橫向雙極靜電除塵復(fù)合增效機(jī)理與應(yīng)用技術(shù)研究.pdf

1、靜電除塵器因具有阻力小、效率高、煙氣處理量大等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于火電、鋼鐵、水泥等工業(yè)領(lǐng)域。但現(xiàn)有靜電除塵器對(duì)于微細(xì)顆粒物的捕集效率相對(duì)較低，己難以滿足日益嚴(yán)格的煙塵排放要求。為此，基于多除塵機(jī)理復(fù)合增效的思想，提出了一種集雙極荷電、空氣動(dòng)力分離、靜電凝并和電力捕塵為一體的橫向雙極靜電除塵器。其電極結(jié)構(gòu)特征為:極板垂直于氣流方向，陰極和陽極均為線板結(jié)構(gòu)。為分析該新型靜電除塵器的除塵性能和增效機(jī)理，主要開展以下研究:
　　明確電場(chǎng)分布

2、特征是分析靜電除塵性能的基礎(chǔ)。基于高斯電通量定理和疊加原理，分別推導(dǎo)出常規(guī)線-板靜電除塵器和橫向雙極靜電除塵器的場(chǎng)強(qiáng)分布計(jì)算式。理論分析表明，橫向雙極的極間平均場(chǎng)強(qiáng)較高，電場(chǎng)分布相對(duì)均勻，且收塵極板附近的場(chǎng)強(qiáng)較大，有利于抑制二次揚(yáng)塵和提高驅(qū)進(jìn)速度。
　　為闡明橫向雙極靜電除塵增效機(jī)理，通過建立含塵氣流繞垂直板流動(dòng)的帶電顆粒的運(yùn)動(dòng)方程，采用“極限軌跡法”推導(dǎo)出在靜電力和空氣動(dòng)力耦合作用下橫向雙極靜電除塵器的理論效率公式。通過分析簡(jiǎn)化

3、發(fā)現(xiàn)，橫向雙極靜電除塵器的理論效率仍近似服從著名的多依奇公式。
　　為驗(yàn)證橫向雙極靜電除塵增效作用，開展了橫向雙極靜電除塵器和常規(guī)靜電除塵器的除塵性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明:在2.1～3.2kV/cm場(chǎng)強(qiáng)度下，橫向雙極靜電除塵器的電暈電流提升了20～40％;當(dāng)電場(chǎng)平均風(fēng)速為1.5m/s時(shí)，透過率降低了45％。
　　結(jié)構(gòu)優(yōu)化是橫向雙極靜電除塵器工程應(yīng)用需要解決的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題。為此分別采用實(shí)驗(yàn)方法和電流體動(dòng)力學(xué)模擬方法開展了

4、橫向雙極靜電除塵器極配參數(shù)對(duì)伏安特性和流場(chǎng)分布影響規(guī)律研究:(1)采用工業(yè)常用的RS芒刺線和C480極板的伏安特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):在極距相同的情況下，2線對(duì)1板的伏安特性最優(yōu);隨異極距的增加，電場(chǎng)分布的均勻性提高，但電暈抑制作用也隨之增加，當(dāng)異極距為250mm時(shí)，橫向雙極比常規(guī)線板電極的電暈電流低約30％;(2)電流體動(dòng)力學(xué)模擬結(jié)果表明，離子風(fēng)形成的二次流對(duì)寬極距電場(chǎng)的氣流運(yùn)動(dòng)的影響較弱，極板迎風(fēng)面的中心區(qū)域、防風(fēng)溝和背風(fēng)面是主要的收塵區(qū)

5、域;(3)在順氣流方向上速度波動(dòng)較大，對(duì)湍流凝并和靜電凝并有強(qiáng)化作用?；趯?shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬，對(duì)于工業(yè)常用的RS芒刺線和C480極板，橫向雙極靜電除塵器電極結(jié)構(gòu)優(yōu)化參數(shù)確定為:異極距為200～250mm左右，過流通道上布置兩根芒刺線，線間距為200～240mm。
　　最后，將上述橫向雙極靜電除塵技術(shù)的理論與實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果成功應(yīng)用于燒結(jié)機(jī)頭煙塵凈化系統(tǒng)的提效改造。工程運(yùn)行結(jié)果表明，平均排放濃度由改造前的54mg/m3降低到改造后的25