穿,电流强度就急剧增长;在金属板间即发生电流。这种火花放电叫作自发气体放电。因为在气体中的电流是不依从欧姆定律的,所以有这种现象发生。空气分子受到所施电压的作用而分裂为带正电荷与负电荷的离子,这些离子在电场引力的作用下,开始向带有与本身相反电荷的电极运动。而且离子与电子的运动速度及它们的动能随着电场强度的增加而增大。

当离子和电子的速度开始超过临界速度,由于得到了新的动能,它们也将在其运动路线上所遇到的中性分子分裂为离子。如此,在两极间所有的气体都发生电离作用,由于在两平行金属板间的均匀电场内同时产了非常多的离子,电流强度急增,于是就发生火花放电。1

电离产生的条件

在进行这种碰撞飞电离时,由于空气分子从在一定方向上运动的离子那里获得了冲量,便发生一种强烈的空气运动(郎电风现象)。电气净制气体在技术方面,是使电极具有很高的电压而达成自发电离作用。用这样的方法来促成电离作用时,要求只在两极间某一段距离内的气层受到击穿,余下的这层气体应不受到击穿而可以当作绝缘体,以免在两极间经电花或电弧而构成短路。这样的一层气体在实际上是靠选择电极的形状和依据所用的电压而定出两极距离的方法而获得。

电极若为两块平行的金属板,则对所讨论的情形是不适合的,因为由两极所形成的电场空间内任意点上的电位都是相同的,即电场是均匀的。只要两平板电极间的电势差大到某一种程度,也即是达到击穿电压,则所有在两极间的一层空气由于均匀电场都产生击穿现象,整个发生火花放电,这样空气的电离作用反不产生了。在两个同心圆筒的电极间(一个导线与一根圆管)或一个圆筒与一块平板的电极间(一根导线与一块金属板),就形成一个非均匀电场。靠近导线的地方,场电压相当高,以致离子和电子还能使中性分子发生电离,但是离导线远一点的,则场电压,也即是离子的运动速度就有一定程度的减小,遂致碰撞电离无法产生。1

电除尘器类型

根据电除尘器的特点,可作不同的分类:

(1)按集尘极的形式,电除尘器可分为管式和板式电除尘器。管式电除尘器的集尘极一般为多根并列的金属圆管或六角形管,适用于气体量较小的情况。板式电除尘器采用平行钢板作集尘极,极间均布电晕线,常用于大气量的情况。

(2)按粒子荷电和沉降的空间位置,可分为单区和双区电除尘器。单区电除尘器的粒子荷电和带电尘粒的分离沉降皆在同一空间区域进行。而双区电除尘器的粒子荷电和带电尘粒分离分设在两个空间区域。现在工业上一般采用单区电除尘器。

(3)按气体流动方向,可分为卧式和立式电除尘器。前者气流方向平行于地面,后者气流垂直于地面。工业上卧式电除尘器应用比较广泛,因为它可根据需要的除尘效率,沿气流方向分设2~4个电场。

(4)按沉集粒子的清灰方式,可分为干式和湿式电除尘器。干式电除尘器采用机械、电磁、压缩空气等振打清灰;湿式电除尘器是通过喷雾或溢流水等方式使集尘极表面形成一层水膜,将沉集在其上的尘粒冲走。管式电除尘器常采用湿式清灰,可避免二次扬尘,但存在腐蚀和污水、污泥的处置问题。板式电除尘器大多采用千式清灰,回收的干粉尘便于处理和利用,但振打清灰时存在二次扬尘问题。2

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学

电净制

图文简介

电净制主要用于气体的净化,是指利用高压直流静电场的电离作用,使通过电场的含尘气体中的尘粒带电,带电尘粒被带相反电荷的电极板吸附,将尘粒从气体中分离出来,使气体得以净制的方法。用于气体电净制的设备称为静电除尘器。静电除尘器分为管式和板式两类,主要由管式高压直流电极板和绝缘箱构成。