靜電除塵

靜電除塵，又名：電除塵器、靜電除塵器是利用靜電原理從氣體中分離顆粒物的系統。 因為，嚴格來說，它不是經典意義上的過濾器，所以科學上正確的說法是電分離器或電除塵器。

靜電除塵中的沉積可分為五個不同的階段：

• 釋放電荷，主要是電子
• 在電場或電離器中使塵粒帶電
• 將帶電的塵埃顆粒輸送到收集電極 (NE)
• 灰塵顆粒粘附在集電極上
• 去除集電極上的灰塵層。

盡管灰塵顆粒通常帶有自然電荷，但這遠不足以以足夠的力將顆粒加速到帶相反電荷的電極。 因此，它們在電場中帶強電。 在高達100kV以上的高壓發射負放電電極和接地的集電極之間形成電場。 對靜電除塵條件起決定性作用的電荷產生機制是碰撞電離。 氣體中的自由電子在放電電極附近的電暈皮的靜電場中被強烈加速（氣體放電）。 當撞擊氣體分子時，更多的電子要么分裂出來，要么附著在氣體分子上。 在xxx種情況下，會產生新的自由電子和正氣體離子，在第二種情況下會產生負氣體離子。 正氣體離子被噴霧柵格中和，而負電荷（自由電子和氣體離子）向收集電極遷移。

當灰塵顆粒進入噴流流過的空間時，灰塵顆粒開始帶電，這是由于負電荷與灰塵顆粒碰撞時積累的負電荷引起的。 充電過程通過場充電或擴散充電進行。在場充電過程中，氣體離子由于其定向運動而撞擊灰塵顆粒并對其充電直至飽和。對于非常小的顆粒（d < 0.1 μm），場充電的影響消失 - 塵埃顆粒通過擴散充電（在由布朗運動引起的碰撞中）充電。

由于施加的直流電壓場的電力（庫侖定律），帶電的塵埃顆粒橫向于氣體的流動方向遷移到收集電極，在那里它們釋放電荷。 由于到收集電極的漂移速度相對較低（斯托克斯定律），因此過濾通道必須有一定的長度，并且要凈化的氣體不能過快地流過。

灰塵顆粒失去電荷后，它們會受到粘附力的束縛，粘附力主要由粘附灰塵層內的電場強度決定。 當粘附力大于氣體的流動力時，一粒灰塵被認為是“分離的”。

收集電極上形成的灰塵層必須定期清除。 在大多數情況下，這是通過用錘子敲擊來完成的。 灰塵松動并落入收集倉中。 然而，一定比例的粉塵顆粒被夾帶在氣流中，必須再次充電和分離。

在較小的靜電除塵n, e.g. B. 對于室內空氣凈化，顆粒通常帶正電荷，分離機制根據彭尼原理工作。 在大靜電除塵中，顆粒（主要是塵埃顆粒）帶負電（所謂的科特雷爾原理）。

靜電除塵器的分離程度尤其取決于噴霧電極和分離電極之間的電壓。 為此所需的高直流電壓由所謂的電壓轉換系統產生。 這通常由一個電源變壓器和一個整流器組成，變壓器可以將電源電壓轉換為 80 kV 左右到 100 kV 以上。 晶閘管控制器作為執行器連接在變壓器的初級電路中。扼流圈連接在上游以限制電流。使用電源變壓器和晶閘管控制器的系統原則上只能在最少 10 毫秒內做出反應。有也是使用變流器的電壓轉換系統。 有了這些，短脈沖的脈沖操作也是可能的（所謂的 μs 脈沖發生器）。

靜電除塵電壓轉換系統參數如下：

• 功率或輸出電流
• 輸出電壓（高壓吳）

電壓轉換系統由所謂的濾波器控制來控制，濾波器控制具有以下功能：

• 指定值的電流限制
• 將高壓運行到xxx可能值 - 剛好低于擊穿電壓 - 從而獲得足夠的噴涂電流
• 確定故障極限、檢測故障、區分不同類型的故障并對其做出反應
• 檢測高阻抗粉塵產生的背噴并做出反應

濾波器控制通常用作電流控制器，并且在打開后以指定的斜坡接近設定電流。 此外，還有用于擊穿檢測和擊穿處理的附屬功能：如果檢測到擊穿，則中止上升斜坡，可能會暫時禁用用于去離子的高壓，并且可能具有較低的最終值的新的上升斜坡，開始了。

顆粒傳輸取決于存在的電場，以及流過的氣體和待分離粉塵的特性。 除塵器的幾何形狀（特別是除塵器和放電電極的幾何形狀）強烈決定了電氣條件和流動動力學。 另一個影響是帶電粒子對電場的反應。 由于粒子的充電時間與分離時間相比相對較短，因此會產生一團帶負電的粒子。 帶負電的粒子（粒子空間電荷）在前往分離電極的途中相互影響（同極性排斥），從而限制離子電流。 這是一種普遍現象，在電除塵器中總會有小范圍的出現。 在非常高的輸入濃度下，尤其是細顆粒，這種顆粒空間電荷會變得非常強，以至于電暈放電電流下降到清潔氣體電流消耗的千分之一值。 這被稱為電暈熄滅。 通過在放電電極和沉積電極之間選擇合適的距離（在環境條件下約為 4-6 厘米）并使用具有低電暈起始電壓的放電電極（細線或帶尖端的結構），可以xxx減少甚至避免這個問題。

已分離顆粒的電荷和進入的離子流必須通過沉淀板上已分離顆粒的灰塵層流走。 如果粉塵層具有高電阻（取決于：成分、顆粒大小、溫度等），則在粉塵層上會出現很強的電壓降，最終會導致粉塵層發生電暈放電。 這產生了兩種極性的電荷載流子，這導致在放電電極的方向上與沉積電流相反的離子電流。 在某些情況下，閃絡也會發生在已經分離的粉塵層內，這會像爆炸一樣將粉塵拋回到氣流中。 這種效應稱為“反噴”，會導致顆粒傳輸速度降低。

再夾帶是指氣流夾帶已經分離的粉塵。 大部分再夾帶發生在沉淀板被撞掉（爆震損失）時。 然而，在正常的分離操作中也會發生粉塵層的再夾帶損失。 這被稱為侵蝕損失。 在結構上，試圖通過適當的電極幾何形狀（例如捕獲空間）來抵消重新進入。

靜電除塵器主要用于煙道氣的凈化，例如在燃煤電廠、冶煉、水泥生產或用固體燃料燃燒的供熱廠和熱電廠（除了煤，還有木材、木屑， 木頭顆粒）。

實現了高達 99.9% 的總分離度，這可以防止燃煤電廠每天排放多達 10 噸的飛灰。 一個電廠過濾器可能有幾十米高，板間距在幾十厘米范圍內，最多可以并聯數百個過濾通道。 根據所用振打系統的類型，磨損既發生在振打部件及其驅動器上，也發生在振打沉淀或噴霧電極及其懸架上。