静电除尘器内颗粒荷电机理研究

  微粒的荷电全过程是细颗粒树脂吸附的重要环节,微粒的荷电量直接影响微粒的静场强度,进而决定微粒的横移速率,最终危害微粒的树脂吸附的高效率。粒子的荷电关键是由场致荷电和扩散荷电组成。场致荷电关键指正离子沿电势差方向导数健身运动时,由于粒子碰撞而产生荷电,而扩散式荷电指正离子的不规则热健身运动时,由于粒子碰撞而产生荷电。

  Rohmann等人在1923年最早明确提出了粒子的场致荷电模型,1932年Pauthenier和Moreau-Hanot[9]Xt对这一模型进行了改进,使之适用于在μm级以上的粒子。由于忽略了低场强中正离子不规则热锻炼,下面微粒就不太适用于下面微粒。另外,在1925年,Arendit[10]首次提出了颗粒的扩散荷电模型,之后FuchsWW对模型进行了修改,该模型能够很好地描述东亚低场强微粒的荷电全过程,但却没有考虑到现场荷电的危害[⑶。为更好地更广泛地应用不同粒度的粒子在不同场强下的荷电原理,一些专家学者将粒子的场致荷电模型和扩散荷电模型进行了融合[“⑺”,促使粒子的荷电模型更加完善、精确。

  为使荷电模型的准确性更加明确,常用的数值模拟结果与现有试验数据资料进行了对比。一九五七年赫维特问用电子密度测试仪测试粒子的方法,科学地研究了不同场强下粒子的荷电状态。实验结果表明,对于直径为0.2呵?0.4呵的颗粒,在特定的荷电全过程中,抓取它们比较困难。同样,即使?微粒场致荷电的大小为1.4微粒,也会得到相同的结果。实验结果很好地说明了颗粒荷电的关键是场致荷电和扩散荷电。该试验为以后的数值模拟提供了可靠的试验数据信息,并已被证明是正确的。

  应用无量纲荷电量、无量纲场强和无量纲荷电时间,得到了数值模拟中普遍采用的无量纲荷电原理[⑺],但是,对于场致荷电和扩散荷电的大小,并不能立即推导出来。后来,阿达米克等瓯刃在Lawless的无量纲荷电模型中,基本实现了粒子场致荷电和扩散荷电的有量纲化,强调了当粒子的总荷电量小于其饱和状态用电量时,粒子的荷电原理为场致荷电。粒子荷电超过饱和状态下的总用电量时,粒子荷电增加的关键是在扩散荷电所核心。以上两种无、有量纲荷电模型是在电除尘装置中粒子荷电数值模拟测值中常用的。

  对具有不同强度场的九种颗粒荷电模型进行了数值模拟,结果表明,在同一标准下,不同的颗粒荷电模型的收敛时间具有一定的精度,在时间计算层面上,Lawless模型应是最优的,因为它既考虑精度,又考虑时间。

  通过数值模拟,Gao等公司对5,2和l(im)粒径的场致荷电和扩散荷电分布情况进行了科学研究。计算结果表明,随着颗粒尺寸的减小,扩散荷电占据了颗粒的核心,尤其是对单晶颗粒。颗粒场致荷电量在进口部位较低,关键在于对饱和状态下的用电量进行限制,而低的饱和状态下的用电量抑制颗粒场致荷。

  运用试验方法科学地研究了微粒体单脉冲荷电原理,利用ELPI进行微粒荷电的精确测量,并给出了计算公式。实验结果表明,在单脉冲充放电条件下,微粒关键电位为正,大粒关键电位为负。对于超过0.2(im)颗粒关键是场致荷电核心,而对于0.2|im以下的颗粒关键则是扩散荷电所核心。

  常倩云[幻就温度和环境湿度对颗粒的荷电危害进行了实验研究,结果表明,在适当降低提高环境湿度标准的情况下,可以促进颗粒的团圆,提高颗粒的团圆指数,进而增大颗粒的荷电和颗粒的横转移率,最终提高收集?颗粒的效率。

  1.2.2对电除尘器中电场和颗粒输送全过程进行了科学研究。

  利用探头,Penney^精确地测量了电除尘器内部电晕线到除尘板中间的势差。重点准确测量了工作电压30.0、38.7、43.5和46.2毫伏下电势差分布情况,并得到测量电势差的基本理论公式计算。测试用来测量数值模拟验证的工作电压,展示了测试的数据信息,通常用于数值模拟验证的模型验证。

  Georghiou等人应用有限元分析扩散系数校正输运优化算法(FE-FCT)计算二维模型中汽体充放电的整个过程,导入自适应可变扩散指数,将先进的文件格式简化为迎风差分信号文件格式,但没有将有限元分析设定的迎风文件格式多元化。该方法的优点在于可以应用非结构化网格图,大大减少了未知量,从而比有限差分信号法节省了大量的测算量。FCT文件格式与Boris和Book的开发设计相比,具有较低的差分信号时域FCT编码对比率,并且能够显示出相似的信息。

  阿达米亚克等[4^2131’38]对电弧放电、二次流、粒子荷电模型和粒子浓度值等问题进行了系统的科学研究。采用环形极线作为电晕线的传统式静电除尘器,得到了电势差和电子密度的数值模拟求得过程[],利用Peek计算公式外的场强与Peek数值模拟得到的场强进行对比,用来确定模拟结果的精确性[W5]O.之后,科学研究了静电除尘器内芒刺极限下不同直流电对二次流的危害,其模拟结果强调了两面芒刺极限和单一双面芒刺极限偏向上游和下游的静电除尘器工作电压越高在极线附近产生的涡旋越大,相对颗粒收集效率越高。

  龙正伟等[°。]采用二阶精密度比较有限容量法求出电除尘器中静电场分布,并给出电位差的计算方法。它的模拟结果表明,数值模拟的工作电压值与试验数据资料均符合㈤]。随后,对集尘板上的电流强度、电子密度、场强分布及粒子的输运全过程进行了科学研究,强调了渗流扩散对粒子轨迹的危害。

  根据Fluent移动电话软件DPM模型,采用拉格朗日法对吸附静电除尘器中细颗粒物树脂的高效标值进行了科学研究。这表明提升粒子的入口高宽比随极线间隔的增大而增大。综合考虑后,150mm的极线间隔效果最佳。此外,对MO、Ml和M2型不同极线排列的静电除尘器静电吸附颗粒的全过程进行了科学研究,结果表明,M2型静电除尘器静电吸附树脂的实际效果较好,尤其是0.6pim颗粒的静电吸附树脂效率最高。

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