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静电废气净化设备通过高压静电场实现废气净化,其核心原理可分为电晕放电、粉尘荷电、迁移与沉积三个关键步骤,具体如下:
一、电晕放电:产生带电粒子
高压电场建立
设备内设有放电电*(如金属导线,接高压直流电源负*)和集尘电*(如金属板,通常接地为正*)。当放电*施加数万伏直流高压后,周围电场强度急剧升高,空气中的自由离子获得能量加速运动,撞击中性气体分子(如氧气、氮气),使其电离成正、负离子,形成空气电离现象。
电晕区形成
在放电*周围几毫米范围内,电离持续发生,*间电流急剧变大,空气变成导体,形成淡蓝色光环(即电晕)。电晕区是带电粒子(正负离子、自由电子)的主要产生区域,为后续粉尘荷电提供条件。
二、粉尘荷电:颗粒获得电荷
接触充电
废气中的粉尘颗粒进入电场后,直接与电晕区内的带电粒子碰撞,通过接触获得电荷。例如,粉尘颗粒与负离子碰撞后,表面吸附负电荷。
非接触充电
粉尘颗粒与电晕区中的离子或自由电子通过扩散作用,间接带上电荷。在电晕外区(远离放电*的区域),大部分粉尘颗粒通过此方式获得负电荷。
荷电结果
粉尘颗粒带电后,在电场中受到库仑力作用,其运动方向由电荷性质决定:带负电的颗粒向正*(集尘*)移动,带正电的颗粒向负*(放电*)移动。由于集尘*通常接地为正*,绝大多数粉尘颗粒被吸附至集尘*。
三、迁移与沉积:粉尘与气体分离
电场力驱动
带电粉尘在电场力作用下,以一定速度向集尘*迁移。迁移速度与粉尘颗粒大小、电荷量、电场强度及气体黏度相关。一般来说,粒径越大、电荷量越多、电场强度越高,迁移速度越快。
粉尘沉积
粉尘到达集尘*后,释放所带电荷并吸附于*板表面。随着时间推移,粉尘在集尘*上逐渐积累,形成粉尘层。
清灰与气体排出
清灰方式:通过振打(机械振动)、冲洗(水喷淋)或重力作用,使沉积的粉尘脱落至收集槽内。例如,干式静电除尘采用振打清灰,湿式静电除尘则通过水膜冲洗。
气体排出:净化后的气体(含微量残留粉尘)通过出气口排出,达到环保排放标准。
四、辅助净化机制(部分设备具备)
电离净化
高压电场不仅使粉尘带电,还能使废气中的有害气体分子(如VOCs、臭氧前体物)电离,促进其分解或转化为无害物质。
多重净化技术集成
部分设备在静电场后端集成紫外杀菌、光触媒、活性炭吸附等模块,进一步去除异味、细菌及残留污染物。例如,静电式除油烟净化器可能采用“机械过滤+静电收集+活性炭过滤”的组合工艺,提升净化效率。
五、设备类型与适用场景
按清灰方式分类
干式静电除尘:粉尘以干灰形式排出,适用于处理高温、干燥废气(如火力发电厂锅炉烟气)。
湿式静电除尘:喷水或化学溶液辅助清灰,粉尘呈湿态,适用于处理含湿气体或高黏性粉尘(如钢铁厂高炉煤气)。
按气流方向分类
垂直型:气流垂直流动,设备紧凑,适合空间有限的小型工厂。
水平型:气流水平流动,处理烟气量大,适用于大型工业场所(如水泥厂烟气处理)。
典型应用领域
工业领域:冶金、化工、电力、建材等行业,处理烟尘、油雾、颗粒物及有害气体。
民用领域:医院手术室、ICU等对空气洁净度要求高的场所,以及航空器空气净化系统。