电除尘器对低比电阻粉尘收集的研究

使用电除尘器收集低比电阻粉尘时,由于放电过快,易产生“反弹“,形成“跳跃收集“过程,除尘效率较低。本文研究了电除尘器阳极板涂装后对低比电阻粉尘收集效果,并通过调节断面风速、粉尘浓度、电压、电晕线改善除尘器性能。研究表明:极板涂装对提高电除尘器收集低比电阻粉尘效率影响显著。     

电除尘器对高比电阻粉尘收集的研究

电除尘器收集高比电阻粉尘易产生反电晕,除尘效率较低。通过增湿降低比电阻,调节风速、电压改善除尘器性能。研究表明:实验设备在风速为0.27m/s,电压为65kV,含湿量为3%时,除尘效率最高达到99.7%。     

ESP电场粉尘浓度分布及高浓度区粉尘强制收集技术的研究

为了进一步提高电除尘器收尘效率以满足日益严格的国家排放标准,提出了电除尘器高浓度区粉尘强制收集技术.通过建立电场粉尘传输数学模型和对实测断面粉尘浓度分布曲线进行回归,分别得到了理论和实际电场粉尘浓度分布公式.结果表明,电场中粉尘浓度分布与断面位置有关.电场中每个断面上从电晕线到收尘极板质量浓度逐渐提高,极板附近存在高质量浓度粉尘区.在极板末端收尘板两侧加装等速吸风口,将极板附近的粉尘气流加以强制收集并采用袋式除尘器进行净化或循环至入口进行二级处理,可以显著提高电除尘器的收尘效率,降低极板振打引起的粉尘飞扬造成的粉尘流失.利用流函数对吸风口流场分析并根据实测的断面粉尘浓度分布可得到吸风口宽度与收尘效率的数值关系.粉尘强制收集技术是电除尘技术领域中的一项创新.采用该项技术既可以对运行中的电除尘器加以改造,又可以在电除尘器的设计中加以实施.     

泛比电阻电除尘器伏安特性的理论及实验研究

粉尘比电阻是影响电除尘器收尘效率的一个重要因素,为扩展电除尘器对粉尘比电阻的适应范围,提高对泛比电阻粉尘的收尘效率,提出一种具有辅助电极和交错平板收尘极的新型电除尘器,并对其伏安特性进行了研究。结果表明,泛比电阻电除尘器的收尘场强比普通的线-板式电除尘器高,而且更均匀,辅助电极对电晕电流具有明显的抑制作用。     

板式电除尘器多物理场耦合数值分析

为理解电除尘器除尘机理,文章采用Fluent软件对实验室板式电除尘器进行仿真模拟,分析了多场耦合作用下流体流动特性和粉尘运动过程。电场特性考虑了电晕放电过程,并研究了电流体动力学(EHD)流对流场的影响。结果显示:电晕放电后阴极线附近形成电晕区,电势在两电极间形成了一个交联的等势场,阴极线之间电场强度迅速减弱,连线中点处形成一个黑影区,电场强度几乎为零;在低流速下EHD流改变了流体湍流运动,当电场断面风速增加到1 m/s时,EHD流的影响可以忽略;在湍流扩散的影响下,粉尘运动距离增加,湍流剧烈;当电场断面风速越小、粒径越大、施加电压越大时,除尘效率越高,对粒径为6.9μm的粉尘最大捕集效率可以达到99.4%。     

双极荷电静电除尘器收集高比电阻微尘的实验

根据粉尘层反电晕现象分析,提出在接地收尘极板上布置芒刺反电晕放电极的双极电晕静电除尘器,这种双极电晕静电除尘器能避免粉尘层的反电晕。在平均场强约3.4kV/cm时,采用粒子图像测速仪(PIV)测得电场内正、负离子风的核心区风速约2m/s。实验表明,离子风对收集微细粉尘有很好的促进作用。在常温常压下,平均场强为3.4kV/cm、气流速度在0.5～2.0m/s的范围内,对质量中位径为0.159μm、比电阻为2.4×1014Ω.cm的硅微粉的电除尘效率测定结果表明,双极荷电静电除尘器的除尘效率高于单极荷电静电除尘器。观察发现,由于接地芒刺的存在,即使对于比电阻高达2.4×1014Ω.cm的硅微粉,沉积在双极荷电静电除尘器收尘极板上的粉饼没有出现反电晕。     

静电除尘器的粉尘非稳态收集过程

为了全面揭示电除尘器粉尘非稳态收集过程,建立完整的非稳态静电收尘理论,根据静电学基本原理,研究了极板粉尘层电荷导人、积累、释放的过程,推导出随粉尘层厚度增长而改变的动态收尘电场强度计算公式,进而得到荷电粒子动态驱进速度公式,最终形成静电除尘非稳态收集理论.研究结果表明,在静电收尘过程中,粒子驱进速度与粉尘比电阻、工作电压、粉尘层厚度等多种因素有关;随粉尘比电阻的升高,收尘效率下降,当供电电压为最佳工作电压时收尘效率最高.针对不同比电阻粉尘进行了多项实验研究,实验结果与理论研究结果吻合.非稳态静电收尘理论成功地解释了实际静电收尘过程中与传统静电收尘理论相矛盾的地方,为静电除尘器的设计及其运行参数的选取提供了更为科学的理论基础.     

