1、電濾器是利用靜電清除氣體中的懸浮物。它包括干式電 濾器和濕式電濾器。干式電濾器即普遍稱為電除塵器。濕式 電濾器則為 電除霧器。電濾器凈化氣體的方法工業化應用于 二十世紀二十年代。我國較普遍應用電濾器的時間落后國外 約30-40年。由于它具有較其他設備更為突生的優點：能耗低，高效，穩定可靠。二十世紀六十年代，在我國工業生產 中較廣泛地使用，并開發由硬 PVC電除霧器。隨著工業技術 的進步和環境保護要求的嚴格。電除霧器巳逐漸使用到放空 廢氣，空氣凈化等領域，而且它的應用會更廣泛。在工業生產中，如果氣體中含有某種物質的蒸汽， 當將其冷卻到一定的溫度時，蒸汽會冷凝結成液體或固體。 或者氣體高速通過某種

2、液體，氣體被液體的蒸汽飽和并夾帶 液體飛沫。用濕式電濾器來清除懸浮于氣體中的微細液體和 固體粒子。即為濕式電濾器。如硫酸生產凈化清除氣體中的 硫酸霧。發生爐煤氣和焦爐煤氣除焦油霧，硫酸生產的放空 尾氣中除硫酸霧。硫酸濃縮廢氣中除硫酸霧。電廠廢氣除硫 酸和亞硫酸霧，以及水蒸汽霧等。均系濕式電濾器類。濕式就是通過電場的介質中存在充足的液體粒子以及介 質氣被該液體蒸汽所飽和，所以在濕式電濾器不存在比電阻 的問題。、濕式電濾器的原理待處理氣體為含有微細塵粒，霧粒及被液體蒸汽飽和的濕氣體。為了滿足生產工藝， 環境保護，有價金屬回收的要求。必須將氣體中的懸浮物清除，處理合格后的氣體用于下工序生產或排入大空

3、。各種待處理的氣體，由于受到紫外線照射，高溫和放射性副射的作用。 使得每種中性氣體中都含有1-2%的帶電分子和電子 (1) 。另方面，當這種帶有懸浮粒子的濕氣體進入電濾器電場后，由于在電濾器的電暈極線上施加了足夠高的直流電壓，從電暈極發射出大量向沉淀極高速運動的電子。在電場力的作用下，高速運動的電子高速撞擊中性分子，從氣體分子中打出一個或若干個外層電子，中性分子轉變為正離子和自由電子，這些派生的電子在電場作用下繼續高速運動，撞擊新的中性分子而使其電離，如此迅速地派生出新的離子和電子， 在電暈極線附近的氣體發生雪崩式電離，在電極線周圍2mm#成電離區。同時，帶負電的粒子和電子向沉淀極的運動過程中

4、被過渡區的霧粒捕集，中性粒子荷電并長大，繼續向沉淀極運動，最后在沉淀極沉積并發生電中和。含有微細懸浮粒籽的氣體，在管式濕式電濾器中，它們在沿著管子的軸線方向運動，其中的懸浮粒子受到氣體流動的推動力，粒子本身的重力，電場的電力，粒子運動的摩擦力和電場力的共同作用。帶電粒子在電場里的運動是在以上幾種主要作用力的合力作用下進行的，因此，它的運動速度稱為漂移速度。 對任何具體濕式電濾器， 當漂移速度過小時，倘若氣體的電離，粒子荷電以及粒子通過兩極間所需要的時間比氣體通過整個管長所需時間要長。懸浮粒子被逃脫。電場產生“電暈閉塞”。因此，漂移速度的大小決定電濾器的電場氣速和除霧的效率。漂移速度的理論值的計

5、算公式如下：w =0.11E2p /以厘米/秒(1)式中：w漂移速度，厘米/秒E一電場強度，伏/厘米 p 粒子半徑厘米WM票移速度厘米/秒以-氣體粘度克/厘米。秒(泊)從上式看出，粒子的漂移速度與電場強度的平方，粒子的半徑成正比，與氣體的粘度成反比。電場中任一位單置的電場強度計算式如下：Ex=U/2 。 3xlg(R/r) 伏/ 厘米(2) 式中 :E 電場中任一位置的場強，伏/厘米U一電暈電極上被施加的電壓，伏 x一該處距電暈電極的距離，厘米 lg 以 10 為底的對數，R 沉淀極的半徑，厘米r 電暈電極的半徑，厘米從上式看出 : 在施加于電極上的電壓一定時，電場強度與粒子距電暈極的距離，沉

