Осаждение твердых или жидких взвешенных частиц в электрофильтрах происходит под действием электрических сил, возникающих в электрическом поле высокого напряжения. Газ, проходящий через электрическое поле, ионизируется. Частицы пыли получают заряд от ионов газа и движутся к заземленному осадительному электроду. Попав на заземленный уловитель, твердые частицы прилипают и разряжаются. Когда осадительный электрод обрастает слоем твердых частиц, они стряхиваются под воздействием вибрации, пыль собирается в бункере и выводится из электрофильтра.
Частицы получают заряд в электрофильтре в поле коронного разряда. Ионизационные процессы при коронном заряде сосредоточены в узкой области вблизи короны, где напряженность поля наибольшая. В зоне ионизации присутствуют положительные ионы и электроны, которые при выходе из зоны ионизации превращаются в отрицательные ионы. Положительные ионы быстро разряжаются в зоне коронирующего электрода. Во внешней зоне коронного разряда присутствуют только отрицательные ионы, которые сообщают твердым взвешенным частицам электрический заряд, заставляющий их двигаться под действием поля в направлении, перпендикулярном потоку газа со скоростью, называемой скоростью дрейфа частиц WD.
Для создания коронного разряда (синего свечения) необходимо высокое критическое напряжение U o(B) и определенная критическая напряженность электрического поля E o (В/м). С ростом запыленности газа критическая напряженность электрического поля должна возрастать, поэтому в электрофильтр поступает газ с запыленностью не более 90 г/м3 газа и с размером частиц пыли не более 20 мкм. В противном случае пыль может снова попасть в поток газа как при встряхивании осадительных электродов, так и за счет уноса. Толщина слоя пыли на осадительном электроде обычно составляет 1−2 мм.
На степень очистки газа от пыли оказывает влияние скорость газа: чем она меньше, тем выше степень очистки. Рекомендуется принимать скорость газа в диапазоне. F фактор = 0,6 − 1,2.
К электрофильтру обычно подводят напряжение постоянного тока U = 20000 ¸ 80000 В. Оно должно быть несколько больше критического напряжения U o, при котором происходит коронный разряд, но ниже возможности образования между электродами дуги.
U oможно рассчитать:
− для трубчатого электрофильтра
, (46)
− для пластинчатого электрофильтра
, (47)
где 
− критическая напряженность электрического поля, В/м;
− радиус коронирующего электрода, м;
− радиус осадительного электрода, м;
Н − расстояние между пластинами в пластинчатом электрофильтре, м;
d − расстояние между коронирующими электродами, установленными между пластинами, м.
С уменьшением уменьшается критическое напряжение U o, поэтому коронирующие электроды изготавливают из тонкой нихромовой проволоки R = 1− 2 мм.
Величины и Н рекомендуется принимать 100−250 мм, d = 50 мм.
Для каждого электрофильтра есть вольтамперная характеристика. На рис.6 показан пример вольт-амперной характеристики коронирующего электрода электрофильтра. Величина 
зависит от конструкции коронирующего электрода [1, 10] и значения величины максимальной плотности тока для различных коронирующих электродов представлены в табл. 10.
Номинальный ток определяют по длине электрода 
.
I = i × L × 1000, (48)
где i – удельный ток короны на единицу длины коронирующего электрода, мА/м.
L – длина коронирующего электрода, м.
Для электрофильтра помимо вольтамперной характеристики важными параметрами являются:
– активный объем V акт, величина которого зависит от времени пребывания запыленного газа в электрическом поле t. Рекомендуется принимать t = 2– 5 секунд.
– площадь активного сечения F акт зависит от скорости движения газа W г.
, (49)
. (50)
– площадь поверхности осаждения F ос для трубчатого фильтра равна
. (51)
– гидравлическое сопротивление Δ Р, обычно не превышает 100–150 Па.
В качестве обобщенной характеристики электрофильтра используется удельная мощность, подводимая к электрофильтру
(52)
Она находится в диапазоне 360–1800 Дж/м3.
К достоинствам электрофильтров следует отнести их высокую степень очистки h = 0,985 ¸0,999, т.е. они могут чистить газ до концентрации пыли 5 мг/м3, высокую производительность от 10 тыс. м3/ч до 1 миллиона и низкое гидравлическое сопротивление. Затраты энергии на очистку
1 тыс. м3 газа составляют порядка 0,1–0,5 КВт.
Рис. 6. Вольтамперная характеристика коронирующего электрода, выполненного из нихромовой нити (см. [10])
К недостаткам эксплуатации электрофильтров следует отнести высокие капитальные затраты, связанные с установкой трансформаторов и выпрямителей, для получения постоянного тока высокого напряжения. В электрофильтрах можно чистить газ от пыли, не создающей взрывоопасных концентраций. К взрывоопасным пылям относятся пыли пластмасс и металлов: магния, алюминия, цинка.
Таблица 10
| Тип коронирующего электрода | U, кВ | i, мА/м |
| Цилиндрический Æ 3 мм | 0,052 | |
| 0,296 | ||
| 0,663 | ||
| Штыковой | 0,066 | |
| 0,31 | ||
| 0,673 | ||
| Игольчатый с шагом иголок h = 20 мм | 28,8 | 0,052 |
| 0,372 | ||
| 0,74 | ||
| 1,2 | ||
| h = 40 мм | 26,5 | 0,052 |
| 0,392 | ||
| 0,74 | ||
| 1,17 | ||
| h = 60 мм | 27,9 | 0,053 |
| 0,342 | ||
| 0,665 | ||
| 1,075 | ||
| h = 80 мм | 30,72 | 0,052 |
| 0,301 | ||
| 0,592 | ||
| 0,96 | ||
| h = 120 мм | 29,8 | 0,053 |
| 0,261 | ||
| 0,5 | ||
| 0,81 |
