湿式静电除尘脱除的对象由粉尘和雾滴，但是由于雾滴与粉尘的物理特性存在差别，其工作原理也有所差异。从原理上来讲，首先由于水滴的存在对电极放电产生了影响，要形成发射离子，金属电极中的自由电子必须获得足够的能量，才能克服电离能而越过表面势垒成为发射电子。让电极表面带水是降低表面势垒的一种有效措施。水覆盖金属表面后，将原来的“金属一空气”界面分割成“金属一水”界面和“水一空气”界面，后两种界面的势垒比种界面的势垒低很多。这样，金属表面带水后，将原来的高势垒分解为两种低势垒，大大削弱表面势垒对自由电子的阻碍作用，使电子易于发射。另外，水中的多种杂质离子在电场作用下，也易越过表面势垒而成为发射离子。这些都改变了电极放电效果，使之能在低电压下发生电晕放电。其次由于水滴的存在，水的电阻相对较小，水滴与粉尘结合后，使得高比电的粉尘比电阻下降，因此湿式静电除尘的工作状态会更加稳定；另外由于湿式静电除尘器采用水流冲洗，没有振打装置，所以不会产生二次扬尘。
湿式静电除尘器中的水主要以雾化的水滴存在，根据国内研究水雾对湿式电除尘的除尘效率的提高有一系列的影响，主要机理：
水雾可以保持放电极清洁，使电晕一直旺盛；雾粒击打在集尘极上形成薄而均匀的水膜，它可以阻止低比电阻粉尘的“二次飞扬”对高比电阻粉尘起到调质作用而防止了“反电晕”现象的发生；对粘滞性强的粉尘又可防止粘挂电极；它还适合于收集那些易燃、易爆的粉尘。
水雾直接喷向放电极和电晕区，放电极还兼起雾化器的作用，采用同一电源可实现电晕放电、水的雾化、水雾和粉尘粒子荷电，实现了静电和水雾的有机结合。
水雾直接喷向放电极，荷电量高，这种高荷质比水雾在电场中的碰撞拦截、吸附凝并作用可大大提高除尘效率。
水雾击打到集尘极上形成水流流下，使集尘极始终保持清洁，省去了振打装置，同时避免了干式除尘由于振打清灰带来的一系列问题。
将水雾喷向放电极和电晕区使水雾进一步雾化的方法，静电并不和喷雾装置直接接触，所以几乎不存在绝缘问题。这种方法完全有别于“电晕放电使水雾化”的除尘技术，后者由于水与电直接接触，绝缘几乎不可能，实际上很难实现工业应用。
芒刺电极能产生很强的静电场，同时具有很好的电晕放电能力，静电和水雾协同作用，具有很高的除尘效率。
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