6、淀極半徑和電暈極半徑之比的對數成反比。也就是增大電暈極的半徑有利電場強度提高 (6)(7) 。另外，粒子在電場中向沉淀極漂移運動是由于電場力的作用產生的。 而粒子在電場中所受的力可用下式表示：F=neE 達因(3)式中：F一粒子在電場中受到的力，達因。n一粒子所帶元電荷數目e 電子的電荷量， 4.77*10 靜電單位。E沉淀極處的電場強度，靜電單位。當沉淀極接地良好，沉淀極的場強趨向零時，F=ne。也就是說粒子在電場中受的力與其荷電量相關。也與沉淀極是否能迅速將電荷移走有關。綜合分析以上三式，對某一特定條件時，漂移速度隨施加于電暈電極的電壓升高而增大。因為電壓升高之后，氣體在電離區的電離加快，

7、粒子可以獲得更多的電荷，所受電場的作用力增大。另方面，如果改變電暈電極的形狀，提高它發射電子的能力和擴大電離區有效斷面， 是提高漂移速度和縮短荷電時間的有效辦法之一。 螺旋鋸齒電暈極線，利用尖端放電來增強電離能力，同時利用形狀的變化形成更良好的非均勻電場和擴大電離區，有效地提高了電濾器的能力。二、主要參數計算以用于硫酸生產凈化的管式濕式電濾器為例一、原始數據：1. 總氣量： 5200 標準立方米/ 時(6800)2. 進氣溫度： 40 C 。3. 操作壓力：-700mm水柱4. 霧粒平均半徑： 0.5 微米。5. 電場氣速 :1.2 米/秒(1.5 米/秒) 。6. 電暈電極半徑:0.8 厘米

8、。7. 沉電極半徑:12.5 厘米。8. 電場長度 :4 米。a) 沉淀極管數計算：5200*(273+40)/273*(10000/9300)/3600*1.2*0.78 5*0.25*0.25=31按正六邊形排列，園整為 37 根，則電場氣速為 0.98 米/秒b) 臨界電場強度計算：E0=31*0.56*1+0.38/( 0.56*0.8) 1/2=25.34 千伏 /厘米為了形成臨介電場強度， 必須施加于電暈極線上的直流電壓， U=31*0.56*1+0308/ ( 0.56*0.8 ) 1/2 *0.8*ln(12.5/0.8)=55.76KV當施于電暈電極上的電壓為 60KV 時，

9、 管式電濾器電場內的電暈電流為:I=2*1.5/9*12.52ln(12.5/0.8)*60*(60-25.34)=1.61mA/MC)漂移速度計算：混合氣體的密度0.81克/立方厘米，混合氣體粘度0.00132 泊。 計算場強時， 使用的電流一般為 :I=1 。 61*.83=1.34mA/MEx=(2*1.34*9*10 6/1.5 ) 1/2=4009.99V/cm/300=13.37 靜電單位£乂=£沉淀極，漂移速度為：w=0.11*13.37 2*0.005/0.00132=74.48cm/s理論除霧效率: 實際漂移速度只有理論值的一半，以下效率計算 w=37.2

10、4cm/s刀=1-1/e 74。48*4*29。1/0。98*116 2=99.996%三、 結構比較( 一 ) 電暈電極 : 又稱放電極和負極。國內的電源均采用負極為電暈極，根據電的性質，電流是從導體的表面通過。所以導體的表面積影響電流的通量，表面積大其單位時間內所通過的電流量亦大 (6) 。這與我們經常選擇使用電線的截面積大小是同一道理。直徑大的極線周圍的電離區截面積也大。電暈極的 形狀和大小，直接影響電子的矢放， 電離的程度。以下就電暈極的演變進行比較。(1) 光滑園形電暈極線:最早使用的是直徑為 2.5mm 的鋼絲做電暈極線。在沉淀管內的電力線分布是放射性的。滿足電暈放電的條件。所采用

11、電場氣速為 0.5m/s 左右。但是人們發現，當待處理氣體中的懸浮粒子較多或者速度較高時，除霧效率下降，“電暈閉塞”的現象很頻繁。人們開始思索原因和尋求解決的辦法。(2) 鋼絲包鉛正方形電暈極線：這種極線是采用直徑2.5mm的鋼絲外包鉛材，外形6*6mm方形。它有四條棱角，放電能力和電離區都比第一種增大了。因此，在與第一種電暈極線相同的條件下，電濾器的處理 能力提高。同時也解決了耐腐蝕的問題。(3) 鋼絲包鉛六棱電暈極線：人們根椐方形極線探索的思路， 開發了所示的六棱電暈極線。 其外形的外切園直徑有6mm和10mmW種。這種線與第二種線的區別是六條棱更銳利，六棱的棱與棱之間的空間也成為電離區。

