1、 工作原理

湿式静电除雾除尘器由高压静电装置和电除雾器本体组成，其工作原理与静电除尘器一样，只是沉淀极采用蜂窝式管束结构，每个沉淀极管对应1根阴极电晕线。工作时利用高压静电装置对架设在湿式静电除雾除尘器内的电晕线施加负的高压电，从而在电晕线和沉淀极管之间形成不均匀的高压静电场并且两个电极是同轴布置的，沉淀极管内各点的电场强度与该点和电晕线之间的距离成反比。在电场力的作用下，整个沉淀极管内部都形成电晕区，在电晕区内，高浓度的负离子(电子)从电晕电极源源不断地向沉淀极管做定向运动从而形成电晕电流。当含有水雾、粉尘及其他污染物的烟气进入沉淀极管时，由于离子的碰撞和扩散，水雾、粉尘和污染物荷电，然后在电场力的作用下迅速抵达沉淀极管的内壁并同时释放出电荷，在沉淀极管内壁形成液膜，液膜、粉尘和污染物在重力作用下流到静电除雾器下部的集液槽中集中处理，从而达到捕集烟气中雾滴、粉尘和其它污染物的目的。湿式静电除雾除尘器的除尘除雾过程可概括为以下四个阶段:气体的电离、尘雾等粒子的荷电、荷电尘雾粒子的沉集、集尘的清理。与静电除尘器相比，湿式静电除雾除尘器具有以下4项优点:（1）由于粉尘与水相互交融形成的雾滴具有良好的导电性，因此，能够收集静电除尘器不能收集的黏性、高比电阻的粉尘。(2) 没有振打装置而采用单管单冲装置，不存在二次飞扬问题，也不存在传动装置容易出故障的问题。(3) 能提供几倍于静电除尘器的电晕功率，具有很高的除雾除尘效率，尤其对于细小的粉尘颗粒、雾滴、气溶胶、金属颗粒、酸雾等具有很强的捕集能力。电极之间的电场E_x为半径方向，其值为 式中:  U:施加在电极间的电压；R:外部电极的半径；r:内部电极的半径；X:空间任一点离轴线的距离。(4) 在采用微机控制电源和新型放电电极的情况下，烟气中的粉尘颗粒、雾滴、气溶胶、金属颗粒、酸雾等在电场的驱进速度可以达到0.1m/s以上，有的高达0.12m/s。(本公司生产的新型放电电极经实践使用测得二次电晕电流大于0.7mA/m。)特别值得注意的是宽极距的湿式静电除雾除尘器，在提高除尘除雾效率，降低除尘除雾成本方面有很大的优势，同时也是解决电晕闭塞的方法之一，是目前湿式静电除雾除尘器发展的一个新趋势。

2、电晕放电简介

通常在自由空间中，由于宇宙辐射每立方厘米空气中大约有1000个自由电子存在，这些自由电子在电场的作用下会受到加速，撞击气体原子或分子。自由电子的加速程度随着电场强度的增大而增大，自由电子在撞击气体原子或分子前积累的能量随之增大。当电场强度达到气体电离的临界值时，自由电子在撞击前积累的能量，将足以从气体原子或分子撞出一个电子。此时在极线附近一个小范围内的空气就开始电离，出现了气体的非自持放电。继续升高电压，气体的电离将加剧形成电子崩，产生大量的电子和离子，并伴随着发出淡兰色的辉光和咝咝声。放电也就由非自持转变为自持放电，即电晕放电。气体产生电离和发光的区域称为电晕区，在电晕区外面的区域称为电晕外区。在电晕区里，离子的产生主要靠电子在强场作用下形成的电子崩。电晕区中和电晕极极性相反的离子被吸引到电晕极，和电晕极极性相同的离子则被推向电晕外区。当电晕极为正极时，电子崩是从电晕边界开始向极线发展的。电子崩头部的自由电子将很快进入电晕极，留在电子崩后部的迁移率低的正离子可以起到扩大强场区的作用。当电晕极为负极时，由于电子崩是从极线表面开始向外发展的，靠近极线的是迁移率低的正离子，它可以把强场区限制在极线附近的较小范围内。所以正电晕的电晕区要比负电晕的大。在负电晕时，电晕区可达10～20mm；在正电晕时电晕区可达100mm。根据电源容量的大小，击穿可以表现为弧光放电或火花放电的形式。当电源容量足够大时，气体击穿后会有很大的放电电流流过，在电极间形成电弧称为弧光放电，如同电弧焊接时出现的情形一样，可以烧坏电极或供电设备。因此湿式静电除雾除尘器运行时应当尽量避免出现弧光放电。如果电源容量较小，则气体击穿以后，放电电流会受到限制，使之不足以形成电弧，这时的放电就会停留在火花放电阶段。火花放电是一束明亮曲折常常又是分叉的细丝，这些细丝很快地穿过放电间隙，又很快地熄灭，熄灭后随即再度产生。火花放电的电流比弧光放电要小得多，一般不会损坏电极，总之湿式静电除雾除尘器运行中要采取措施控制把气体击穿，若把气体击穿后的放电要限制在火花放电的范围内。在同一电压下负电晕的电晕电流就要比正电晕的大，同时正电晕火花放电通道的发展比负电晕容易得多，这样就容易发生击穿。即正电晕的临界击穿电压也比负电晕时的低，因此湿式静电除雾除尘器都采用负电晕。

