? 金属丝放出的电子迅速向正 极移动，与气体分子撞击使 之离子化
? 气体分子离子化的过程又产 生大量电子－雪崩过程
? 远离金属丝，电场强度降低， 气体离子化过程结束，电子 被气体分子捕获
? 气体离子化区域－电晕区 ? 自由电子和气体负离子是粒
子荷电的电荷Байду номын сангаас源
电晕放电
电晕放电
? 起始电晕电压－开始产生电晕电流所施加的电压
? 电压的波形
粒子荷电
? 两种机理
? 电场荷电或碰撞荷电－离子在静电力作用下做定向运 动，与粒子碰撞而使粒子荷电
? 扩散荷电－离子的扩散现象而导致的粒子荷电过程； 依赖于离子的热能，而不是依赖于电场
? 粒子的主要荷电过程取决于粒径
?大于0.5? m的微粒，以电场荷电为主 ?小于0.15? m的微粒，以扩散荷电为主 ? 介于之间的粒子，需要同时考虑这两种过程。
? 10?12 d p
? 8.16 ? 1010 td p ]
电场荷电和扩散荷电的综合作用
? 例题（续） ? 粒子荷电量随时间和粒径的变化
异常荷电现象
? 沉积在集尘极表面的高比电阻粒子导致在低电压下发生火花放 电或在集尘极发生 反电晕现象,破坏正常电晕过程
? 气流中微小粒子的浓度高时，荷电尘粒所形成的电晕电流不大， 可是所形成的空间电荷却很大，严重抑制着电晕电流的产生
?空气调节系统采用正电晕极，好 处在于其产生臭氧和氮氧化物的量 低
电晕放电
? 影响电晕特性的因素
? 电极的形状、电极间距离 ? 气体组成、压力、温度
? 不同气体对电子的亲合力、迁移率不同 ? 气体温度和压力的不同影响电子平均自由程和加速电子及
能产生碰撞电离所需要的电压
? 气流中要捕集的粉尘的浓度、粒度、比电阻以及在电 晕极和集尘极上的沉积
? 当含尘量大到某一数值时，电晕现象消失，尘粒在电场中根本 得不到电荷，电晕电流几乎减小到零，失去除尘作用，即电晕 闭塞
?
?
(1.6 ? 10?19）2 ? 467 ? 2 ? 1015 d pt 8 ? 8.85 ? 10? 12 ? 300 ? 1.38 ? 10?23
]
ln[1 ＝8.99 ? 106 d p ? 8.16 ? 1010tdp ]
那么
ln[1 q
?
qs
?
n ?e
?
1.79
?
10
?
4
d
2 p
?
1.44
? 一般粒子的荷电时间仅为 0.1s，相当于气流在除尘器内 流动10～20cm 所需要的时间，一般可以认为粒子进入除尘 器后立刻达到了饱和电荷
扩散荷电
? 与电场电荷过程相反，不存在扩散荷电的最大极限值 （根据分子运动理论，不存在离子动能上限）
? 荷电量取决于离子热运动的动能、粒子大小和荷电时间 ? 扩散荷电理论方程
区电除尘器）或光滑的不放电的电极之间的纯静电场 （双区电除尘器） ? 捕集物从集尘表面上清除－振打除去接地电极上的粉 尘层并使其落入灰斗
电除尘器的工作原理
Source:
电除尘器的工作原理
电除尘器的工作原理
? 单区和双区电除尘器
单区电除尘器 双区电除尘器
电晕放电
?压力损失小，一般为 200～500Pa ?处理烟气量大，可达 105～106m3/h ?能耗低，大约 0.2～0.4kWh/1000m 3 ?对细粉尘有很高的捕集效率，可高于 99％ ? 可在高温或强腐蚀性气体下操作
电除尘器的工作原理
? 三个基本过程
? 悬浮粒子荷电－高压直流电晕 ? 带电粒子在电场内迁移和捕集－延续的电晕电场（单
? 解：由方程 （6-31）得电场荷电的饱和电荷
qs
?
3π ? 8.85 ? 10?12 ? 3 ? 106 ?
5d 5? 2
2 p
?
1.79
?
10 ? 4
dp2
由方程 （6-32）可以计算扩散荷电过程的荷电量随时间的变化
ln[1 n
?
2π ? 8.85 ? 10?12 ? 300 ? 1.38 ? 10? 23dp (1.6? 10?19）2
电场荷电
粒子荷电
电荷累积 粒子场强增加 没有气体分子能够到达粒子表面，电荷饱和
电场荷电
? 粒子获得的饱和电荷
q
?
3??
0
E0
d
2 p
(
?
?
?
) 2
?0 －真空介电常数，等于 8.85×10-12
E0 一电场强度， V/m
? 一粒子相对介电常数
? 影响电场荷电的因素
?粒径dp和介电常数 ε ?电场强度E0和离子密度 N0
根据Robinson 的研究，简单地将电场荷电和扩散荷电的电荷 相加，可近似地表示两种过程综合作用时的荷电量，与实验 值基本一致
电场荷电和扩散荷电的综合作用
? 例题 利用下列数据，决定电场和扩散荷电综合作用下粒子荷电量随时
间的变化。已知 ε ＝5，E0＝3×106V/m ，T＝300K，N=2×1015离子/m3， u =467m/s，dp＝0.1，0.5和1.0μ m。
第二节 电除尘器
? 旋风除尘器对于 dp < 5μm的粒子效率低，必须借助外 力（电场力等）捕集更小的粒子
? 使尘粒荷电并在电场力的作用下沉积在集尘极上 ? 与其他除尘器的根本区别在于，分离力直接作用在粒
子上，而不是作用在整个气流上 ? 具有耗能小、气流阻力小的特点
电除尘器
电除尘器
电除尘器
? 电除尘器的主要优点
? 管式电除尘器内任一点的电场强度
E(r) ? V r ln(b / a)
? 起始电晕电压与烟气性质和电极形状、几何尺寸等因 素有关，起始电晕所需要电场强度（皮克经验公式）
Ec ? 3 ? 106 m(? ? 0.03 ? / a) ? ?一空气的相对密度 ? m－导线光滑修正系数，无因次， 0.5<m<1.0
n
?
2π?0kTd p
e2
ln(1 ?
e2 udp N0t )
8?0kT
k一玻尔兹曼常数， 1.38×10－23J/K
T一气体温度， K
N0－离子密度，个 /m3 e－电子电量， e＝1.6×10－6C
u一气体离子的平均热运动速度， m/s
电场荷电和扩散荷电的综合作用
? 处于中间范围 （0.15～0.5μ m）的粒子，需同时考虑电场荷 电和扩散荷电
?在r=a时 （电晕电极表面上），起始电晕电压
电晕放电
? 正、负电晕极在空气中的电晕电流一电压曲线
?电晕区范围逐渐扩大致使极间空 气全部电离－电场击穿；相应的电 压－击穿电压
?在相同电压下通常负电晕电极产 生较高的电晕电流，且击穿电压也 高得多
?工业气体净化倾向于采用稳定性 强，操作电压和电流高的负电晕极；