粒子获得的饱和电荷
q30E0dp 2(2)
－ 真 空 介 电 常 数 ， 等 于 8.85× 10-12 0
E 0一 电 场 强 度 ， V /m 一 粒 子 相 对 介 电 常 数
（2） 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
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
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；
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
二、 电晕放电（续）
3.影响电晕特性的因素
h
Clean gas 清洁气体
Collected dust
on plate Dust removed from 收集在集尘板上的尘 plates to hoppers
烟道气
电除尘器
风板的 距离
烟道气
详图：严密的放电极
清洁气体 收集的粉尘
一、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
单区和双区电除尘器
集尘板（+）
含尘气体
清洁气体
电晕线(一)
单区电除尘器
荷电段
粒子荷电和放电在同 一个电场中进行
集尘段
集尘板（-）
电晕线
高压板（+）
双区电除尘器
电除尘器外观图
12
一、电除尘器的工作原理示意图：
金属管 集尘极
放电金属线 电晕极
含负
（气体电离）
粉尘荷电
电晕区 粉尘运动
（单区电除尘器）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
一、电除尘器的工作原理
静电极
一、电除尘器的工作原理
阳极
电场
变化的颗粒
接地
阴极
烟气
无变化 的颗粒
颗粒被吸附到电极 并行成灰层
接地
清洁 气体 排放
一、电除尘器的工作原理（续）
2.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
n2πe0k2Tdpln(1e28ud0kpN T0t)
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
第四章 除尘装置——电除尘器
一、电除尘器的工作原理 二、电晕放电 三、粒子荷电 四、荷电粒子的运动和捕集 五、被捕集粉尘的清除 六、电除尘器的结构 七、粉尘比电阻 八、电除尘器的选择和设计
电除尘发展简介
早在公元前600年，希腊人就知道被摩擦过的琥珀对细粒子
和纤维的静电吸引作用，库仑发现的平方反比定律称为静 电学的科学基础，它也是电除尘理论的出发点。
威廉描述到：电能吸引由熄灭的火花产生的烟。1745年，
富兰克林开始研究尖端放电，他似乎是首先研究我们现在 所涉及到的发电尖端的电晕放电。
最早有关烟尘电力吸引的文学叙述出自英国的宫廷内科医 生威廉吉伯特，时间是1600年。
1772年，贝卡利亚对于大量烟雾的气体中的放电、电风现 象进行了试验以后，1824-1908年，一些人做了一些有关净 化过程中烟雾、烟草中的烟等试验。1908年，柯特雷尔发 表了他的第一个专利，并在赛尔拜冶炼厂电除尘成功地回
电极的形状、电极间距离
气体组成、压力、温度
1)不同气体对电子的亲合 力、迁移率不同
2)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
电压的波形
三、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
收了过去很难处理的硫酸雾。后来在他的学生施密特协助
下又进行了发展，为在冶金和水泥工业中迅速广泛地采用
电除尘，成功地控制空气污染奠定了基础，从本世纪二十 年代到四十年代开始应用于其它工业。
电除尘器的主要优点
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/1000m3 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 电除尘器的主要缺点:
管式电除尘器
二、电晕放电
1.电晕放电机理 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 粒子荷电的电荷来源
二、电晕放电（续）
1、一次性投资高 2、安装精度要求高 3、对粉尘比电阻有一定要求
Dust-collection plate 集尘板
Dirty gas
烟气
Corona discharge along the length of wire
电晕线长度
High –voltage
wire for
L
2H
corona
discharge
2.起始电晕电压---开始产生电晕电流所施加的电压 板式电除尘器：
Vc
aE c ln
d a
式中
d
4b
当 bc
0 .6时 ；
d
c
b
e 2c
当 bc
2时
式中：c——两个电晕极之间的半径，m；
a——电晕极半径，m；
b——电晕极到集尘极的距离。
二、电晕放电（续）
正、负电晕极在空气中的电晕电流一电压曲线
粒子的主要荷电过程取决于粒径
对于dР﹥0.5m的微粒，以电场荷电为主 对于dР﹤0.15m的微粒，以扩散荷电为主 对于粒径介于0.15～0.5 m之间的粒子，则需要同时考
虑这两种过程。
1.电场荷电
（1）荷电量的计算
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
1.电场荷电（续）