常规电除尘器的研究现状

  电收尘原理是在放电极和收尘器极之间释放高交流电压,根据强静电场水解烟尘中的电负性气泡,导致许多电子器件和正离子,即电弧放电,在放电极周围造成电晕放电区域,电晕放电外层电子器件附着在气泡分子结构上,产生空气负离子,空气负离子和自由电荷受电场力作用,在收尘器极健身运动时与颗粒碰撞、粘附,一起向极片转移,达到收尘的实际效果。电除尘器的除尘原理和整个过程如图1.4所示,大概分为电荷、传递、除灰等整个过程中的颗粒分成。

  最初,SirOliverLodge基于静电除尘的原理创建了一种机械设备,1907年Cottrell成功创建了第一个电除尘器,在经过认证的电除尘器可以树脂吸附盐酸有机气体之后,电除尘器得到了广泛的关注,电除尘基础理论逐渐走向发展,并不断出现提升树脂吸附性能的新技术应用(Brocilo,2003)。麦克莱恩(1988)总结了电除尘器基本知识的发展趋势:首先由Anderson获得与除尘效率有关的标量,由Deutsch(1922)建立了除尘效率与电除尘器极片总面积、烟尘容积总流量和颗粒转移速率的表达式,在此表达式中,颗粒转移率又被称为合理电子密度,直到今天,对于电除尘器的设计方案以及除尘效率的测量等,仍然发挥着至关重要的作用。保特尼尔特加.提出了电除尘装置中颗粒荷电的基本理论,霍瓦达斯.探讨了污泥比电阻的危害。罗宾逊(1971)对1972年以前的电除尘器基本理论进行了归纳总结。

  对电除尘器来说,关键是考虑颗粒的外扩散荷电和场致荷电两种加电方式,White(1951)明确地提出了估计颗粒根据外扩散荷电所需的电荷数的基本理论。

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  假设静电场均匀分布,且颗粒是球形电导体,在短时间内达到饱和荷电状态,则会得到颗粒场致的荷电所需的电荷数(Hinds,1982;Kulkarnietal.,20ll):

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  从外向扩散荷电数和场致荷电数求和得到的总荷电数与实验测量值比较接近的角度来看,粒子协同荷电数的计算模式(SmithandMcDonald(l976)>Lawless(l996)均倾向于计算粒子协同荷电数,与测量值相差不大。

  在过去的二十多年里,关于电除尘器的数值模拟得到了很大的发展。放电极周围环境是模拟工作中的难点,与无尽放电极相比,单独放电电极的模拟难度更大,这主要是由于放电电极具有一定的规律性和对称初始条件。StockandCrowe测量了单放电极列管电除尘器的气旋分布,Yamamoto0加.采用二维层,分别采用两个放电极标准.流实体模型,验证了电晕放电风量和风速等级之间的相互影响(KallioandStock,I992)oNeimarlijaet加.(20ll),考虑了工业生产电除尘器中气旋分布、颗粒动力学模型及其静电学等因素。

  从整个过程来看,在多放电极标准下,对电流动力学H程(Electrohydrodynamic)进行了藕合测量。关于气旋遍布的模拟逐渐由二维实体模型向三维模型、由层流向渗流发展的趋势,Soldati明确提出立即Navier-Stokes求取Navier-Stokes是渗流模拟中比较精确的方法,它采用模拟的方法对电除尘内部结构进行了可靠性设计估算,并明确提出减小极线间隔会使?除尘效率更高(Soldati,2003),同时考虑到放电电极等影响因素范围较大的内部渗流数值模拟也越来越多(Adamiak,2013)。

  随着电除尘基础理论的不断发展趋势,有关提升?对于细颗粒或亚微米颗粒的电除尘技术也在不断发展。提级?除尘的高效性一般集中在融入高比电阻粉尘,减少二次场地的扬尘,改善细颗粒树脂的吸附特性等方面。祁君田(2008)曾针对优化结构提高工作效率的除尘技术,对版原式、双区、移动式等进行了归纳总结。原式电除尘器以提升辅助电极产生匀称静电场除尘区为基础,缓解了高比电阻粉尘反电晕放电的难题,在此基础上选用了C型除尘器极片和波形板辅助电极,并将槽体式极片电极布置在入口入口,发展趋势是改进型,关键用来火电厂。把除尘荷电与收集分离在2个区域进行的技术手段称为两区式电除尘(Milum,1978),该荷电区可吸附一部分粉尘,除尘区负责收集从荷电区肇事逃逸出来的粉尘,除尘区域的静电场比较均匀,对反电晕放电具有抑制作用,可适用于高比电阻粉尘,除尘效率高,应用范围广,单区和双区电除尘器结构如图1.7所示。对电除尘器二次场地扬尘是粉尘肇事逃逸的关键原因,有科学研究认为,根据这一认识,设计产品研发便携式电除尘,如图所示,极片可以沿高宽比方向移动,当移动到除灰室后再移去极片粉尘,这项技术可使出入口粉尘浓度值合理降低。但是由于其构造繁琐,作业费用较高,很少单独应用,一般布置在固定不动极板式电除尘器后,抑止后续静电场的二次场地扬尘,提升?整体除尘效率。

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