排针-辊式放电电流分布特性

为提高高压静电分选效率,须对排针型电极放电特性进行探究。采用自制排针-辊式高压放电装置,通过改变电晕电压、排针与辊面间距、排针与辊面夹角及排针数,测试了各因素对放电电流的影响,分析了1/4辊面电流的分布特性。在MATLAB平台上,利用电磁场理论,实现了对排针型电极的空间电场分布仿真模拟。实验结果表明:1其他条件一定,单排针与辊面间距越小,放电电流越大。排针-辊间距为80、100、120 mm时,辊面分电流极大值分别为6.78、5.3、3.34μA。2采用双排针结构,有效放电区域增大,辊面分电流有两个极大值,电晕电压23 k V时,双排针和单排针总电流相等,24~33 k V时,双排针总电流大于单排针。3采用三排针结构,辊面分电流有三个极大值。两侧两排针对中间一排针有排斥作用,三排针与水平方向夹角分别为30°、45°、60°和15°、45°、75°时,两侧电流极大值约为中间电流极大值的3倍和4倍。实验结果与仿真模拟一致,印证了辊面电流分布特性,为排针-辊式高压静电分选机优化设计提供了依据。     

线-辊式高压静电分选装置放电电流特性分析

为了提高高压静电分选效率,探究转辊表面电流分布规律.采用自制的线-辊式高压放电装置,改变电极排布,测量转辊表面电流分布.结果表明:在同等条件下,单根电晕线直径越小放电电流越大,转辊表面电流整体呈正态分布;2根电晕线放电时,电流分布范围扩大,整体电流增强;3根电晕线放电,在两外侧电晕线夹角为60°,3根电晕线与转辊表面间距均为45 mm的位置时,两外侧峰值电流在转辊表面上的夹角约为72°,总体电流较大且分布均匀,有利于待分选物料荷电,提高分选效率.本研究为优化静电分选装置电极设计提供依据.     

废弃晶硅太阳能电池中银与硅的静电分选

为提高废弃晶硅太阳能电池板中银、硅等有价值材料的回收率,采用针-辊式静电分选机对静电分选中影响分选效率的设备参数进行了实验探究.首先通过单因素实验确定因素范围,再通过正交实验确定银和硅分选的最佳参数配置.实验结果表明:在最佳参数配置下银的分选效率为94.37%,硅的分选效率为78.58%;实验最佳参数配置为电晕极角度80 °,极间距80 mm,电压27.5 kV,转速90 r/min.本研究为静电分选废弃晶硅太阳能电池板中银和硅的实验参数设置提供了依据.     

高压电晕电场放电特性的研究

研究了用于转基因的电晕电场在放电中针尖间距和针-板间距的变化对放电电流、放电输出功率和输出稳定性的影响.比较了多针-板与单针-板电晕放电的伏安特性.实验表明:针尖间距越大,电晕电流越大,当针尖间距大于20 mm时,电晕放电输出功率增长趋缓;当针尖间距为20 mm时,电晕放电可稳定输出较高的功率.针-板间距越小,电晕电流越大,当针-板间距为25 mm时,电晕放电输出功率最大.     

电晕放电辐射场实验研究

针对带高压物体的电晕放电辐射信号的时域、频域特征开展研究,对静电电晕放电电流、辐射场进行了理论分析,设计完成了静电电晕放电电流及辐射信号实验.研究发现,不同极性电晕放电的辐射场波形测试有明显差别:实验条件为负极性时,先发生电晕放电,但正极性放电发生时,脉冲幅值比负极性时大;负电晕电流脉冲波形的上升时间小于正电晕电流.实验结构不同,电晕放电辐射场的特征不同:利用电晕放电针与直流高压源直接相连的实验结构得到的放电波形的上升时间为十几个ns,频率分布集中在20～100 MHz;利用孤立导体电晕放电实验结构得到的放电波形的上升时间为几个ns,频率分布集中在200～600 MHz.结论对于研究带高压物体的电晕放电辐射信号特征具有很好的参考价值.     

