[科普中国]-静电过滤器

简介

静电过滤器是在工业静电除尘器的基础上发展起来的室内空气净化设备，现已被大量应用于各种室内场合，特别是管道式空调与新风净化系统中成为最常用的空气净化设备之一。与过滤式空气净化设备相仿，静电过滤器去除空气中小至0.01微米的颗粒物。1

工作原理静电过滤器，一般是由两级组成，空气通过一级过滤段时，在主极板和接地极之间的环流离子作用下，空气中的微粒荷电；然后是收集段，带电微粒在此过滤段被捕集。

含有粉尘颗粒的气体，在接有高压直流电源的阴极线(又称电晕极)和接地的阳极板之间所形成的高压电场通过时，由于阴极发生电晕放电、气体被电离，此时，带负电的气体离子，在电场力的作用下，向阳板运动，在运动中与粉尘颗粒相碰，则使尘粒荷以负电，荷电后的尘粒在电场力的作用下，亦向阳极运动，到达阳极后，放出所带的电子，尘粒则沉积于阳极板上，而得到净化的气体排出防尘器外。

电场在外加高压的作用下，负极的金属丝表面或附近放出电子迅速向正极运动，与气体分子碰撞并离子化。油烟废气通过这个高压电场时，油烟粒子在极短的时间内因碰撞俘获气体离子而导致荷电，受电场力作用向正极集尘板运动，从而达到分离效果。

特点静电过滤器的主要特点如下：

1）处理烟气量大，设备流体阻力低。一般单台静电过滤器处理烟气量从每小时几万立方米到十几万立方米，乃至 100 多立方万米，国外最大静电过滤器每小时的处理能力高达 200 多立方万米。通过静电过滤器的阻力一般只有几百帕。

2）可以处理高温烟气。由于静电过滤器都是由金属构件组成的，因此可适应高温环境，在构件强度允许的情况下一般可处理 400℃以下的烟气。若在较低温度下运行，烟气温度以 120℃以下为宜，如在高温状态下运行，烟气温度以 350℃以上为宜。

3）对烟气浓度及粒径分散度的适应性都比较好一般静电过滤器入口浓度范围 10-30g/m3，如遇粉尘浓度很高的场合，可以在静电过滤器前面设置一级预过滤装置；能捕集 100μm 以下不同粒径的尘粒，特对 0.1-5μm 乃至 0.01μm 的超细尘粒，也有很高的捕集能力。2

分类单区和双区静电过滤器根据粉尘在静电过滤器内的荷电方式及分离区域布置不同。可将静电过滤器分为单区静电过滤器和双区静电过滤器。在单区静电过滤器里，粉尘的荷电和捕集分离在同一电场内进行，亦即电晕电极和集尘电极布置在同一电场区内。这种单区电除尘设备常多用于工业除尘和烟气净化。

在双区静电过滤器里，尘粒的和电荷捕集分离分别在两个不同的区域中进行及安装有电晕放电的第一区主要是完成对尘粒的荷电过程。而装有集尘电极的第二区主要是捕集已荷电的尘粒，双区静电过滤器可以有效的防止反电晕现象，这种除尘器一般用于空调送风空气的净化系统中。

立式和卧式静电过滤器按气流在除尘器中的流动方向不同，可将静电过滤器分为立式静电过滤器和卧式静电过滤器。立式静电过滤器的本体一般做成管筒状，垂直安置，含尘气流通常自下而上流动通过除尘器，过滤器可正压运行，也可负压运行。这类静电过滤器多用于烟气量小，粉尘易于捕集的场合。卧室静电过滤器的本体水平布置，含尘气体在除尘器内水平流动。

卧室静电过滤器沿气流方向每隔数米可划分为若干单独电场(一般可分为24个电场)，这样延长了尘粒在电场内通过的时间，从而提高除尘效率。卧式静电过滤器安装灵活、维修方便，通常都是负压运行，对风机磨损小，适用于处理烟气量大的场合，是工业除尘常用的一种方式。

管式和板式静电过滤器根据静电过滤器集尘电极形式的不同，可将静电过滤器分为管式静电过滤器和板式静电过滤器。管式静电过滤器一般多为立式布置，管的中心为放电电极，管壁为集尘电极，集尘电极的形状可做成圆形或六角形。板式静电过滤器一般多为卧式布置，除尘器内的集尘电极为板式(如C型、Z型、CS型等)，放电电极设置在一排排平行极板之间。

湿式和干式静电过滤器根据集尘电极上沉降的粉尘的清灰方式不同，可讲静电过滤器分为湿式静电过滤器和干式静电过滤器。湿式静电过滤器式通过喷雾或淋水等方法，将沉积在极板上的粉尘清除下来的除尘装置。这种青灰方式不需要振打装置，运行比较稳定，由于集尘电极表面形成一层水膜，避免二次扬尘，除尘效率较高。但是净化后的烟气含湿量较高，会对管道和设备造成腐蚀，另外还需考虑寒尘洗涤水的处理问题。

干式静电过滤器的清灰式通过振打装置敲击极板框架，使沉积在极板表面的灰尘抖落，掉入灰斗。这种清灰方式比湿式清灰简单，回收干尘可综合利用。但振打清灰时易引起二次扬尘，使效率有所下降。在我们空调上湿式静电过滤器是不适用的，我们通常使用的都是干式静电过滤器。3

基本工作过程静电过滤器的基本工作过程，常分为五个阶段：

1）通以高压直流电，使电极系统的电压超过临界电压值（亦称门限电压值）使就产生电晕放电现象，即电子发射到电晕极表面邻近的气体层内。

2）电子被气体分子所吸附，使电极间的气体电离化，在电晕区以外的气体中有电子和负离子

3）气体中的尘粒与负离子相碰撞和扩散使尘粒荷电。

4）在电场力的作用下带负电荷的尘粒趋向极尘电极

5）带负电荷的尘粒与沉降电极接触后失去电荷，成为中性而粘附于沉降电极表面，然后借助于振
动装置使电极抖动，将粉尘分离到静电过滤器下面的集灰斗中。电晕区以内带正电尘粒沉积在截面很小
的电晕极上，但为数很少（因为在电晕圈内气体正离子电晕运动的路程极短，只能与少数的尘粒相遇，
并使其带正电）显示了静电过滤器中离子、电子和气体分子的相互作用和运动规律。2