3、电晕闭塞

注意当烟气中含尘、酸雾浓度越高则二次电流越小。当烟气含尘雾浓度高到某种程度时，电场空间的负离子数量已不能满足大量尘雾粒子所需，因此尘雾所得的能量很低，(表现为它的驱进速度很低)捕集效率显著降低，就像电场被屏蔽，故称电晕闭塞。解决办法是采用宽极距的设计以提高电压、提高电场强度；采用新型的放电电极以及生产操作中采取降低烟气含尘雾的措施等。

4、电晕电极肥大

气体电离产生的正离子被吸引回电晕电极的途中，烟气中有少量尘粒被它轰击而荷正电，便向负极性的电晕电极运动并沉积在极线上而形成。解决办法是提高运行电压和冲洗次数。

5、捕集效率和电气参数的关系:

由多依奇效率公式可知，在比集尘面积A/Q已定的条件下，决定湿式静电除雾除尘器效率的是尘粒子、酸雾的驱进速度V。在尘粒子、酸雾性质已定的情况下，粒子、酸雾的驱进速度取决于其的荷电量q和电场强度E。而荷电量q又取决于电晕电流的大小，因为电晕电流将直接决定可供荷电的离子数量。因此供电时除尘除雾效率的影响可以归结为电压、电流、功率对其驱进速度的影响。湿式静电除尘除雾器的电晕电流可用每米长电晕电极的毫安数或每平方米集尘电极的毫安数表示，在实际工程中电晕电极的电流密度在0.2～0.8mA/m的范围内，集尘电极的电流密度在0.16～1mA/m²的范围内。虽然加大电极间的运行电压，可以增大电晕电流，但是当粉尘过大而出现电晕阻塞现象或集尘极积尘过厚而出现反电晕时，即使在高的运行电压下电晕电流也会下降到零。这种现象应尽量避免，为此本公司设计的湿式静电除尘除雾器采用单管单冲并且根据运行经验定期冲洗。另据电晕放电的伏安特性说明，在接近火花放电的范围内电晕电流将随电压的增加而迅速增加，随着电晕电流的增加，电晕功率也随之迅速增大。实践告诉我们峰值电压只要增加1%，可使电晕电流增加5%，而电晕功率则增加约5.5%。所以峰值电压只要增加1～2kv，可使捕集效率发生明显的增大，因此湿式静电除尘除雾器能工作在火花放电电压附近。为了防止频繁闪络乃至过度到拉弧，在供电特性设计时，常要求每次闪络后可控硅封锁20～40ms。但是闪络封锁显然会影响到除尘除雾效率，理想的闪络封锁时间应该是随着电场火花强度的不同而自动跟踪，即电场有弱小火花时不必封锁，中等火花时稍加封锁[例如(10～30)ms],只有强烈闪络时封锁时间才超过40ms。

6、德国多依奇静电除尘的科学理论:

