横向双极静电除尘器空气动力增效

为明确横向双极静电除尘器的空气动力增效机理,基于电除尘器的经典效率公式研究了空气动力对横向双极静电除尘器除尘效率的影响。数值模拟结果表明：横向双极电除尘器内荷电粒子的驱进速度是电场驱进速度与空气动力驱进速度之和。极板迎风面的空气动力增效幅度强于背风面,而极板背风面的低速回流区是主要的收尘区。实验结果表明：空气动力驱进速度与电场风速呈二次曲线分布关系。电场风速小于1.5 m/s时,气流运动强化了空气动力增效幅度;而电场风速大于1.5 m/s后,二次扬尘作用减弱了空气动力增效幅度。横向双极电除尘器除尘效率修正公式表明：在横向双极电除尘器结构参数一定的情况下,除尘效率受静电力和空气动力的共同影响。     

电极结构对电流体运动的影响

为了研究电极结构的变化对除尘器中电晕放电产生的二次流与主流一次流耦合后形成的流场以及电场分布的影响，设计了线-传统板与2种不同结构的线-开孔板极配方式.在建立电晕放电和流场的多物理场耦合数值模型的基础上，利用COMSOL软件模拟研究了3种不同极配方式下的电除尘器通道内的电场与流场特征.模拟结果表明：电极结构对除尘器内部近板电场及流场分布影响较大.新型开孔板的近板电场强度高于传统板，随着入口流速的增大，离子风对除尘器通道内流场的扰动逐渐减小.结果同时表明孔结构能有效降低近收尘极板流速，在入口流速为0.5 m/s时，新型开孔板近板风速相比传统板分别降低了14.58%和15.62%,入口流速为1.0 m/s时，近板流速分别降低了19.94%和20.20%.这一结果表明新型开孔结构能有效减小收尘极板附近流速，减少二次扬尘，提高除尘效率.     

逆流荷电双区ESP改善高比电阻粉尘除尘效果

为了改善ESP对含高比电阻粉尘烟气的除尘效果,对比测定了常规单、双区及逆流荷电双区三种静电除尘器模型在净化分别含有正常或高比电阻粉尘气体时的U-I特性和除尘效率.常规单、双区ESP在净化含高比电阻粉尘气体的过程中,当极间电压升高至50 kV时,收尘电场发生反电晕,且除尘效率开始下降;而逆流荷电双区ESP净化含高比电阻粉尘气体与净化含有正常比电阻粉尘的U-I特性曲线并无明显差异,两种粉尘的净化效率与极间电压之间的关系曲线也呈相同的变化态势.研究结果证实,对于净化含有高比电阻粉尘烟气,新型ESP可以避免发生反电晕,有效改善除尘效果.     

不同温度下磁场对外涡型ECP中亚微米颗粒分离的影响

针对旋风除尘器中亚微米颗粒捕集效率低下的问题,探究了利用洛伦兹力和电场力联合作用来提高亚微米颗粒分离效率的可能性.将4根电极添加在旋风除尘器中组成外涡型静电旋风除尘器(electrostatic cyclone precipitator, ECP),并在其中引入磁场,构建了磁场作用下外涡型静电旋风除尘器简化模型;在建立流场、颗粒动力场、电磁场和温度场4场相互耦合作用理论模型的基础上,对不同温度下亚微米颗粒在外涡型静电旋风除尘器的除尘效率进行数值模拟.数值结果表明,磁场的引入显著提高了静电旋风除尘器对亚微米颗粒的分离性能,有效降低了温度对除尘效率的削弱率;随着温度的降低或磁感应强度的增大,温度对亚微米颗粒综合效率的削弱率逐渐减小,但磁场的贡献率逐渐增大,且逐渐趋于平缓;温度越低、磁感应强度越大更有利于亚微米颗粒的分离,但磁感应强度越小和温度越高时,磁场作用越显著.相关研究结果对传统静电旋风除尘器外加磁场设备改造和除尘相关工业领域的技术革新有一定参考.     

用背散射法对ECAF壁面沉积层的研究

应用康普顿背散射法对静电旋风空气滤清器的壁面沉积层进行在线研究,并分析壁面沉积规律与除尘效率之间的关系.在电旋风除尘器中,当气流入口速度一定时,壁面上的沉积层随气流含尘浓度的增加和运行时间的延长而加厚,从入口向下筒壁沉积层厚度也逐渐增加.除尘效率随入口气流速度的增加而提高,随气流含尘浓度的增加而下降.当入口处气流速度和气流的含尘浓度一定时,逐渐加厚的壁面沉积层就会使除尘空间的电晕电流降低,使静电的作用大大减弱,进而使得除尘效率降低.     

