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。     

细颗粒物荷电凝并技术研究进展

我国很多城市存在颗粒粉尘浓度超标的现象,可吸入性粉尘无论对环境和人体都有较大的危害,治理烟尘污染刻不容缓,但粉尘粒径小而难以被除尘器直接捕集,而荷电凝并可通过电场的作用使粉尘粒子荷电而发生凝并,增大有效直径从而便于捕集.综述了国内外电凝并技术的研究进展,主要包括交变电场中同极性荷电颗粒凝并、直流电场中异极性荷电颗粒凝并、交变电场中异极性荷电颗粒凝并;介绍了几种荷电凝并方法,提出提高荷电凝并几率方法的主要发展趋势,为电凝并技术的实际应用和装备开发提供参考.     

荷电粉尘在交变电场中的凝并与收集

应用类似于Ｗｉｌｌｉａｍｓ求声凝并系数的方法导出异性荷电粉尘在交变电场中的凝并系数,根据粉尘凝并过程趋于“自保分布”的概念,得出粉尘中位径随凝并时间变化关系式和异极性荷电粉尘在交变电场中的凝并除尘效率近似计算式·提出一种新型双区式电凝并除尘装置,在相同条件下,理论与试验研究结果表明:新型双区电凝并除尘装置的除尘效率不仅高于电除尘器,而且在结构上优于三区电凝并除尘装置·     

双极预荷电装置凝并特性实验研究

为提高对微细颗粒物的捕集效率,基于横向双极静电除尘技术,开发出一种线-管式双极预荷电装置。借助多物理场耦合软件,采用电晕放电模块耦合湍流模块,研究其电流体动力学分布规律;搭建实验装置,测试其凝并特性。数值模拟结果表明：双极预荷电装置内同时存在生正、负电晕和产生正、负电荷,具有良好的湍流混合和凝并效果。对中位粒径为1.7 μm硅微粉的凝并实验结果表明：经过预荷电装置后粉尘的粒径分布呈现明显的双峰分布;在平均场强为4~6 kV/cm区间,凝并效率随着外加电压的增加而提高;当外加电压超过11 kV,所有粒径区间粉尘的凝并效率均超过95%。研究结果有助于拓展横向双极静电除尘技术的应用范围,为双极静电技术的推广及工业应用提供参考。     

粉尘的电晕荷电物理模型

针对目前电除尘技术理论尚不完备,以及电除尘器收尘效率不高且稳定性差的问题,建立了粉尘的电晕荷电物理模型,并深入研究了大气压电场电离放电特征参量的时空演变规律、电离放电通道中的带电粒子复合及其输运特性.实验结果证明:除尘电场的电离占空比可从1.8×10-5提高至2×10-2,带电粒子输运项也可得到2~3个数量级的提高.结果强化了烟尘的荷电、凝聚物理过程,也将大幅度提高烟尘的趋进速度和除尘效率.     

磁增强负电晕放电特性和荷电方式研究

研究了磁增强负电晕放电特征,分析了这一过程的放电特性和磁场对极间不同区域的影响,比较了磁增强预荷电器和传统的预荷电器对静电增强过滤器效率的影响.结果表明:在磁增强负电晕放电中,磁场能有效地提高负离子和自由电子的浓度;磁增强负电晕放电自由电子的拉莫运动提高了放电电极附近的电离程度,使放电电流明显增长,使更多的正离子在电晕区积累,形成了和原电场方向一致的正离子电场,进一步增强电离,电晕区中积累的正离子形成的电场削弱了荷电区原电场强度;磁场的应用对扩散荷电机制有增强作用,对电场荷电机制不利.     

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。     

烟尘在交变电场中的电凝并收集

为有效地收集微细粉尘,提出一种具有双区电极布置形式的电凝并除尘装置。其特点是在交变电场中同时实现尘粒的荷电与凝并。通过分析多分散性粉尘粒度随凝并时间变化规律,给出异极性行电粉尘在交变电场中的凝并除尘效率的近似计算式。试验研究结果表明;所提出的双区电凝并除尘尽优于现有的三区电凝并除尘器和普通静电除尘器。     

两种喷雾荷电方法的机理与试验研究

研究压力喷雾荷电中两种主要荷电方法——在喷头上施加电压的直接荷电法和在喷头附近安置电晕电极的电晕荷电法的荷电机理;探讨荷电电压、雾化水压和雾化液体电导率等因素对雾滴荷质比的影响;建立了雾滴荷质比的经验公式.由试验结果和理论分析得到直接荷电法的机理是尖端效应,电晕荷电法的机理为碰撞荷电.将这两种荷电方法与感应荷电法进行了比较,指出了这三种荷电方法在消烟除尘中应用时的适用条件.     

