静電水集塵除霧器の動作原理は乾式静電除塵器と基本的に同じで、ただ除去する対象は粉塵から霧滴に変わった、しかし、霧滴と粉塵の物理特性には違いがあるため、その動作原理にも応じて違いがある。静電水集塵脱霧器の脱霧過程は4段階に分けることができる：ガスの電離、霧滴はイオンを得て荷電する、荷電霧滴が電極に移動する、電極上の霧滴被。2つの曲率半径の差が大きいコロナ極と集塵極の間に十分に高い直流電圧を印加すると、両極の間に極めて不均一な強い電界が発生し、コロナ極付近の電界強度が比較的に大きく、コロナ極周辺のガスをイオン化させ、大量の自由電子と正イオンを生成する。正イオンはコロナ極に移動し、負イオンは沈殿極（陽極）に移動し、霧滴と粉塵を含むガスが電界に入った後、コロナ区の正イオンとコロナ外区の負イオンは塵粒と霧滴と衝突して付着し、塵粒と霧滴の荷電を実現し、荷電塵粒と霧滴は電界力の作用下で電極性の反対の電極に移動し、収集される。

静電水集塵除霧器において水滴の存在により、水の抵抗は相対的に小さく、水滴と粉塵が結合すると、高比抵抗粉塵の比抵抗が低下し、静電水集塵除霧器の動作状態が安定する。また、静電水集塵除霧器は水流洗浄を採用しており、振打装置がないため、二次揚塵は発生しない。静電水集塵脱霧器は酸霧、エアロゾル、微細粉塵、重金属水銀などに対して高い脱離効率を持っている。

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