使电晕极附近出现的单一粒可以在除尘中到达集尘电极而被捕集，相应的除尘器的管长L应为:L=R；其中V:烟气流速(m/s）；ω:粒子在电场中的移动速度( m/s）；R:阳极管的半径(m）。     多依奇捕集效率公式:由多依奇效率公式其中A:集尘极的集尘面积 (m²)；Q:烟气的流量(m³/s)；V:尘粒在电场中的移动速度(m/s)。通过多依奇的捕集效率公式得知:当烟气量一定时，捕集效率随收尘极长度L的增长按负指数曲线上升，当L增加到某一值后，捕集效率就上升得很慢了，所以过分增大阳极的长度是不经济的。对板式静电除尘器，当烟气量一定时，捕集效率与极板的间距(2b)无关；而对管式静电除尘器，当烟气量一定时，其捕集效率则会随管径(R)的增大而增大。具体分析如下:管式静电除尘器的比集尘面积为:；

   板式静电除雾器的比集尘面积为:

根据以上的理论知识，我们设计的蜂窝式湿式静电除尘除雾器可满足下列要求:

a、SO₃酸雾去除率80%～85%；水雾去除率:≥80%；烟尘去除率:≥80%；排烟不透明度:≤10%；

  汞、砷去除率:70%～90%；还有进一步提高SO₂的脱除。

b、蜂窝式湿式静电除尘除雾器沉淀极系六角管，耗用材料较少，占地面积较小，安装容易,不易变形，除雾除尘效率较高，缺点是制造复杂；板式湿式静电除尘除雾器的电晕极置放在沉淀极的极板之间，沉淀极两侧皆可利用，可节约较多的极板材料，占地面积较小，但极板易变形。相同气体流速时，板式的比蜂窝式的除尘除雾效率要差。

总之，湿式静电除雾除尘器特点是除雾除尘效率高，可达到99.9%,能捕集1um左右的粒子，且压力损失小，一般为0.2～0.5kPa,运行稳定。由于湿式静电除雾除尘器里有液体介质存在且温度在露点以下，因此选材时必须考虑其耐温耐腐蚀性。

7、电晕线的技术简介:    

（1）、电晕线的要求:  起晕电压低、二次电晕电流大、机械强度高、耐腐蚀、易清灰。

（2）、湿式静电除尘除雾器的除尘效率与阴极线的关系:

我公司研制的新型阴极线，起晕电压低电流密度大(可达0.6mA/m以上)，与收尘极相匹配。能让收尘电极上电流密度均匀，并且电离烟气能力强，使荷电后烟尘驱进速度提高,相应除尘效率相应提高。抗拉强度高，耐腐蚀性能好，在正常条件下，不因闪络、电弧放电而断裂；抗烟尘粘附能力强，能避免电晕闭塞。

8、高压电源及其控制

（1）、高压供电电源及其控制:

湿式静电除尘除雾器的高压电源由升压变压器经高压整流器整流后供给。高压直流的负极经阻尼电阻后用高压电缆送到湿式静电除尘除雾器上。阻尼电阻可缓冲瞬时火花放电的电流并起到抑制高频分量的作用。电源和可控硅之间还串有电抗器。电抗器的作用是改善电压波形，使之连续平滑，有利于获得较高的运行电压和电流；限制电流上升率，对瞬间电流变化起缓冲作用；抑制电网高次谐波，改善可控硅的工作条件。电抗器设若干个抽头，以便根据不同的高压负载电流进行换接。负载电流越大，电抗器应换接匝数越少的抽头，反之则应换接匝数多的抽头，使高压供电稳定运行。图5-14为高压供电电源的主回路原理图:

可控硅的触发角和导通角的改善，可以以给定量和反馈量为依据，由自动控制回路自动调节。火化率控制是利用湿式静电除尘除雾器的火花闪络信号作为反馈指令来实现调节的。湿式静电除尘除雾器正常工作时允许有一定的火化率，但为了避免由火花放电过渡到电弧放电，除了要有阻尼电阻之外，湿式静电除尘除雾器一旦出现火花放电还可由自动控制系统立即对可控硅进行封锁，使电压立即下降到零值并使可控硅关闭一定时间(一般为10～40ms )，然后再从某一个较低的电压继续上升到再一次发生闪络。视运行需要，也可采用火花放电后可控硅不封锁而只减小其导通角的火花控制方式，这样反复循环使湿式静电除尘除雾器保持一定的火花率下运行。调节电压下降的幅值(即电压上升的起始值)和电压上升的速度即可使火化率发生变化。为了使湿式静电除尘除雾器在各种工况下都能保持在火花率下运行，就需对火花率进行调节。图5-17为其控制原理框图。检测器把火花闪络信号取出，送到火花率偏差检测器与整定的火花率比较，并把比较结果送入调压控制器，当出现偏差时，由调压控制器发出信号对电压下降幅值或电压上升速度进行调节。

