ESP电场粉尘高质量浓度区气流强制收集技术

针对电除尘器靠近收尘极板存在高质量浓度粉尘气流的事实,采用电除尘器末端加装吸风口,将靠近极板的气流强制等速吸入并进行高效净化,可以显著提高电除尘的收尘效率.为了准确描述电除尘器出口断面粉尘质量浓度分布的规律,从而得到吸风口吸入风量与除尘器除尘效率提高量之间的数量关系,采用有限差分法对电场粒子二维输运方程进行数值计算.得到电场各断面粉尘的分布结果,通过与实验模型实际测试得到断面浓度分布结果进行比较二者吻合较好,证明建立的输运方程正确,采用的数值计算方法可行.依据对实际电除尘器出口断面粉尘浓度数值模拟结果.并结合在电除尘器末端极板处加装强制等速吸风口流动规律的理论描述,得到吸风口高度与除尘效率提高量二者之间的数量关系,据此关系可以提出实现保障电除尘器达标排放所必须强制吸入的流量.     

用电除尘器收集低比电阻粉尘的研究

为了解决用电除尘器收集低比电阻粉尘的问题,提出用导电涂料涂敷ESP极板,使极板表面形成具有一定比电阻的涂层.讨论了普通极板和涂层极板的放电特性,分析表明,只要涂层比电阻在105Ω.cm<ρc<109Ω.cm范围内,即可用以收集低比电阻粉尘.推导出了涂层比电阻计算公式,可精确计算导电粉体在涂料中的掺入比例.利用电除尘器模型对极板有、无涂层时的收尘性能进行了实验对比,结果表明,用电除尘器收集低比电阻粉尘时,极板有涂层时的收尘效率显著高于极板无涂层时的收尘效率.     

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.     

高比阻荷电粉尘反电晕现象的机理分析

在采用高压直流供电的工业电除尘器中,当粉尘颗粒为高比电阻的粉尘进入强场荷电后到达正电的收尘极板时,易形成负电粉尘层吸附在收尘极板上,不易被振打装置清除形成的反电晕现象。分析了高比电阻的粉尘吸附在收尘极板上极板附近电位和附加反向电场的时间变化趋势,建立了电极中荷电粉尘运动方程,进行了多粒子轨迹模拟,结果表明,由于附加反向电场的存在,部分高比电阻的粉尘将无法到达集尘极,据此分析了反电晕现象的原因并且提出了一种解决方案。     

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。     

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.     

电除尘环境下可吸入颗粒物运动轨迹数值模拟

采用有限体积法求解电晕放电电场,利用k-ε双方程湍流模型、动量方程附加电场力源项的方法求解电流场,利用拉格朗日法、四阶龙哥库塔积分荷电速率方程分别求解颗粒运动轨迹及颗粒荷电量,基于随机轨道模型并考虑颗粒间湍流扩散,计算离散相和流体相相间耦合,采用R-R粒径分布模型,模拟了电除尘器内电势分布、电荷分布和颗粒运动轨迹.求解结果表明,电除尘器内电势和空间电荷密度在电晕线附近最大,向四周不断减小,计算值与文献实验值吻合良好.电除尘器内颗粒运动轨迹为偏向极板的曲线,且受湍流扩散影响显著.颗粒粒径越大,工作电压越高,气流速度越小,颗粒越容易被收尘极板捕集.     

水帘极板静电除尘模型的收集性能实验研究

建立了水帘极板电除尘器实验模型,研究了其电晕特性,以及极距、电场风速、水帘流量、供电电压、初始粉尘浓度等参数对除尘效率的影响.结果表明:水帘形成好坏对V-I特性曲线有一定影响,水帘流量影响形成水帘好坏的程度,因而影响除尘效率;极距对除尘效率有较大影响,极距300mm时除尘效率最高;供电电压对除尘效率的影响较为明显,随着电压的升高除尘效率也升高;风速增大除尘效率降低,初始粉尘浓度对除尘效率影响较小.     

燃煤电厂电除尘PM_(10)和PM_(2.5)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10μm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 k V/cm为界分为2个区域。当电场强度低于3 k V/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 k V/cm时,收尘效率基本不变或降低。     

电除尘器离子浓度的分布

在静电除尘器中,粒子的荷电模型已经确立,电场和其中的离子浓度影响着粉尘的运动、荷电和沉降.实验利用线板式电除尘模型的一个通道,改变施加在电晕极线的电压值和测量点的位置,利用离子浓度测试仪测量收尘极板处离子的浓度,并对离子浓度的分布进行研究,发现当电压升到25 kV以后,离子浓度上升趋势趋于平缓,离子浓度在1013 m-3的数量级.在相同的电压下,收尘极板上正对电晕线A点的离子浓度都是最大的,离子浓度随距A点距离的增大而减小.     

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.     

静电除尘器离子风研究

在静电除尘器中,电晕线产生的离子风增加了除尘器驱进速度,对提高除尘器的除尘效率有重要作用.本实验对实验条件进行简化,在除尘器空载情况下,采用在收尘极分区布点的方法,改变设计参数,测量收尘极板上的速度分布,并对实验结果进行分析.     

百叶窗对静电除尘器二次扬尘的抑制效应

提出了一种旨在削弱或消除静电除尘器(Electrostatic precipitator,简称ESP)振打形成的二次扬尘现象,借以提高ESP的粉尘捕集效率。建立了静电除尘器电晕电场,流场,颗粒荷电及运动场的二维数值模型,借助有限元软件Comsolmultiphysics进行模拟计算,模拟结果与已公开的电晕电场和除尘效率的实验结果吻合较好。通过添加百叶窗结构在阳极板前形成有效的静止空间,保证在振打清灰时颗粒不与主气流混合,降低二次扬尘。分析了3种不同结构的百叶窗结构,并对百叶窗布置形成进行优化。结果表明：添加百叶窗结构能够降低收尘极板附近气流流速在0.1m/s以下;耦合电场、流场、颗粒荷电运动场可以得出,添加百叶窗后,颗粒被捕集时的速度小于0.2m/s,能够有效的控制二次扬尘,提高除尘器的除尘效率。     

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。