静电除尘

静电除尘，又名：电除尘器、静电除尘器是利用静电原理从气体中分离颗粒物的系统。 因为，严格来说，它不是经典意义上的过滤器，所以科学上正确的说法是电分离器或电除尘器。

静电除尘中的沉积可分为五个不同的阶段：

• 释放电荷，主要是电子
• 在电场或电离器中使尘粒带电
• 将带电的尘埃颗粒输送到收集电极 (NE)
• 灰尘颗粒粘附在集电极上
• 去除集电极上的灰尘层。

尽管灰尘颗粒通常带有自然电荷，但这远不足以以足够的力将颗粒加速到带相反电荷的电极。 因此，它们在电场中带强电。 在高达100kV以上的高压发射负放电电极和接地的集电极之间形成电场。 对静电除尘条件起决定性作用的电荷产生机制是碰撞电离。 气体中的自由电子在放电电极附近的电晕皮的静电场中被强烈加速（气体放电）。 当撞击气体分子时，更多的电子要么分裂出来，要么附着在气体分子上。 在xxx种情况下，会产生新的自由电子和正气体离子，在第二种情况下会产生负气体离子。 正气体离子被喷雾栅格中和，而负电荷（自由电子和气体离子）向收集电极迁移。

当灰尘颗粒进入喷流流过的空间时，灰尘颗粒开始带电，这是由于负电荷与灰尘颗粒碰撞时积累的负电荷引起的。 充电过程通过场充电或扩散充电进行。在场充电过程中，气体离子由于其定向运动而撞击灰尘颗粒并对其充电直至饱和。对于非常小的颗粒（d < 0.1 µm），场充电的影响消失 - 尘埃颗粒通过扩散充电（在由布朗运动引起的碰撞中）充电。

由于施加的直流电压场的电力（库仑定律），带电的尘埃颗粒横向于气体的流动方向迁移到收集电极，在那里它们释放电荷。 由于到收集电极的漂移速度相对较低（斯托克斯定律），因此过滤通道必须有一定的长度，并且要净化的气体不能过快地流过。

灰尘颗粒失去电荷后，它们会受到粘附力的束缚，粘附力主要由粘附灰尘层内的电场强度决定。 当粘附力大于气体的流动力时，一粒灰尘被认为是“分离的”。

收集电极上形成的灰尘层必须定期清除。 在大多数情况下，这是通过用锤子敲击来完成的。 灰尘松动并落入收集仓中。 然而，一定比例的粉尘颗粒被夹带在气流中，必须再次充电和分离。

在较小的静电除尘n, e.g. B. 对于室内空气净化，颗粒通常带正电荷，分离机制根据彭尼原理工作。 在大静电除尘中，颗粒（主要是尘埃颗粒）带负电（所谓的科特雷尔原理）。

静电除尘器的分离程度尤其取决于喷雾电极和分离电极之间的电压。 为此所需的高直流电压由所谓的电压转换系统产生。 这通常由一个电源变压器和一个整流器组成，变压器可以将电源电压转换为 80 kV 左右到 100 kV 以上。 晶闸管控制器作为执行器连接在变压器的初级电路中。扼流圈连接在上游以限制电流。使用电源变压器和晶闸管控制器的系统原则上只能在最少 10 毫秒内做出反应。有也是使用变流器的电压转换系统。 有了这些，短脉冲的脉冲操作也是可能的（所谓的 µs 脉冲发生器）。

静电除尘电压转换系统参数如下：

• 功率或输出电流
• 输出电压（高压吴）

电压转换系统由所谓的滤波器控制来控制，滤波器控制具有以下功能：

• 指定值的电流限制
• 将高压运行到xxx可能值 - 刚好低于击穿电压 - 从而获得足够的喷涂电流
• 确定故障极限、检测故障、区分不同类型的故障并对其做出反应
• 检测高阻抗粉尘产生的背喷并做出反应

滤波器控制通常用作电流控制器，并且在打开后以指定的斜坡接近设定电流。 此外，还有用于击穿检测和击穿处理的附属功能：如果检测到击穿，则中止上升斜坡，可能会暂时禁用用于去离子的高压，并且可能具有较低的最终值的新的上升斜坡，开始了。

颗粒传输取决于存在的电场，以及流过的气体和待分离粉尘的特性。 除尘器的几何形状（特别是除尘器和放电电极的几何形状）强烈决定了电气条件和流动动力学。 另一个影响是带电粒子对电场的反应。 由于粒子的充电时间与分离时间相比相对较短，因此会产生一团带负电的粒子。 带负电的粒子（粒子空间电荷）在前往分离电极的途中相互影响（同极性排斥），从而限制离子电流。 这是一种普遍现象，在电除尘器中总会有小范围的出现。 在非常高的输入浓度下，尤其是细颗粒，这种颗粒空间电荷会变得非常强，以至于电晕放电电流下降到清洁气体电流消耗的千分之一值。 这被称为电晕熄灭。 通过在放电电极和沉积电极之间选择合适的距离（在环境条件下约为 4-6 厘米）并使用具有低电晕起始电压的放电电极（细线或带尖端的结构），可以xxx减少甚至避免这个问题。

已分离颗粒的电荷和进入的离子流必须通过沉淀板上已分离颗粒的灰尘层流走。 如果粉尘层具有高电阻（取决于：成分、颗粒大小、温度等），则在粉尘层上会出现很强的电压降，最终会导致粉尘层发生电晕放电。 这产生了两种极性的电荷载流子，这导致在放电电极的方向上与沉积电流相反的离子电流。 在某些情况下，闪络也会发生在已经分离的粉尘层内，这会像爆炸一样将粉尘抛回到气流中。 这种效应称为“反喷”，会导致颗粒传输速度降低。

再夹带是指气流夹带已经分离的粉尘。 大部分再夹带发生在沉淀板被撞掉（爆震损失）时。 然而，在正常的分离操作中也会发生粉尘层的再夹带损失。 这被称为侵蚀损失。 在结构上，试图通过适当的电极几何形状（例如捕获空间）来抵消重新进入。

静电除尘器主要用于烟道气的净化，例如在燃煤电厂、冶炼、水泥生产或用固体燃料燃烧的供热厂和热电厂（除了煤，还有木材、木屑， 木头颗粒）。

实现了高达 99.9% 的总分离度，这可以防止燃煤电厂每天排放多达 10 吨的飞灰。 一个电厂过滤器可能有几十米高，板间距在几十厘米范围内，最多可以并联数百个过滤通道。 根据所用振打系统的类型，磨损既发生在振打部件及其驱动器上，也发生在振打沉淀或喷雾电极及其悬架上。