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1、关于利用静电除尘原理清楚汽车尾气作者：高（9）班钟山。高（10）班周作为关键：尾气。原理。静电。除尘汽车,已普遍在如今的现代生活中,然而,在这给人们带来便利的同时,也在悄悄的破坏人们生活的环境和身体健康,那就是汽车尾气,大家都知道,汽车尾气的危害是严重的,如何有效的解决这一问题,已成为如今社会赤手可热的问题.静电除尘器已经诞生,但是,以目前的状况来看,静电除尘与汽车尾气是两个领域的,还没有人尝试将其两者结合,如果能有效的将其两者结合,有效的解决汽车尾气从而解决尾气所带来的危害.一:静电除尘原理1 气体分离2 粒子荷电3 荷电粒子的迁移和沉积4 颗粒的清除二:静电除尘器的工作原理含有粉尘颗粒的气
2、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。 静电除尘技术 静电除尘器的工作原理：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。 根据目前国内常见的静电除尘器型式可概略地分为以下几类：按气流方向分为立式和卧式，按沉
3、淀极极型式分为板式和管式，按沉淀极板上粉尘的清除方法分为干式湿式等。静电除尘器的优点 净化效率高，能够铺集0.01 微米以上的细粒粉尘。在设计中可以通过不同的操作参数，来满足所要求的净化效率。 阻力损失小，一般在 20 毫米水柱以下，和旋风除尘器比较，即使考虑供电机组和振打机构耗电，其总耗电量仍比较小。 允许操作温度高，如 SHWB 型电路尘器最好允许操作温度 250，其他类型还有达到350400或者更高的。 处理气体范围量大。 可以完全实现操作自动控制。 电除尘器的缺点: 设备比较复杂，要求设备调运和安装以及维护管理水平高。 对粉尘比电阻有一定要求，所以对粉尘有一定的选择性，不能使所有粉尘都
4、的获得很高的净化效率。 受气体温、温度等的操作条件影响较大，同是一种粉尘如在不同温度、湿度下操作，所得的效果不同，有的粉尘在某一个温度、湿度下使用效果很好，而在另一个温度、湿度下由于粉尘电阻的变化几乎不能使用电除尘器了。 一次投资较大，卧式的电除尘器占地面积较大。 目前在某些企业实用效果达不到设计要求。三:静电除尘的应用极其原理经济的高速发展，意味着人们将越来越多的矿物资源转化为工业原材料和产品，同时将越来越多的废弃物抛向大自然。 从工厂的烟囱中冒出的滚滚浓烟中就含有大量颗粒状粉尘，它们严重污染了环境，影响到作物的生长和人类的健康。 （如右图） 采用除尘技术以后，从烟囱的排放物中，再也看不到浓
5、黑的烟雾了。 静电除尘是被人们公认的高效可靠的除尘技术。我们先在实验室内模拟一下静电除尘的全过程。在模拟烟囱内，可以观到，有烟尘从“烟囱”上飘出。 加上电源，烟囱上面的烟尘不见了。 如果撤去电源，烟尘又出现在我们眼前.通了电以后，粉尘哪里去了呢？我们先来看观静电除尘装置的结构。在烟囱的轴线上，悬置了一根导线，称之谓电晕线；在烟囱的四周设置了一个金属线圈，我们称它为集电极。直流高压电源的正极接在线圈上，负极接在电晕线上，如下图所示。可以得出，接通电源以后，集电极与电晕线之间就建立了一个非均匀电场，电晕线周围电场最大。 改变直流高压电源的电压值，就可以改变电晕线周围的电场强度。 当实际电场强度与空
6、气的击穿电场相近时空气发生电离，形成大量的正离子和自由电子。 自由电子随电场向正极飘移，在飘移的过程中和尘埃中的中性分子或颗粒发生碰撞，这些粉尘颗粒吸附电子以后就成了荷电粒子，这样就使原来中性的尘埃带上了负电。 在电场的作用下，这些带负电的尘埃颗粒继续向正极运动，并最后附着在集电极上。 （集电极可以是金属线圈，也可以是金属圆桶壁）当尘埃积聚到一定程度时，通过振动装置，尘埃颗粒就落入灰斗中。 这种结构也称管式静电除尘器。 如下左图所示。对管式静电除尘器中的电压设置，我们可以等价于同轴电缆来计算。如上右图所示，分别表示电晕极与集电极的半径，L 及 D 分别表示圆筒高度及直径。 一般 L 为 3-5