新型静电高压脉冲预荷电装置的研究

报道了新近研制的静电除尘系统的高压脉冲预荷电装置及其结构设计、荷电原理和脉冲供电电源，并讨论了脉冲荷电克服反电晕的机理及脉冲荷电对微小尘粒的荷电机理     

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。     

中国煤种成分对电除尘器性能影响及电除尘器适应性评价

 在分析国内122种煤种的煤、飞灰样成分含量分布的基础上,研究了煤、飞灰成分对电除尘器性能的影响,提出了电除尘器对国内煤种除尘性能的评价方法,并作出评价,最后分析了电除尘器对国内煤种的适应性。结果表明：煤、飞灰成分中的收到基硫份（Sar）、Na2O、Fe2O3、Al2O3及SiO2对电除尘器性能影响很大,其中Sar、Na2O、Fe2O3对除尘性能起着有利的影响,Al2O3及SiO2对除尘性能则起着不利的影响。而且对除尘性能的影响是煤、飞灰成分综合作用的结果。高Sar煤时,Sar对电除尘器的性能起着主导的作用,而低Sar煤时,Sar的影响相对减弱,主要取决于飞灰中的碱性氧化物的含量、烟气中水的含量及烟气温度。国内煤种可以采用电除尘器除尘的煤种数量占全部总数量的97.54%,在排放标准已提高的今天,电除尘器仍有着广泛的适应性。国内少数燃煤电厂电除尘器性能不能满足要求的主要原因不是电除尘器的适应性有问题,而是煤种改变或电场数量偏少、比集尘面积偏小造成的。     

电除尘器中粉尘粒子的凝并

应用电流体力学和外力场输运理论,分析了电收尘器中带电粉尘粒子的凝并现象。在一定的简化条件下建立了粒子凝并速率计算式,并通过实验进一步探讨了带电粉尘粒子凝并的机理。研究结果表明,电场中带电粉尘粒子的凝并受粒子表面电荷分布和电荷量、粒径、粒子所带电荷的极性以及中性电荷粒子的影响。无论单极或双极电晕,带电的粉尘粒子都发生凝并,但带正、负电荷粒子的凝并受限于某一作用范围。     

线-板式电除尘器场强正态分布模式假设及其检验

根据线-板式电除尘器的电场分布特征。提出线-板式电极问电场分布服从正态分布假设。在此假设下，以电晕区边缘和收尘极板表面作为边界条件，应用高斯定理导出线．板式电除尘器的电场分布理论计算式。该式与Oglesby等报道的线-板式电场的数值解有极好的一致性。研究表明，无论是单根还是多根电晕线，在电晕区外，所得场强分布式在整个线-板式电除尘器内处处连续可导。     

外电场对双极荷电颗粒碰撞及凝聚的影响

为确定外电场对双极凝聚的影响,采用FORTRAN程序,通过计算得到颗粒在一定电流体场条件下的电荷分布统计规律,并考察外电场对双极荷电颗粒间的碰撞凝聚规律.计算结果表明,只有当荷电颗粒所受电场力与阻力的量级之比接近于1时,外电场才能起到增强双极凝聚效果的作用;在相同条件下,颗粒直径越大,外电场增强双极荷电颗粒的碰撞效果也越大.     

静电除尘器内的流场分布

对静电除尘器中电晕放电所产生的二次流和诱导紊流进行了理论分析。在不考虑粒子电荷密度情况下,导出电场场强分布函数。并在非均匀电场强度下,把电晕放电所产生的电体积力加入紊流流场的各流体力学力中,导出紊流流场的流速分布函数。经计算机模拟计算,所得到的电晕放电对流场分布的影响与 Leonard 的实测结果一致。     

多级电场的粉煤灰物理化学性质差异及意义

以华能南京电厂为例，研究了燃煤电厂不同电场收捕的粉煤灰化学成分和物理性质的差异。从第一电场至第５电场，粉煤灰的平均粒径变小，化学成分一定的差别，而矿物相组成则基本相同，各种微量元素趋向于四、五电场的细粒径灰中富集。采用多个装置分别收集干灰，可促使粉煤灰资源的优化。还要尽可能降低细粒径灰逸入大气中的数量并物尽其用。     

收尘极板上沉降粉尘粘结性能研究

振打清灰效果不好，严重影响电除尘器的除尘效率和使用范围，而影响振打清灰效果的最主要因素是沉降粉体的粘结力。通过建立数学模型从微观的角度推导出粉尘之间各种粘结力的理论计算公式。分析了比电阻、外加电场和粉尘含水率等因素对粉尘粘结力的影响。在实验中，模拟电除尘器中的静电场，测出在不同外加电场下粉尘粘结力的大小，定量的反应了外加电场对粉尘粘结性能的影响。