铅烟除尘特性研究

简述静电除尘的电晕放电、尘粒荷电、尘粒运动与捕集的基本原理;重点讨论了铅烟高压静电发生器的绝缘结构、电场特性、低压回路、高压回路、本体设计等.通过研究得出结论:铅烟除尘器本体可采用直径800 mm圆柱形宽极间距结构,其高压绝缘可采用3 240与3 260环氧玻璃布作为主绝缘体,高压采样系统宜采用高压电阻直接取样方式,响应快,控制灵活.     

磁场环境下工作电压对线板式静电除尘器中同种颗粒除尘效率的影响

为了提升线板式静电除尘器(electrostatic precipitator,ESP)的除尘性能,利用Gambit软件构建了ESP网格模型,结合磁场能降低颗粒逃逸率的机理,将磁场引入到ESP中,模拟了同种颗粒的运动轨迹,计算并对比了不同工作电压下的除尘效率。结果表明:磁场的引入可有效提升线板式ESP对同种颗粒的捕集性能,且在低工作电压时更为显著;同一磁场环境下,工作电压对颗粒除尘效率的提升能力由强变弱;随着磁感应强度的增大,颗粒逃逸的数量不断减少,但磁场的相对贡献逐步减小。     

针阵列对板电晕放电捕集微细颗粒物研究

研究了采用针阵列对板电晕放电对粒径在0.3～10.0μm之间的微粒进行捕集的捕集效率.研究中利用洁净空气量分析其捕集效果,利用Deutsch公式计算微粒的有效驱进速度,根据实验结果和静电除尘理论,分析得到引起捕集效率高的原因是放电区电场强度高,则快速电子密度高,使微粒有效荷电,同时荷电微粒的驱进速度高;针到板之间的间距窄,则荷电微粒的定向运动距离短、电场对其的捕集时间短;直流供电提供稳定的电场,相对于变化的电场来说放电区气流相对稳定,利于荷电微粒定向运动.     

改造瑞明#1炉电除尘器，提高除尘效率

本文针对瑞明电厂#1炉电除尘器阴极线断线频繁、振打效果差、除尘效率低等问题，对除尘器本体进行技术改造，通过采取加高除尘器、增加电场、改造阴阳极系统及振打系统等措施，提高了除尘效率，取得良好的效果。     

线-管式双极预荷电器的极间电场分布模型

电场分布是电除尘理论研究的核心问题之一。为提高对微细颗粒物的捕集效率,拟从理论上明确线-管式横向双极预荷电器这种新型电极结构的极间电场分布规律。基于高斯通量定律,建立了线-线电极的电场分布函数;根据电场叠加原理,推导出线-管式预荷电器极间电场分布模型;结合其电器电极结构对称分布特点,可划分为6个不同的荷电区域,分别采用线-管式预荷电器的极间电场分布模型进行求解。线-管式双极预荷电器内正、负电场对称分布有利于提高静电凝聚速率和除尘效率、减少累积电荷和抑制反电晕烧袋现象。     

ESP电场中高质量浓度区粉尘气流的强制收集技术

针对目前电除尘器实际收尘效率偏低的问题,探讨了提高电除尘器收尘效率的相关措施.通过电场粉尘传输模型的数学解析和断面质量浓度实测,表明电场中粉尘分布存在质量浓度梯度,愈靠近极板质量浓度愈高.在电除尘器收尘极板末端用吸风口强制收集高质量浓度粉尘气流,对强制收集的高质量浓度粉尘气流采用高效布袋处理或循环至入口进行二级处理,可以显著降低电除尘器出口粉尘排放量.同时强制吸风可以显著改善由于振打清灰造成的粉尘二次飞扬.对等速吸风口流函数的分析,揭示出吸风高度与收尘效率之间的数学关系.     