电晕线直径对静电除尘器性能影响的模拟研究

采用数值模拟方法研究了电晕线直径对静电除尘器性能的影响,分析了电压、风速对不同直径电晕线的除尘效率的影响规律。结果表明,随电晕线直径减小,收尘板处的电荷密度和电场强度都逐渐增大;电晕线附近的电荷密度显著增大,由272增大到778μC/m3;而电场强度逐渐减小,且场强最低点的位置逐渐靠近电晕线。随电晕线直径减小,大颗粒和小颗粒的除尘效率都逐渐增大。电晕线直径较小时,随着电压增大,大颗粒和小颗粒的除尘效率都逐渐增大;电晕线直径较大时,大颗粒除尘效率的提高程度更显著。随着风速减小,不同电晕线直径的除尘效率都逐渐增大,且小颗粒除尘效率的提高程度相对较显著,0.1μm颗粒的除尘效率提高12.3%。     

电极配置及参数对多孔电极电除尘器电场与除尘性能影响研究

工业电除尘器受反电晕、微细颗粒捕集效率低等因素影响使超低排放运行过程不稳定,故采用开孔式收尘极板并优化极配形式与参数以减缓上述问题发生,并保证电除尘器高效稳定运行。通过COMSOL Multiphysics模拟试验研究了不同同极间距、线距、板形、线形对电场与除尘性能的影响。结果表明：500 mm同极间距利于高比电阻粉尘捕集。最佳线距处于同极间距的0.5～1倍范围内,此时板表面平均电流密度最大。4种多孔板结构对反电晕现象均有一定的减缓作用,错孔板结构收尘场强最大,除尘性能最优;空腔内增加极板对0.01～0.1μm微细颗粒物捕集效率提升16%。4种线形中,新型鱼骨线除尘性能优于其他线形,采用错孔式收尘极板与新型鱼骨线相配时,除尘区域内收尘场强最佳,颗粒物理论有效驱进速度较其他极配形式提升47%,减少了电除尘器的投资成本和运行费用。该研究结果可为多孔电极电除尘器在超低排放设计应用中提供参考。     

静电除尘器极板涂敷导电防腐涂料对静电除尘性能影响的研究

为了改善静电除尘器极板防腐性能、增加极板的抗污性能和提高极板清灰效果,用导电防腐涂料涂敷电除尘器极板.提出了涂层比电阻特性数学模型并用实验加以验证.推导了极板沉积粉尘层积累电荷量公式,表明电荷量多少与粉尘层放电时间常数成正比.理论研究结果表明,涂加涂层后,极板上低比电阻粉尘层放电时间常数增大,粉尘层积累电荷量增多,粉尘层与极板问静电附着力增大,有效减弱了粉尘的二次飞扬现象;通过降低涂层的比电阻和涂层厚度,使中高比电阻粉尘层的积累电荷量增加不大.实验测试了涂层对不同比电阻粉尘收尘效率的影响及涂层对极板粉尘剥离率的改善.实验结果显示,涂加涂层后,低比电阻粉尘的收集效率有显著提高,中高比电阻粉尘的收集效率变化不大;极板粉尘剥离率较不加涂层时有很大提高.极板涂敷技术有效延长了极板的使用寿命,在保证除尘效率的前提下提高了极板的清灰效果,是电除尘领域中的一项创新.     

高温烟气中颗粒静电脱除特性的实验研究

研究温度90~450℃条件下静电除尘器的放电特性及除尘特性,分析温度、工作电压、烟气流速及颗粒浓度等关键参数对于颗粒静电脱除效率的影响.结果表明,当温度从90℃上升至450℃,在比收尘面积为46.5m²/(m³·s^-1),粉尘初始浓度约为750mg/Nm³的工况下,颗粒脱除效率均可达到98%以上.随着电压升高,除尘效率不断提高,但其升高趋势逐渐变缓.在相同电压下,随着温度的上升,电晕电流显著增大,强化颗粒荷电,颗粒的脱除效率提高;而在相同电流下,高温下较低的空间场强使得颗粒的驱进速度减小,导致颗粒脱除效率下降.烟气流速提高降低了颗粒的脱除效率,PM_1.0受烟气流速的影响较PM₁₀更为明显.颗粒初始浓度的上升增强了颗粒的碰撞及团聚作用,在一定程度上有利于增强颗粒的脱除效果.     

