静电除尘的实验报告

  静电除尘是气体除尘方法的一种。含尘气体经过高压静电场时被电分离,尘粒与负离子结合带上负电后,趋向阳极表面放电而沉积。在冶金、化学等工业中用以净化气体或回收有用尘粒。利用静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法。在强电场中空气分子被电离为正离子和电子,电子奔向正极过程中遇到尘粒,使尘粒带负电吸附到正极被收集。

  【操作步骤】

  1. 将高压电源的输出端接到静电除尘仪玻璃筒的中轴铜杆上,地线接到紧贴玻璃筒内壁的螺旋铜线接头上,同时把电源的地线接地。

  2. 在玻璃筒的下方的铁盒里点燃蚊香,可看到浓烟上升。

  3. 开启高压电源,逐渐加大电压,电压升高到一定值时,烟尘立即消失。

  4. 演示完毕后将电源电压降到0,关掉电源。

  【实验原理】

  本次实验装置中沿圆柱筒的轴线为一根粗导线,作为除尘仪的正极;贴在玻璃筒内部的螺旋导线作为除尘仪的负极。给除尘仪的两极加上高压之后,在玻璃筒内就形成了轴对称的非均匀强电场,强电场使空气分子电离,离子在电场力的作用下向两极移动时,碰到烟尘微粒使微粒带电,因此,带电微粒会在电场力的作用下,分别向中轴导线和管壁移动;同时,具有电介质性质的烟尘在强电场中将产生极化成为电偶极子,电偶极矩在非均匀电场中也要受力,因此烟尘纷纷向中轴导线移动,并在那里聚合成稍大的尘粒落下,变成炉渣的一部分。

  【静电除尘的特点】

  与其它除尘器相比,静电除尘具有以下优点:(1)除尘效率高,可达99.5%,可收集0.01–0.001um级的超细粒子。其它除尘器无法相比。(2)电耗小,运行、维护费用低。(3)处理量大,可处理高温、高压及腐蚀性气体。其缺点是一次性投资较高。

  【收尘效率】

  悬浮于气体中的荷电粒子,其运动服从经典力学的牛顿定律。荷电粒子主要受到四种力的作用:重力、电力、粘滞力和惯性力。1922年,Deutch导出收尘效率公式:η=1-e-Aω/Q

  式中η—效率,ω—粉尘速度, A—极板面积,Q—烟气量

  【除尘电压】

  为保证电场强度达到或接近临界击穿状态,可通过增大电压或减小极板间距的方式。一般而言,工业除尘器电压在40–80KV甚至150KV,这对节省极板材料是必要的。民用除尘器如油烟净化器的电压在10–20KV,这对安全和环保是必要的,因为过高的电压即不安全又易产生大量的臭氧和氧氮化合物,产生二次污染。 总之,静电除尘是一种环保的除尘方式,在工业和生活中有着广泛的应用。

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