7、m，D 为 200-300mm，故 LD，此时电晕线外的电场可以认为是无限长带电圆柱面的电场。 设单位长度的圆柱面带电荷为。 用静电场高斯定理求出距轴线任意距离 r 处点 P 的场强为（1）式中为沿径矢的单位矢量。内外两极间电压 U 与电场强度 E 之关系为（2）将式（1）代入式（2） ，积分后得故（3）由于电晕线四周的电场强度最大，使它达到空气电离的最大电场强度时，就可获得高压电源必须具备的电压取计算结果若施加电压 U 低于临界值，则没有击穿电流(i=0)。实现不了除尘的目的。也就是说，在这样尺寸的除尘器中，通常当电压达到的数量级时，就可以实现良好的静电除尘效果。静电除尘器除了上述的管式结构
8、外还有其它的结构形式，如板式结构等。四:汽车尾气的排放原理公式 mg/m3=M/22.4ppm273/(273+T)*（Ba/101325） 上式中： M-为气体分子量 ppm-测定的体积浓度值 T-温度 Ba-压力 五:汽车尾气的危害汽车尾气污染物主要包括：一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫、烟尘微粒（某些重金属化合物、铅化合物、黑烟及油雾） 、臭气（甲醛等） 。据统计，每千辆汽车每天排出一氧化碳约3000kg，碳氢化合物 200400kg，氮氧化合物 50150kg；美国洛杉矶市汽车等流动污染源排放的污染物已占大气污染物总量的 90%。汽车尾气可谓大气污染的“元凶” 。 汽车尾气最
9、主要的危害是形成光化学烟雾。汽车尾气中的碳氢化合物和氮氧化合物在阳光作用下发生化学反应，生成臭氧，它和大气中的其它成份结合就形成光化学烟雾。其对健康的危害主要表现为刺激眼睛，引起红眼病；刺激鼻、咽喉、气管和肺部，引起慢性呼吸系统疾病。光化学烟雾能使树木枯死，农作物大量减产；能降低大气的能见度，妨碍交通。 汽车尾气中一氧化碳的含量最高，它可经呼吸道进入肺泡，被血液吸收，与血红蛋白相结合，形成碳氧血红蛋白，降低血液的载氧能力，削弱血液对人体组织的供氧量，导致组织缺氧，从而引起头痛等症状，重者窒息死亡。 汽车尾气中的氮氧化合物含量较少，但毒性很大，其毒性是含硫氧化物的 3 倍。氮氧化合物进入肺泡后，
10、能形成亚硝酸和硝酸，对肺组织产生剧烈的刺激作用，增加肺毛细管的通透性，最后造成肺气肿。亚硝酸盐则与血红蛋白结合，形成高铁血红蛋白，引起组织缺氧。 汽车尾气中的碳氢化合物有 200 多种，其中 C2H4在大气中的浓度达 0.5ppm（十万分之一）时，能使一些植物发育异常。汽车尾气中还发现有 32 种多环芳烃，包括 3,4-苯并芘等致癌物质。当苯并芘在空气中的浓度达到 0.012ug/m3 时，居民中得肺癌的人数会明显增加。离公路越近，公路上汽车流量越大，肺癌死亡率越高。 汽车尾气中的二氧化硫和悬浮颗粒物，会增加慢性呼吸道疾病的发病率，损害肺功能。二氧化硫在大气中含量过高时，会随降水形成“酸雨” 。 汽车尾气中的铅化合物可随呼吸进入血液，并迅速地蓄积到人体的骨骼和牙齿中，它们干扰血红素的合成、侵袭红细胞，引起贫血；损害神经系统，严重时损害脑细胞，引起脑损伤。当儿童血中铅浓度达0.60.8ppm 时，会影响儿童的生长和智力发育，甚至出现痴呆症状。铅还能透过母体进入胎盘，危及胎儿。现代的生活已经越来越丰富精彩,对生活的环境和身体的健康的要求也越来越高,因此,汽车尾气的危害必须找到有效的方法解决.更好的利用静电除尘的原理来解决汽车尾气,这将是最好的解决方法.如果这成为现实,将更好的造福于人类.还会延长我们伟大的地球妈妈的寿命.