高效分选废旧光伏电池板中铜与硅

为了提高废旧光伏电池板中铜(Cu)与硅(Si)的分选效率,寻求高压静电分选的最佳效率因素.通过单因素影响实验,探究了电压(U)、转辊转速(n)、电晕电极间距(S)和电晕电极角度(θ)对Cu与Si分选效率的影响;利用Minitab软件进行全因子实验设计,筛选并确定了影响因素中对Cu和Si的分选效率有显著影响的主效应和交互作用,并通过响应优化对Cu的分选效率进行了优化,得到Cu的最佳参数为U=20 kV、n=65 r/min、S=90 mm、θ=-10°.在最佳参数条件下,进行了验证实验,Cu分选效率达到了97.91%,得到了良好的优化效果.     

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.     

大气压下针状电极电晕放电静电消除效果实测与特性研究

为了研究高压静电消电效果和静电防护有效性,采用离子化测试方法,对影响大气压下针状电极电晕放电的电压、频率、消电距离、电极间隙、平衡电压等因素进行了系统测试与分析.结果表明,交流高压电晕放电在频率[1.8 kHz,2.0 kHz]区间内具有最佳消电效果;直流和脉冲高压电晕消电具有明显逆带电现象,且消电效果随电压升高、消电距离减小而提高.      

针-水电极正直流高压放电对甲基橙染料废水的脱色

采用针-水电极反应器,研究正直流高压放电处理甲基橙染料废水的效果.考察了不同放电形式和实验参数下对甲基橙染料废水脱色效果的影响.实验结果表明,电晕放电在处理时间0～25 min脱色效果比击穿流光放电处理效果好,而在处理25 min后击穿流光放电脱色效果好于电晕放电.在电压18 kV、电流15 mA、处理初始质量浓度为40 mg/L的甲基橙溶液30 min时,脱色率达到98％.该反应符合一级动力学反应,反应速率常数为0.127 mg/(L·min).经过放电处理,甲基橙的特征吸收峰(465 nm)强度逐渐减弱并基本消失,分子结构中的偶氮基团与苯环组成的共轭体系被破坏,甲基橙分子被有效降解.     

高频交流电晕等离子体降解农用地膜的特性研究

地膜的使用为农业发展带来了极大的便利,但大量的残膜同时也造成了极为严重的白色污染,而目前针对残膜的降解处理研究又极为缺乏。低温等离子体降解技术作为一种高效、绿色的污染物处理方法,可以通过在反应空间生成大量高能电子和活性物质对污染物进行降解。本文首先采用高频交流针板电晕放电结构,针对电极结构进行优化设计,提高反应空间内的电场强度的电子密度。然后通过电晕等离子体降解技术对地膜进行处理,最后对比了不同的放电功率、空气湿度、针膜间距、放电间距对地膜降解的影响效果。研究结果表明,针尖的形状和针针之间的距离会对电子密度和电场强度造成不同程度的影响,当针尖斜率为3.33,针针间距为12mm时,电子密度和电场强度最大,分别为1.55×1013m-3和1.2×106V/m;放电功率的增大会导致空间内能量密度的提高,从而提高空间内高能电子和活性物质的产生效率,提高地膜的降解效率,当输入功率为64W时降解效率达到0.96%,但能量效率会随着输入功率的升高先增大后减小,当输入功率为56W达到最佳能量效率为34.29(μg/w·h);空气湿度的增加不仅会导致放电形态发生变化出现稳定的微放电,也会提升活性物质的产生效率,当空气湿度达到70%RH时,地膜降解效率提升1.04倍;地膜与针尖的之间的距离也会导致稳定的微放电产生,将降解效率由0.43%提升至1.02%;此外,针板电极的间距也会对降解效率产生影响,当放电间距为15mm时可以达到最佳的等离子体的辐射范围和辐射强度,使降解效率和能量效率均达到最大,与仿真条件一致,分别为2.3%和68.18(μg/w·h)。     