（2）、高压控制的组成

由高压控制柜、高压发生器和隔离开关柜组成；高压控制柜通过LC来控制；高压发生器将高压柜的控制输出整流成直流电进入湿式静电除尘除雾器；隔离开关柜保护检修时人员进入湿式静电除尘除雾器内的安全；

（3）、低压控制系统:

低压控制柜由PLC和触摸屏来集中控制，喷淋冲洗水阀、绝缘箱加热控制同时显示加热器的温度、热风清扫系统电加热炉加热控制同时也显示电炉的温度、热风清扫系统中风机的开停。

9、冲洗系统:

    由管道、喷嘴、电动阀门、流量计、压力变送器、放空阀、水泵组成。

 冲洗要求采用单管单冲，冲洗装置安装在上气室内。

10、绝缘系统(绝缘箱及热风清扫系统):

    湿式静电除雾除尘器共设置1个电场，每个电场四台电绝缘箱，架设在顶部平台上，每个绝缘箱内装锥形石英管一支、石英管压盖一个、视镜一个、热电偶1支，采用内保温。热风清扫装置配有风机2台、30kw电加热箱1台、热电偶1只及相应的管道、电动阀门、手动调节阀、压力变送器等。

11、阴极系统:

由大梁、小梁、吊杆、阴极线、重锤、高压机组等组成。电晕电极为2205高效芒刺极线(见样品)。为保证电晕线在沉淀管中心，且不受气体流动的干扰引起的位移，每根电晕线下部设置8kg重锤，上部固定在阴极小梁上，阴极小梁铺在阴极大梁上，大梁由四根吊杆通过石英管压盖，吊在绝缘箱的石英管上，绝缘采用热风清扫装置。

12、气体分布装置：

烟气由进气口进入湿式静电除尘器，由于截面积突然扩大，容易因涡流而造成整个截面积上的气体分布不均，所以就需要在下气室内设置气体分布装置。材质采用FRPP，通过开孔的大小及开孔率来达到气体分布的均匀，气流均布系数σr＜0.2。

13、阳极系统:

阳极系统的收尘装置采用集束型，湿电共分9组，即50支阳极管集束在一起,管子成蜂窝形排列，阳极管长度为6000mm，组装并粘接好后，再糊制支撑法兰，安装时通过其支撑法兰悬挂在壳体内的阳极支撑大梁上。

（1）导电玻璃钢阳极管介绍

导电玻璃钢阳极管主要应用于湿式静电除尘（雾）器、电捕焦油器等除尘除雾设备的阳极模块。用于湿式电除尘（雾）器的导电玻璃钢阳极管多为正六边形规格，管内切圆直径350mm360mm，管长可达6米，管壁厚约3mm。阳极管模块由若干根正六边形管组合在一起组成沉淀极。

 (2) 导电玻璃钢阳极管特点

1)、耐腐蚀性强，能耐各种稀酸、碱、盐等高腐蚀介质的腐蚀。

2)、导电性能优良、除尘除雾效率高。

3)、重量轻、强度高，外形尺寸确定，节省支撑平台费用，延长了设备的使用寿命。

4)、结构紧凑，蜂窝型结构使每个极管的内外表面都成为沉淀表面。

5)、阻燃性好，材料的氧指数可达30%,使用寿命长，一般可达20年以上

 (3) 新型拉挤导电玻璃钢阳极管制作工艺

将连续绞股玻璃纤维粗纱、衬垫、布料或面纱浸渍在树脂浴中，然后用强力拉拔机械将其通过钢模拉出（拉挤成型），采用自动切割机器进行定长切割。 拉挤成型六变形管采用特定配方的乙烯基树脂（阻燃树脂），内衬碳纤维复合毡以达到防腐及导电的作用。