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        靜電式油煙凈化系統的工作原理

        時間:2019-06-10 12:00 發布者: admin 瀏覽次數:
        靜電式油煙凈化的工作原理
         
        庫侖定律:真空中的兩個靜止點電荷之間的作用力與它們所帶電荷的電量成正比,與它們之間的距離平方成反比,作用力的方向沿它們之間的連線,同性電荷為斥力,異性電荷為引力。
        通過庫侖定律得知:要使小粒子(油粒子)具有庫侖力,就需要對該油粒子進行極化或荷電;要建立起一個電場,使帶電的油粒子在庫侖力(電場力)的作用下被驅使到極板上,達到收集的目的,如圖1。
        帶電導體的表面電荷分布有以下規律:
        孤立導體表面上的電荷密度σ與所在表面
        的曲率有關,表面凸出而尖銳的地方,即
        表面的曲率大的地區方,面電荷密度σ大;
        表面平坦曲率小的地方,面電荷密度σ??;
        表面凹進去的地方,面電荷密度σ更小。導          圖1   靜電式油煙凈化器原理
        體尖端附近的電場特別強,它導致的一個重
        要結果是尖端放電,由于導體尖端附近的強電場作用,會使空氣中殘留的離子加速運動,加速后的離子同其它空氣分子碰撞,使其電離,從而導致大量的新離子產生,使空氣變得更易于導電。同時,離子中與尖端上電荷電性相反的離子不斷被吸引到尖端,與尖端上的電荷中和,即形成所謂的尖端放電。在尖端放電時,由于離子同空氣分子碰撞會使分子處于激發狀態,從而產生光輻射,形成可以看得見的光暈,叫做電暈,該電子流即稱為電暈流。
        如何使油粒子極化和荷電,如圖2所示。在兩極板間
        加上一直流高壓,其電壓值為V伏,就會在兩極之間形成
        一靜電場,其場強為E,E和V成正比,也就是說電壓越
        高,電場強度就越大,體現在電場內的能量和電場力也就
        越大。

        圖2a所示,如果所加的電壓較低,油粒子經過時會
        被極化,表面上會感應出正和負的電極,但由于該電場
        的能量較小,不能將油粒子團打開,所以待油粒子出了電
        場后會回復到原始狀態,這種極化是無效的。如圖2b所
        示,在兩極加上較高電壓時,由于此時的電場力較大,能

        將極化了的油粒子扯開,使其分為帶正、負電荷的粒子團,
        達到了極化的目的。圖2c是已形成暈流的電場(電壓值超過了起暈電壓),其負極發射出的電子流擊中并附著在油粒子上,形成連 “扯”帶“粘”的狀況,使油粒子被充分極化和荷電。因此,只有起暈后的電場其極化和荷電效果是最好的。
        是不是電壓越高、暈流越大就越好呢?回答是否定的。在起暈之前,電極兩端的電壓隨著電源電壓上升,此時的電流基本為零。隨著電壓的上升,當電壓超過兩極間空氣的介電強度(絕緣強度)時,曲線變得較為平坦,而此時電流(暈流)開始上升,繼續加大電壓后,使電流大到一定程度就會發生突變,電壓會急劇下跌,此時的狀態即為放電,電場會出現強烈的放電現象。所謂介電強度就是電介質(置于電場中的各種材料)所能承受的最大場強。

