Для электрической очистки газов используются электрофильтры, принцип работы которых основан на ионизации молекул газа (расщепление на положительно и отрицательно заряженные ионы) и сообщении частицам пыли электрического заряда.
Ионизация газа возникает в пространстве между двумя электродами, к которым подведен постоянный ток высокого напряжения. При повышении разности потенциалов между электродами возрастает скорость движения ионов и электронов, при соударениях встречные молекулы распадаются на ионы.
В условиях ударной ионизации число ионов резко возрастает, и газ полностью ионизируется. При этом наблюдается потрескивание и слабое свечение газа («корона») вокруг проводника, называемого коронирующим электродом. Ионы и электроны, имеющие тот же знак, что и заряд коронирующего электрода, движутся к противоположно заряженному электроду, называемому осадительным.
В электрофильтрах коронирующие электроды всегда присоединяются к отрицательному полюсу источника тока, поэтому к осадительным электродам движутся только отрицательные ионы и свободные электроны. Присоединяясь по пути к нейтральным молекулам, электроны превращают их также в отрицательные ионы.
При движении в запыленном газе или тумане отрицательные ионы сообщают заряд пылинкам или капелькам жидкости и увлекают их к осадительным электродам. Подойдя к осадительному электроду, частицы пыли (тумана) отдают ему свои заряды и сбрасываются с электрода под действием собственной тяжести или при встряхивании.
Во избежание пробоя и короткого замыкания электродов в электрофильтрах создается неоднородное электрическое поле, что достигается устройством электродов в виде проводов в трубе (трубчатый электрофильтр) или натянутых между параллельными пластинами (пластинчатый электрофильтр).
Следовательно, электрически заряженные частицы под действием электрического поля осаждаются на противоположно заряженном электроде, теряют свой заряд и удаляются из газового потока. Для электрической очистки газов используется коронный разряд, возникающий в неоднородном электрическом поле. Он обеспечивает прохождение тока между электродами, не вызывая при этом дугового электрического разряда – пробоя.
В трубчатом электрофильтре отрицательно заряженный ионизирующий электрод (проволока) расположен по центру трубчатого электрода, заряженного положительно; в пластинчатом – коронирующие электроды расположены между двумя пластинами.
Имеются вертикальные пластинчатые электроды (газ движется снизу вверх) и горизонтальные (с горизонтальным ходом газа). Для лучшей очистки газа применяют многопольные (трубчатые и пластинчатые) электрофильтры, состоящие из нескольких последовательно соединенных секций осадительных электродов, т.е. нескольких электрических полей. Очистка газа от влажной тонкодисперсной пыли производится в мокрых трубчатых или пластинчатых электрофильтрах.
Преимущества трубчатых электрофильтров перед пластинчатыми заключаются в большей напряженности электрического поля и соответственно в более высокой допустимой скорости газа, в лучшем удалении трудно улавливаемой пыли (например, плохо проводящей пыли из газов умеренной влажности). К недостаткам следует отнести трудность удаления осевшей пыли, громоздкость и большой расход металла, сложный монтаж, большой расход энергии на единицу длины проводов.
В электрофильтрах очистку газов можно проводить при повышенных температурах во влажных средах. Поэтому они находят широкое применение в самых различных производствах.
Очистка газов возможна также путем воздействия на запыленный воздух колебаний звуковой и ультразвуковой частоты. Это приводит к резкому увеличению столкновений и укрупнению частиц.
Отделение укрупненных частиц производится в циклоне, последовательно соединенном с акустическим газоочистителем. Способ применим для тонкой очистки горячих газов, а также химически агрессивных и взрывоопасных газов. Установки просты, но имеют большой расход энергии и характеризуются тяжелыми условиями труда обслуживающего персонала.