電除塵器基本原理氣體電離及放電過(guò)程

氣體電離及放電過(guò)程

(1)非自持性電離

通常氣體不導(dǎo)電。但是，在外界能量(空氣中含有惰性氣體氫在自然蛻變時(shí)放出a射線、紫外線及其他宇宙射線等)作用下，可使氣體電離放出電子而成為正、負(fù)離子。這種電離比較微弱，受庫(kù)侖力作用，正、負(fù)離子又重新結(jié)合為中性分子或原子。因此，氣體中正、負(fù)離子數(shù)目很少，且不會(huì)繼續(xù)增多，處于平衡狀態(tài)，更不會(huì)使通常氣體失去絕緣性能。

如果將氣體通入兩平行金屬板電極間，并施以電壓，形成均勻電場(chǎng)[圖7-3(a)]，電場(chǎng)內(nèi)任意點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度均相等，氣體中帶電離子，按電場(chǎng)方向正離子向負(fù)極移動(dòng)，負(fù)離子向正極移動(dòng)。此時(shí)，兩極間形成微弱電流，相當(dāng)于圖7-3(b)中原點(diǎn)O附近。帶電離子在運(yùn)動(dòng)中與其他中性分子或原子相碰撞，由于電壓低，帶電離子運(yùn)動(dòng)速度慢，碰撞后又相互彈開(kāi)，中性分子或原子并不產(chǎn)生電離，稱為彈性碰撞。逐漸升高電壓，電場(chǎng)強(qiáng)度隨之增大，能達(dá)到電極的電子(負(fù)離子)與正離子數(shù)量隨之增多，電流隨之增大。當(dāng)電壓升到值時(shí)，電壓繼續(xù)升高，而電流卻保持不變，這樣的電流稱為飽和電流。如圖7-3(b)中AB。此時(shí)，電流僅取決于氣體中所產(chǎn)生電子(負(fù)離子）和正離子的多少，而不決定于電場(chǎng)強(qiáng)度。繼續(xù)升高電壓，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到足夠大(對(duì)于兩平板電極空氣在常壓、室溫下，電場(chǎng)強(qiáng)度約10kV/cm)時(shí)，帶電離子獲得很高速度，因而電子(負(fù)離子)和正離子在高速運(yùn)動(dòng)中蓄積著很大動(dòng)能，在行進(jìn)過(guò)程中，電子與中性氣體分子或原子相碰撞(非彈性碰撞)，使中性氣體分子或原子放出電子，成為自由電子和正離子，稱為碰撞電離或電暈現(xiàn)象，如圖7-3(b)中虛線。自由電子在電場(chǎng)力作用下，又碰撞別的中性分子或原子，這樣新的自由電子和正、負(fù)離子像“雪崩”一樣連續(xù)產(chǎn)生，從而使氣體持續(xù)電離，即是氣體自持性電離。也就是氣體由非持性電離轉(zhuǎn)變?yōu)樽猿中噪婋x。由于是均勻電場(chǎng)，所以只要其間任何一點(diǎn)發(fā)生電離，兩極空間立刻充滿帶電離子，整個(gè)空間氣體即被擊穿。此時(shí)，電流急劇增加，形成火花放電，電壓極不穩(wěn)定。因此，不能用平行金屬平板電極作一般電除塵器。