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湿式电除雾器的原理

[2014-11-19] 点击:

待处理气体为含有微细尘粒,雾粒及被液体蒸汽饱和的湿气体。为了满足生产工艺, 环境保护,有价金属回收的要求。必须将气体中的悬浮物清除,处理合格后的气体用于下工序生产或排入大空。

各种待处理的气体,由于受到紫外线照射,高温和放射性副射的作用。使得每种中性气体中都含有1-2%的带电分子和电子(1)。另方面,当这种带有悬浮粒子的湿气体进入湿式电除雾器电场后,由于在湿式电除雾器的电晕极线上施加了足够高的直流电压,从电晕极发射出大量向沉淀极高速运动的电子。在电场力的作用下,高速运动的电子高速撞击中性分子,从气体分子中打出一个或若干个外层电子,中性分子转变为正离子和自由电子,这些派生的电子在电场作用下继续高速运动,撞击新的中性分子而使其电离,如此迅速地派生出新的离子和电子, 在电晕极线附近的气体发生雪崩式电离,在电极线周围2mm形成电离区。同时,带负电的粒子和电子向沉淀极的运动过程中被过渡区的雾粒捕集,中性粒子荷电并长大,继续向沉淀极运动,最后在沉淀极沉积并发生电中和。

含有微细悬浮粒籽的气体,在管式湿式电除雾器中,它们在沿着管子的轴线方向运动,其中的悬浮粒子受到气体流动的推动力,粒子本身的重力,电场的电力,粒子运动的摩擦力和电场力的共同作用。带电粒子在电场里的运动是在以上几种主要作用力的合力作用下进行的,因此,它的运动速度称为漂移速度。对任何具体湿式湿式电除雾器,当漂移速度过小时,倘若气体的电离,粒子荷电以及粒子通过两极间所需要的时间比气体通过整个管长所需时间要长。悬浮粒子被逃脱。电场产生“电晕闭塞”。因此,漂移速度的大小决定湿式电除雾器的电场气速和除雾的效率。漂移速度的理论值的计算公式如下:
    w =0.11E2ρ/μ厘米/秒
      (1)式中:w—漂移速度,厘米/秒
      E—电场强度,伏/厘米  ρ-粒子半径  厘米
      W—漂移速度 厘米/秒  μ-气体粘度  克/厘米。秒(泊)

从上式看出,粒子的漂移速度与电场强度的平方,粒子的半径成正比,与气体的粘度成反比。
   电场中任一位单置的电场强度计算式如下:
   Ex=U/[2。3xlg(R/r)] 伏/厘米    
     (2)式中:E—电场中任一位置的场强,伏/厘米 
     U—电晕电极上被施加的电压,伏
       x—该处距电晕电极的距离,厘米    
     lg—以10为底的对数,
        R—沉淀极的半径,厘米    
     r—电晕电极的半径,厘米

从上式看出:在施加于电极上的电压一定时,电场强度与粒子距电晕极的距离,沉淀极半径和电晕极半径之比的对数成反比。也就是增大电晕极的半径有利电场强度提高(6)(7)。

另外,粒子在电场中向沉淀极漂移运动是由于电场力的作用产生的。 而粒子在电场中所受的力可用下式表示:
       F=neE 达因    
    (3)式中:F—粒子在电场中受到的力,达因。 
    n—粒子所带元电荷数目
       e—电子的电荷量,4.77*10静电单位。
    E—沉淀极处的电场强度,静电单位。

当沉淀极接地良好,沉淀极的场强趋向零时,F=ne。也就是说粒子在电场中受的力与其荷电量相关。也与沉淀极是否能迅速将电荷移走有关。

综合分析以上三式,对某一特定条件时,漂移速度随施加于电晕电极的电压升高而增大。因为电压升高之后,气体在电离区的电离加快,粒子可以获得更多的电荷,所受电场的作用力增大。

另方面,如果改变电晕电极的形状,提高它发射电子的能力和扩大电离区有效断面, 是提高漂移速度和缩短荷电时间的有效办法之一。 螺旋锯齿电晕极线,利用尖端放电来增强电离能力,同时利用形状的变化形成更良好的非均匀电场和扩大电离区,有效地提高了湿式电除雾器的能力。

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