静电除尘法是利用高压电场对荷电粒子产生的静电力作用实现尘粒与气流分离的方法。在电极上施以足够高的直流电压,两极间形成不均匀电场。放电极即电晕极附近的电场强度很大,产生电晕放电,使气体分子发生电离,产生的大量电子,在电场的作用下向集尘极迁移。在迁移过程中,电子易于中性气体分子结合形成负离子。尘粒与负离子碰撞并附着,尘粒带上负电荷。荷电粉尘在电场中受库仑力作用而驱往集尘极,并在集尘极上沉积,实现了尘粒与气流的分离。
静电除尘法是利用库仑力进行除尘的,不论尘粒是粗粒子还是微细粒子,只要在电场中带荷电,就能依据库仑力向集尘极迁移而沉积。所以,静电除尘法的效率很高,脱除微细尘粒的捕集性能好,可去除0.05μm以上的尘粒,是除尘方法之一。但是,设备构造、烟气流速、粉尘性质对静电除尘器的机能有的影响。同时静电除尘器对固体尘粒的比电阻有严格的要求,通常尘粒的比电阻在104~1010Ω·cm范围内。当固体尘粒的比电阻≤104Ω·cm(过低)时,振打集尘极时会容易造成二次扬尘,导致除尘器的分离效率降低。反之,当固体尘粒的比电阻≥1010Ω·cm(过高)时,振打集尘极时尘粒不易脱落,集尘极表面会形成多孔绝缘层。当其达到临界电场强度时,会出现电极击穿现象,形成许多充满正离子的小渠道,这些小渠道会放出大量反电晕电荷,导致静电除尘器除尘效率下降。
近年来我国静电除尘技术高速发展,自主的立式静电除尘器、旋转电极静电除尘器、移动式静电除尘器、屋顶式静电除尘器等技术相继问世。工作者针对粉尘的高比电阻和二次扬尘等技术难点不断进行研究。为了解决粉尘比电阻对除尘效率的影响,低温电除尘技术研究越来广泛。丽仔建国等分析了低温电除尘技术的发展及技术特点,指出低温除尘技术能降低尘粒的比电阻避免反电晕现象,提效率,对SO3的脱除率达到90%以上,采用低温省煤器时有良好的节能效果。陈招妹等以传统固定电极除尘器为基础,了一种集尘极能够上下移动的旋转电极式除尘器。电极的上下移动能够电极上难以的粉尘,防止粉尘过多堆积导致反电晕产生,的减少了二次扬尘,对高比电阻粉尘有很好的收集效果。黄三明等了一种网状移动收尘极电除尘器。网状电极与移动机构相连,实现收尘极的自动清灰,从根本上解决了二次扬尘和反电晕的产生。同时将网分割成块后,可以单独安装及维修,有利于除尘器实现大型化。4层网状移动收尘极对PM2.5的收集效率可以达到59.18%。聂衍韬等将双极静电凝并除尘应用于横向极板除尘技术中,提出了一种横向双极电除尘器。研究表明,极板横向排布能够使气流均匀分布,可以起到布风板的作用。横向双极电除尘器有较好的伏安特性,对粒径为25.405μm烧结粉尘的除尘效率显著提高。
在静电除尘器方面将研究放在了除尘器对粉尘高、低比电阻的捕集效应上,采用电离、脉冲充电、电子束射线电离等方法,克服在电除尘器中沉积在极板表面上的高比电阻粉尘层所产生的局部放电现象即反电晕现象,增加粉尘荷电的粒子个数,增大除尘效率;并在静电除尘器之前设置电离器,对静电除尘器充电,来降低运行成本,装置实现一体化除尘脱硫。近几年发展起来的凝聚技术也是一种预处理装置,粉尘通过正负极相间的通道时分别带上正负电荷。凝聚技术不仅运行费用低,而且不受场地限制。
近年来,静电除尘器虽己有了长足的发展,对静电除尘器的改进也多种多样,但终都没有脱离钢质收尘极这一传统模式。Ohio大学的Pasic等人提出“膜电除尘器(MESP)”的概念,它们把静电除尘器传统的收尘极用碳纤维材料编织,改进后的膜吸尘极质地轻,运输安装方便、廉,而且除尘。膜电除尘极内没有强筋结构,削弱了对内部流场的干扰,减少了涡流的产生,避免了二次扬尘。2004年Ohio大学在膜电除尘的基础上提出了湿式膜电除尘器,湿式电除尘几乎能够二次颗粒夹带,但是水雾的分散不均匀容易在电极表面形成干点,造成电极腐蚀。而湿式膜电除尘器利用膜内毛细管内的毛细力作用使水均匀的喷洒,能够清洁电极表面,同时对微粒的捕集能力也超过传统钢板结构的湿式电除尘器。