湿式电除尘器极配改进及性能测定

极配形式作为电除尘器的核心组成部分,对电晕放电特性的影响十分重要。电除尘器极配系统电晕放电性能可用伏安特性曲线来描述和判断。通过实验研究了电场风速、雾滴粒径和喷水量对湿式电除尘器电晕放电特性的影响。结果表明:电场风速对起晕电压和火花放电电压的影响不大;在相同的试验条件下,随着电场风速的增大,伏安特性曲线向下偏移;在相同的电压下,雾滴粒径越大,电晕电流越大,但火花放电电压却降低;在一定的电场风速下,随着喷水量的增大,伏安特性曲线有向上偏移的趋势,但火花放电电压比不喷水时要低得多。     

电厂除尘设施对PM10排放特征影响研究

在5个不同燃煤电厂除尘器进、出口进行了现场测试,对除尘器性能以及振打时对PM₁₀排放特征的影响进行了研究.试验系统由低压荷电捕集器(ELPI)、等速采样系统、稀释系统组成.结果表明:该试验系统可对燃煤排放的可吸入颗粒物进行在线测量,获得可吸入颗粒物的瞬时浓度、平均浓度和浓度分布,最小粒径达0.03μm,可广泛用于固定源采样;除尘器进口和出口的PM10粒数浓度均呈明显的双模态对数正态分布,峰值均分别出现在0.07～0.12μm和0.76～1.23μm;电除尘器和布袋除尘器对粗颗粒态的颗粒物去除效率均较好,最大穿透率均出现在0.1～1μm范围内,但布袋除尘器在该粒径区间的穿透率低于电除尘器,降低该区间颗粒物的穿透率有利于控制可吸入颗粒物的排放;PM10的粒数浓度主要取决于亚微米态的颗粒,针对粒数浓度而言,电除尘器对PM₁和PM_2.5的去除效率同样低于PM₁₀;除尘器的运行和操作条件对PM₁₀排放影响较大,电除尘器末电场振打清灰时,出口PM₁₀的质量和粒数浓度均明显增加;振打时电除尘器基于粒数和质量浓度的2种除尘效率均有不同程度的下降,下降幅度最大的是PM1.     

预混喷雾增效细颗粒去除的电除尘实验研究

为提高电场对细颗粒物的捕集效率,实现颗粒物超低排放要求,本试验采用喷雾与电场分区设计,搭建了预混喷雾湿式电除尘试验装置,以增强颗粒与液滴之间的凝聚作用,试验探究了电场电压、极板间距、电场风速、喷雾压力及入口浓度等参数对除尘效率的影响规律.结果表明;除尘效率随着电场电压增加,除尘效率提升,增幅先升高后降低,最后趋于平稳;减小极板间距或电场风速,能够提高除尘效率,但降低了处理风量;随着喷雾压力增大,除尘效率先增加后减小,当压力值为6MPa时,除尘效果最佳;粉尘入口浓度对除尘效率的影响程度较低,对于粒径小于2.5μm的颗粒物去除效率最高达98.5%.综上,预混喷雾湿式电除尘效果相比单一喷雾或静电除尘具有显著的增强,对于颗粒物超低排放装置的设计具有重要参考价值.     

石油焦超细粉碎工艺中的脉冲袋式除尘器试验

利用超细粉碎分级设备,分别测试粉碎工艺中除尘器在不同过滤面积、过滤风速、入口粉尘浓度时,喷吹后的除尘器阻力、过滤风速、喷吹时的除尘器阻力波动情况;测试脉冲宽度对喷吹后除尘器阻力和喷吹时除尘器阻力波动的影响。结果表明:由于石油焦的轻质和黏附性特性,过滤风速不应超过2.17 m/min,考虑到除尘效率和经济效益,最好控制在1.3 m/min以内;除尘器入口粉尘浓度的高低对喷吹后除尘器阻力和喷吹时除尘器阻力波动均存在较大影响,入口粉尘浓度低时,阻力和阻力波动都较小;脉冲宽度对喷吹后除尘器阻力和喷吹时除尘器阻力波动有一定影响,该实验系统最佳脉冲宽度为0.08 s。     

长芒刺电除尘器收尘性能及离子风效应研究

通过长芒刺电除尘器与普通线板式电除尘器的收尘性能比较,认为长芒刺电晕极所产生的较强离子风是导致长芒刺电除尘器除尘效率提高的主要原因。在建立芒刺尖到接地极板间的电场分布模型基础上,提出了悬挂小球法测定离子风的试验方法。通过采用滑石粉、石膏和塑料3种材料的小球对离子风的测定,结果表明,在芒刺尖到收尘极板中部场强为2～4kV/cm范围内,离子风速约为2～6m/s。