12、這種電暈極線是目前國內使用最普遍的一種。它的電場氣速以 0.6m/s 0 . 8米秒為最佳。生產實踐中發現當處理氣體中的塵霧含量高時，電暈極線上容易沉積塵埃( 結大腸 ) 。當電場的負荷加重時，還是較容易發生“電暈閉塞”。另方面，生產系統大型化，低生產強度設備林立和氣體分布不均的矛盾，人們嘗試改變設備部件的結構，提高設備的生產能力。(4) 螺旋形鋸齒電暈極線：人們試圖應用尖端放電的原理，開發出一種放電能力強， 又是連續的非均勻的電場。 據出國考察的同志介紹 : 魯奇公司曾做過盲刺形和鉛鋸齒形電暈極線試驗，鉛鋸齒因齒尖容易鈍化，該兩種極線都沒有推廣使用。二十世紀90 年代初，南化研究院開發并推廣

13、鈦螺旋鋸齒形電暈極線(2)(6) ，它具有四條連續放電棱和放電很強的齒尖。因此，它的抗粘附和抗電暈閉塞能力都很強。電場氣速國內己實際達到1.2m/s 。 如撫順石油二廠， 恭城冶煉廠， 鋅泉公司等。 但是，由于硫酸生產的氣體成分和腐蝕形態復雜，另外，也由于一些制造商不注意用材的選擇，理念的錯誤，導致一些電暈極線被腐蝕。用戶擔心極線被腐蝕不敢用，制造商怕賠償不敢推薦。又回到采用低氣速，六棱鉛極線。這樣，設備管數增加一倍，增加新設備的投資弗，也降低了設備的除霧效率。同時對大型系統會造成電除霧器并并串串設備林立。1999 年， 筆者于南京平江科有限公司， 針對鈦極線被腐蝕的各種狀態，通過靜態和動態試

14、驗，經濃酸洗凈化，高砷氟稀酸洗凈化等生產系統中的試驗，篩選出一種特種耐腐蝕不銹鋼。用該材質加工的電暈極線己在高氟硫鐵礦制酸和鈦白粉生產的電除霧器中使用。具有優良的耐蝕性能。如在貴冶，大冶，株洲，柳州，蘭州等電除霧器中應用，材料的耐腐蝕性能優良。( 二 ) 沉淀極 : 又稱正極或陽極。(1) 園管形 : 國內首先是用 256*3*4000 鉛管。二十世紀60年代，國內開發由 3 270*10*4000硬PVC塑料園管。由若干根園管用管板組裝在一起成為濕式電濾器的沉淀極。上氣室俯視截面如圖( 1)由于這種管式電濾器中氣體走不了短路，其除霧效率較高。但是，兩極若沉積有塵埃，清理是很麻煩。另外，氣體通

15、過的橫截面和沉淀極表面不能充分利用，有效截面積只占總截面積的80%只利用了沉淀極的一個表，耗材較多。(2) 板式 : 是由若干塊符合要求形狀的板，按一定距離相互平行地安裝在一起，組成沉淀極。兩相鄰沉淀極間的距離一般為300mm它的優點是極板的兩個表面積都得到了充分利用。缺點是氣體容易從上下吊架的電場外空間逃脫。除霧效率不如管式。圖 2(3) 正六邊形管:由若干根正六邊形管組合在一起，上下花板將它與上下氣室連起來，組成沉淀極。橫截面如圖(3 )。這種管國外有外切園直徑為250mm硬PVC正六邊形管。國內在二十世90年代末，開始開發外切園直徑為300mm勺導電玻璃鋼正六邊形管。現己在制酸系統中應用

16、。圖(3)(三)電暈極線固定方式：(1) 懸掛式 : 由絕緣箱將陰極框架吊掛于上氣室中，每根電暈極線固定在相對應的上方陰極框架的小梁上，由重錘拉直下懸。這種固定方式適用于氣速不大高時使用。結構簡單。安裝方便，較經濟。(2) 固定式 : 上下氣室均設有陰極框架，并用絕緣箱固定。電暈線固定于上下陰極框架上。 采用這種固定的穩定性好。電場氣速可在2.5m/s 以上，電暈線不易發生擺動。(四)絕緣箱：絕緣箱的作用是把電暈極和沉淀極組合在一起，但又使施加于電暈極上的高壓電與沉淀極絕緣，并承擔支承陰極的重量和電源的引入。主要類型分述如下 :(1) 具有加熱式支持絕緣子的絕緣箱: 這類絕緣箱用在電濾器操作溫

17、度為40-50 C ,操從壓力為2500mm水柱。為避免水汽在緣子表面冷凝，采用電加熱保持絕緣箱內恒溫在110 C之上。如圖(4 )所示。圖4具加熱式支持絕緣子圖5具加熱式套管絕緣子(2) 具有加熱式套管絕緣子絕緣箱:這類絕緣箱使用在操作溫度在40-50 C ，壓力在 -600mm水柱以下的電濾器中。為避免水汽和酸霧在絕緣子上冷凝，利用加熱器將絕緣子加熱到150 C。如圖（5）所示。(3) 有空氣緩沖保護的絕緣箱:這類絕緣箱安裝在負壓較小，允許補充空氣或特殊氣體的電濾器上。緩沖氣體是由獨立的加熱系統加熱后，利用電濾器本身的負壓或是另有的風機送進絕緣箱。如圖 （6）所 示。圖6具空氣緩沖式（五）