高流场中微细粉尘荷电凝并粗化对电捕集效率的影响

 目前电除尘器存在微小颗粒粉尘捕集效率低、本体体积庞大和能耗高等问题。本文基于烟道中粒子动量高,放电通道中离子输运特性较好的特点,将离子源、荷电凝并装置设置于电除尘器前烟道中。实验结果表明,离子浓度随电场强度加大而增加;在高离子动量情况下,烟道中的离子浓度可达到1.97×109/cm3,比现有电除尘器的离子浓度高出2~3个数量级;矩形电晕极优于圆形电晕极,而芒刺电晕极起晕电压低,耗能少,产生离子浓度高且稳定,因此以芒刺电晕极为最佳;中位径为0.2?滋m的硅粉、中位径为6?滋m的滑石粉和两种粉体的混合粉等微细颗粒荷电凝并后被粗化为电除尘器有效捕集的颗粒,电捕集效率显著提高。本实验可在不增加电除尘器室数、不改变原有运行方式和运行参数条件下,有效解决现有电除尘器预荷电离子浓度过低问题,增大其捕集效率。     

电除尘器的节能控制策略

就电除尘器的节能潜力、控制方法进行了讨论,指出了二次扬尘和反电晕是造成电除尘器能耗过大的主要原因。提出了应该由目前的高电流的"大功率高能耗"单一火花跟踪控制模式转变为高电压低电流的节能控制模式,在提高除尘效率的同时降低电能消耗,同时给出了节能控制策略和系统结构框图。     

燃煤电厂电除尘PM10和PM2.5的排放控制IV:采用二维PIV 除尘

 利用粒子成像测速法(PIV)和电子低压冲击仪(ELPI),研究实验室规模的电除尘器(ESP)内电场强度、电晕放电功率和气流场等因素对PM₁₀(粒径小于10 μm 的颗粒物)分级收尘效率.电除尘器为线-板式电极结构,其中板-板间距为200 mm,高电压电极为单根或双根.实验颗粒物采用艾灸烟作为示踪粒子,气体流量85 m³/h,颗粒物初始质量浓度33 mg/m³左右.实验结果表明,随着电场强度或电晕放电功率的增加,在高压电晕极线周围气流场从有规律的单个涡旋发展为相互作用的多个涡旋,优化电晕放电离子风分布是提高PM₁₀收集效率和降低电耗的关键.从颗粒物个数浓度、外加电场或电晕放电功率看,可将电除尘器性能以电场强度为3 kV/cm 为界分为2 个区域.当电场强度低于3 kV/cm 时,分级除尘效率随着电场强度或电除尘指数的增加而增加.然而,当电场强度远大于3 kV/cm 时,收尘效率基本不变或降低.     

泛比电阻电除尘器极间场强分析

泛比电阻电除尘器是一种具有辅助电极和交错平板收尘极的新型电除尘器，它对高比电阻粉尘及低比电阻粉尘均具有较高的收集效率。本文对其极间场强进行了理论分析，导出了电场强度分布式，并与普通线．板式极间场强进行了比较，结果表明，泛比电阻电除尘器的收尘场强较普通的线-板式电除尘器高，且更均匀，从而提高了对泛比电阻粉尘的收集效率。     

三层多孔板电除尘器气流均布数值研究

气流分布均匀性对电除尘器粉尘脱除效率有着十分重要的影响,通过计算流体动力学软件Fluent对某电厂1 000 MW级机组电除尘器气流均布特性进行数值模拟研究,其中多孔板简化为多孔介质模型,流场的模拟采用k-ε双方程,数值计算采用SIMPLE算法,结果表明,在电除尘器入口喇叭口处设置三层多孔板,且开孔率设置为50%、30%、30%,气流均布性最佳;进口流速为6 m/s时,电除尘器气流均布满足合格要求,并对比了有无灰斗挡板对气流均匀性的影响,发现灰斗挡板可以有效减小灰斗内部涡流现象,提高粉尘脱除效果。     

ESP电场粉尘非稳态收集过程数值仿真

基于ESP电场荷电粒子非稳态收集理论,得出非稳态收集过程中驱进速度的计算方法.根据紊流传质原理,推导出紊流掺混系数的表达式,并且针对收尘极板表面存在层流边层的事实提出新的极板处边界条件.对于粉尘非稳态收集过程的二维粒子输运方程,采用有限差分方法,运用逐次超松弛迭代法构造静电除尘输运方程的差分格式,利用Matlab仿真语言进行数值仿真,得到静电除尘器电场非稳态粉尘收集过程中不同时刻粉尘粒子的质量浓度分布规律,并根据断面质量浓度分布得出分级效率.对模型不同断面的粉尘质量浓度的实测结果与模拟结果进行比较,二者吻合较好.基于非稳态收集过程的数值模拟得到的收集效率比传统理论计算结果更加准确.