第1页：粒子荷电
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。
第2页：电场荷电
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
第3页：粒子获得的饱和电荷－真空介电常数
粒子获得的饱和电荷－真空介电常数
电场荷电
- 粒子获得的饱和电荷－真空介电常数，等于8.85×10-12一电场强度，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
- 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10一20cm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
第4页：扩散荷电
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k一玻尔兹曼常数，1.38×10－23J/KT一气体温度，KN0－离子密度，个/m3e－电子电量，e＝1.6×10－6C一气体离子的平均热运动速度，m/s
第5页：电场荷电和扩散荷电的综合作用
电场荷电和扩散荷电的综合作用
- 处于中间范围（0.15－0.5μm）的粒子，需同时考虑电场荷电和扩散荷电根据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
第6页：例题利用下列数据
例题利用下列数据
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，=467m/s，dp＝0.1，0.5和1.0μm。
- 解：由方程（6-31）得电场荷电的饱和电荷由方程（6-32）可以计算扩散荷电过程的荷电量随时间的变化那么
第7页：例题（续）
例题（续）
电场荷电和扩散荷电的综合作用
第8页：异常荷电现象
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
- 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
第9页：荷电粒子的运动和捕集
荷电粒子的运动和捕集
第10页：驱进速度
驱进速度
- 驱进速度
- e的指数项是一个很大的数值。例如，密度为1g/cm3、直径为10μm的球状粉尘粒子，在空气中有
- 若t>10－2s，完全可以忽略不计
- 所以，驱进速度
第11页：驱进速度与粒径和场强的关系
驱进速度与粒径和场强的关系
驱进速度
- 驱进速度与粒径和场强的关系
- 当颗粒直径为2～50
- m时，
- 与粒径成正比
第12页：捕集效率
捕集效率
- 捕集效率一德意希公式
- 德意希公式的假定:
- 除尘器中气流为紊流状态
- 在垂直于集尘表面的任一横断面上粒子浓度和气流分布是均匀的
- 粒子进入除尘器后立即完成了荷电过程
- 忽略电风、气流分布不均匀、被捕集粒子重新进入气流等影响
第13页：捕集效率的微分推导
捕集效率的微分推导
捕集效率
- dt时间内在长度为dx的空间所捕集的粉尘量为
- 由dt＝dx/u
- 积分
- 最终得
第14页：捕集效率随粒径的变化
捕集效率随粒径的变化
捕集效率
第15页：有效驱进速度
有效驱进速度
- 当粒子的粒径相同且驱进速度不超过气流速度的10％－20％时，德意希方程理论上才是成立的
- 作为除尘总效率的近似估算，ω应取某种形式的平均驱进速度
- 有效驱进速度－实际中常常根据在一定的除尘器结构型式和运行条件下测得的总捕集效率值，代入德意希方程式中反算出的相应驱进速度值，以ωe表式
第16页：有效驱进速度
有效驱进速度
有效驱进速度粉尘种类驱进速度（m/s）粉尘种类驱进速度（m/s）煤粉（飞灰）0.10－0.14冲天炉（铁－焦比＝10）0.03－0.04纸浆及选纸0.08水泥生产（干法）0.06－0.07平炉0.06水泥生产（湿法）0.10－0.11酸雾（H2SO4）0.06－0.08多层床式焙烧炉0.08酸雾（TiO2）0.06－0.08红磷0.03飘旋焙烧炉0.08石膏0.16－0.20催化剂粉尘0.08二级高炉（80％生铁）0.125
注：本页数据来自原课件图/表，提取时数字与文字存在粘连，此处按原文列出，具体数值建议对照原课件图片核对后补齐。
第17页：被捕集粉尘的清除
被捕集粉尘的清除
- 电晕极和集尘极上都会有粉尘沉积
- 粉尘沉积在电晕极上会影响电晕电流的大小和均匀性，一般方法采取振打清灰方式清除
- 从集尘极清除已沉积的粉尘的主要目的是防止粉尘重新进入气流
- 在湿式电除尘器中，用水冲洗集尘极板
- 在干式电除尘器中，一般用机械撞击或电极振动产生的振动力清灰
第18页：振打清灰方式
振打清灰方式
被捕集粉尘的清除
- 现代的电除尘器大都采用电磁振打或锤式振打清灰。振打系统要求既能产生高强度的振打力，又能调节振打强度和频率
- 常用的振打器有电磁型和挠臂锤型