18、電源1 .機械整流電源：主要部件有高壓變壓器，機械整流器，控制屏，高壓轉換開關， 扼流圈，門連鎖開關。其原理示意如圖（7）這種電源己被淘汰不用。圖 7 機械整流電源2可控硅整流電源：這種電源有整流變壓器，控制屏，門 連鎖開關。其原理示意如圖（8 ）。它的電壓是連續調節，并 始終保持在最佳電暈放電的電壓下運行。圖8可控硅整流電源四 濕式電濾器看法的誤區濕式電濾器是工業氣體凈化的重要設備之一。它運行穩定可靠， 操作控制范圍寬， 被較廣泛地應用。但由于有關資料少。故在選擇和使中出現一些模糊的看法。以下談談我的一些粗淺的認識。(1) 除霧效率與電場氣速的關系：工業生產中，用化學分析的方法測定電除霧器進

19、出口氣體中酸霧的含量來計算設備的除霧效率。算式表示如下：刀=(C 1-C2 ) /C 1*100%該算式中不反映出電場中的氣速， 但實際它包含了在測定時氣體在電場中流速的因子。所得出的除霧效率反映出測定時電場狀態下的實際效率。實際效率總是低于理論效率。 理論效率計算式如下：n =1-(1/ew*L*s/v*Q )100%式中 : w 漂移速度， L 沉淀管長度，v氣流速度s沉淀極有效周邊長，Q沉淀極總沉淀面積式中 v 為電場中氣體的流速，當氣速增大時式中第二項變大， 除霧效率則降低。 實際操作中電除霧器的負荷加重時，除霧效率下降，甚至發生“電暈閉塞”。也是同樣的道理。(2) 空試： 在新電除霧

20、器建成或老設備撿修后，要以空氣為介質進行試送電，是撿查設備的安裝和修理的質量，以及有無物品留在電場內。另外，由于空試電場中的介質是空氣且幾乎是靜止的，隨二次電壓的升高，二次電流的迅速升高。其升高的速度，靜止的空氣介質中遠比在流動的二氧化硫混合氣體介質中要大很多。所以，空試中往往是二次電壓不很高，而二次電流已達到機組的額定值，己無法繼續升壓。如何確定空試的二次電壓呢 ! 一般認為在40KV 以上就可以了。因為在二氧化硫混合氣體介質中的二次電壓較空試電壓會高出10KV 以上。而且二次電壓在40KV 以上，己能滿足撿查設備安裝質量的要求。(3) 實際運行二次電流不要一味追求高 : 因為二次電流是與二

21、次電壓相關連的。電流雖說它是電除霧器的效率的表征值，但只要滿足除霧指標就可以了。二次電流過高，功率消耗也增大，對絕緣子的要求也提高。因此，比電流只要大于0.1mA/m就可以了。(4) 粉塵粒子的比電阻不影響電除霧器的收塵效果 : 由于在電除霧器內的氣體含有飽和的液體蒸氣與液體霧粒，塵埃被液體粒子粘附，液體霧的比電阻都在104-2*10 10之間，是適合采用電濾器的方法清除的。當然，在某種情況下，采取添加增濕劑或化學藥劑，增加對某組分的清除率，并非為比電阻的原因。霧粒達到沉淀極后則被粘附在上面，不可能再飛揚。 一般液體都是良導體，不會因為粒子的比電阻的 關系而產生反電暈。(5)接地電阻宜小，可靠

22、：接地問題常被人們忽視。其實接地的好壞，對電除霧器的效率和操作穩定是有很大影響 的。同時，從安全的角度看，沉淀極的電荷不能及時移走而 產生積累，在設備殼體上會產生很高的靜電危及生命的安 全。電除霧器就是一個大電容器。根據設備選擇足夠的接地 線截面積，連接可靠，接觸良好。一般要求接地總電阻小于 4歐姆。6)緣箱應自動恒定在適度的溫度范圍 ：曾經有因把絕 緣箱溫度控在2500 c而使相關部位的襯鉛熔化。恒溫的目的 是防止絕緣子上面結露，降低絕緣性能。一般要求自動控制 在1100 C-150 0 C ,特殊污損嚴重的絕緣子恒溫控制可適當 選高些，最好不超過 1500 C-180 0 Co在系統開車前提前加 熱絕緣箱，待絕緣電阻大于 75兆歐以上方可送高壓。為保 證電除霧器的穩定運轉，絕不可小看絕緣箱內的溫控問題， 曾有因手工控溫，不重視保證恒溫和不注意開車