        不同的電極柵(電場)所表現出的伏安曲線是不同的,所以說如何合理地確定靜電電源的電壓就要根據不同的電極柵(電場)來決定。
        二、電極柵結構
        這是直接對油煙粒子進行極化和吸附的地方,所以它的結構和形式直接會影響到極化和吸附的效果。合理的結構不僅充分極化和吸附油煙,還能減少風阻和降低能耗。以下舉幾種結構加以說明。
        如圖3a,其結構像蜂巢,故也稱為蜂巢狀電
        極柵。一般采用該結構是想把極化和吸附合二為
        一,我們可以分析一下它的工作原理。該結構分
        為前部和后部,   如圖3b。它是靠前端的針尖產
        生暈流,對進入的油煙進行極化,然后再經后部
        的吸附區收塵。它的優點是起暈容易(因為它的
        針尖可以磨得很尖),結構和工藝  也較為簡單,
        并且只采用一個電源供電,成本也較低。但它的
        缺點也很突出,主要有以下幾點:                        圖3a蜂巢狀電極柵正面圖
        1、極化不足。由圖3b可以看出,油粒子
        只有在前區受到
        一次極化,雖然可以把點暈流(場強)調得很
        大,如圖2c所描述的那樣。其實那只是理想狀
        態,因為從圖3a可以看到,每個蜂巢或由于其
        蜂巢壁不是圓的,或由于加工工藝所限不能把
        每根針很好地保持在蜂巢的正中心等等原因,
        都會導致每個蜂巢的電場強度不均勻,每個蜂
        巢內的每一點電場也是不均勻的。而在電場強            圖3a   蜂巢狀電極柵側面圖
        的地方其阻力也大,油煙被風帶著往電場里進時,它會找阻力?。妶鰪姸热酰┑牡胤姐@進去,而這些地方往往就不能充分極化。這就是如圖2a所描述的那樣,油煙一旦從這里穿過,后面的吸附區就形同虛設。
        2、吸附區的場強不夠。由于整個電場是用一個電源,兩極間的電壓被其前端所鉗制,后部的場強不能達到最佳值。        
        3、風阻大。由于其前部的放電點使空氣電離而膨脹,會使空氣沿筒向前形成一定向的電場風,該電場風正好和油煙的風向相反,造成較大的風阻。
        由于以上1和2兩項原因,廠家往往采用多層結構來加強去油煙效果,但由于其結構所限制,下一層不能和上一層靠得太近,這就造成層和層之間的間隔太大,導致有些已被極化但未被吸附的油粒又自行中和了,降低了電效率,同時其外型尺寸也會變得太大。
        有些廠家對以上這種結構在針桿上開些芒刺,用以加強極化,但芒刺的大小和形狀不易控制得很好,所以會導致電場更為不均,起不到太好的效果。
        雙區結構。主要是絲板和板板結構。這種結構是把靜電場分為兩個區,各自單獨供電。如圖1,前區為絲板結構,作為極化區;后區為板板結構,作為吸附區。它的優點表現在以下幾點:
        1、能充分地極化。在絲板結構中,我們可以根據需要隨意增減絲的極數,達到最佳的極化效果。多層絲使電場相對均勻,而且無死角。
        2、阻力小。由于絲板內的結構是左右對稱的,所產生的電場風是四散的,成為內應力而相互抵消了。
        3、吸附區可達到最佳點。由于該區所用的電源是獨立的,又無需考慮其它(如極化等),所以可調出最佳的電場強度。
        4、無效區間小。絲板和板板間的間隔可以做得很小,提高空間的有效利用率。但缺點是絲板的結構和生產工裝較為復雜,絲的選材不好就會造成斷絲。有些廠家用板在它的邊緣做成波浪型或鋸齒型來代替,雖然效果差點,但克服了絲易斷的缺點。
        綜上所述,一個好的高壓凈化器的電極柵結構應該能充分極化和充分收集,并且極化和收集要分開。 為了提高凈化率應盡量多設幾級(層)。
        三、兩極間長度與寬度比
        被荷電的油粒子在電場中受風力和電場力的共同作用,會沿一拋線向極板驅進,如圖1所示。在兩極板間的間距不變的條件下,加在兩極間的電壓越高,兩極間的電場就越強。由于受空氣介質強度的限制,所加載的電壓不能無限大,否則會擊穿介質,導致放電。加大兩極板的間距,則可加大兩極的電壓,但這并不會加大電場強度。所以兩極間的電場力也是有限度的。實踐表明,兩極間的長度和寬度比為10:1(風速在3米/秒左右)。當然,長度越長效果也越好,但這樣會增加成本。如果電場內的風速超過3米/秒,那么相應的長度也要加長,以保持油粒子在電場中的時間不變。極化區只要求多一些極化層次,它的長度和寬度比為5:1左右即可,極化電流在5~10mA,當然這必須是全電場均勻起暈的電流。
        四、靜電凈化回收裝置高壓電源
        電源的形式有多種多樣,功能齊全的開關電源電路,主要由PWM脈寬調制電路和一單端反激電路組成,再輔以過流、過壓、過熱保護,和50~100Hz脈沖強激勵滅弧電路。該電路的特點從伏安特性曲線上可以看出,在未起暈區,電壓上升的過程,電流為零。此時電路呈現開路狀態,進入起暈區,電壓較為平坦,電流上升。到了放電點,電流突升,電壓降到接近于零,電路此時呈現短路狀態。所以在電路設計中除了要有較強的瞬間抗過壓過流能力外,還要有強的過壓過流的保護能力,因為在實際應用中會出現電路開路和短路現象。
        為了更好地和更有效地極化油粒子,就要加大暈流,但過大的暈流又會導致電場間頻頻放電,甚至拉弧而點燃積油,50~100Hz脈沖強激勵滅弧電路就是為了解決這一問題而增設的。它是在直流高壓的基礎上加上一脈沖,使高壓輸出的峰值比正常的要高許多,在空氣即將出現電離和放電時,電場強度回到谷值,來抑制其放電。即使放電了,也會因為在谷值點得不到能量的補充,只能瞬間放電,而不會起弧。
         
        靜電油煙回收系統的應用范圍:
        靜電凈化回收裝置★印染廠油煙廢氣處理★墻紙廠油煙廢氣處理★增塑劑回收處理裝置★可塑劑回收凈化系統★PVC廢氣凈化設備★工業油煙靜電凈化系統★印染行業定型機廢氣凈化設備
         
         
         
         
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