静电分离器中电流体流场可视化研究

采用粒子成像测速技术(PIV)对线-板式静电分离器中微米级别油滴(2μm)的流动特征进行可视化研究,得到在充分发展的层流条件下(进口气流流速0.16 m/s)电流体随施加电压变化的典型流型及速度分布。结果表明:电流体流型和速度的分布随着施加电压的改变而变化;在外加电压低于起晕电压(小于8 kV)时,流场没有明显变化;随着电压的升高(8～12 kV),放电电极附近及分离器的下游油滴在静电力的作用下以喷嘴的形式向两个收集电极移动,径向运移速度和放电电极上游轴向速度随电压升高而升高;当施加电压大于12 kV时,在放电电极上游电流体二次流以两个对称的反向旋转涡的形式出现,涡的大小随着电压的升高而增大,径向运移速度最高可达0.4 m/s,同时在静电分离器下游出现回流,二次流和回流的出现阻碍了流体沿轴向运移;分离效率随着施加电压的增大而增加。     

针-板电极正负电晕放电离子风的对比研究

为研究电晕放电离子风的特性,本文采用针-板放电装置,实验测量了不同放电条件下的电晕离子风速和风压,研究了电压极性、放电电压、电极间距、针尖曲率等因素对电晕离子风的影响.结果表明,离子风的速度随工作电压线性增大.在相同电极结构下,正电晕的起晕电压高于负电晕;正电晕离子风的风速大于负电晕离子风.此极性效应来源于正、负电晕风发展机制的差异.      

脉冲放电等离子体技术处理偶氮染料废水

为有效处理染料废水,以甲基橙和刚果红溶液为例研究高压脉冲放电等离子体技术的脱色效果.通过测定脉冲放电处理前后甲基橙和刚果红溶液的紫外-可见吸收光谱来计算脱色率,考察放电参数、添加剂对染料脱色率的影响.实验结果表明,脉冲放电对甲基橙和刚果红溶液脱色效果显著,且相同条件下甲基橙(单偶氮)比刚果红(双偶氮)脱色率高.两者脱色率均随峰值电压、脉冲频率的增大而提高,随溶液电导率的增大而降低,随H2O2的加入而提高.当电极间距由15 mm增大到25 mm时,放电形式也由火花放电逐渐向电晕放电转变,溶液的脱色率由90%降到44%.     

多针对板电晕放电中针尖半径对伏-安特性影响

研究了多针对板电晕放电中针尖半径a变化时放电电流I和外加电压V的关系.实验得到,当a在0.3 mm到1.0 mm之间时,对I的变化影响不大;在a变小过程中,I值略有增加;当a小于0.1 mm时,I值有明显的提高,前期研究中近似得到的伏-安关系式I=CV(V-Vs)中C反比于dln(2d/a),这同实验结果矛盾.分析指出伏-安关系式中Vs引入不正确,以阈值场强Ec处电压Vc代替Vs,修正伏-安关系式,最终得到实验和分析一致的结果,并解释了多针对板放电中a对伏-安特性的影响.     

脉冲流光电晕脱硫反应器电极配置数值模拟

线-板式非热等离子体烟气脱硫反应器的电极配置形式是影响反应器脉冲流光电晕放电特性及脱硫效率的主要因素之一,线-板电极的配置在一定范围内存在最优方案.从工程应用角度出发,在分析脉冲流光电晕放电机理的基础上,进行了反应器静电场数值模拟,得出了不同电极配置的静电场分布,结合流光形成、发展和传播所必备的静电场条件,优化电极配置.数值模拟结果表明:在施加峰值电压为80kV,放电极半径为0.2cm,线-板间距为10cm时,线线最佳间距为6～8cm.