提高工业微细粉尘捕集效率研究

传统的除尘方式难以控制工业微细粉尘的排放,是引起我国多数城市空气环境质量超过PM2.5排放标准的主要因素之一。在分析常规除尘器存在问题与微细粉尘荷电捕集机理的基础上,提出前置烟道放置电凝并器、前级电场电极优化配置、末级电场采用转动极板、配套使用高频电源或脉冲电源的治理方案,是有效捕集工业微细粉尘的重要手段。同时,还分析了影响电收尘效率的关键因素以及应该采取的措施,为研发新一代静电除尘器提供理论指导。     

新型电-袋除尘器放电特性研究

在烟气粉尘控制中,电除尘器和袋式除尘器各有特点,而新型电-袋除尘器--静电激发袋式除尘器结合了上述两种除尘器的技术优势,利用电场凝并作用,不仅提高了对微细粉尘的除尘效率,还降低了除尘器的运行阻力,延长滤袋使用寿命。通过构建小型静电激发袋式除尘装置,讨论粉尘厚度、气体流量、放电间距以及电晕线曲率半径等不同放电参数对静电激发袋式除尘放电特性的影响,从而确定最佳荷电参数。     

静电激发袋式除尘器的阻力特性实验研究

在烟气粉尘控制中,电除尘器和袋式除尘器各有特点,而静电激发袋式除尘器是2种除尘技术的联合。静电激发袋式除尘器利用电场"凝并"作用,提高对微细粉尘的除尘效率,还有利于降低除尘器运行阻力,延长滤袋使用寿命。该文在文献基础上,对电除尘、袋式除尘、电袋复合除尘的理论进行研究分析,建立了小型除尘器装置,设计实验。实验研究了荷电电压对除尘器阻力的影响以及粉尘在滤料表面沉积形态的影响。实验研究表明粉尘在荷电条件下发生凝并,并且在粉尘负荷相同条件下,小型除尘装置的阻力随着荷电电压的增加而减小,同时荷电粉尘在滤料表面的沉积形态越来越疏松。     

扩散荷电对两种ESP除尘性能影响的对比分析

为了考察不同电极结构静电除尘器(electrostatic precipitator,ESP)中的扩散荷电效应,建立了电场、颗粒动力场和流场多场耦合下的理论模型,在分析荷电机理和模拟颗粒运动轨迹的基础上,得到了扩散荷电的考虑与否对除尘效率的影响。结果表明:扩散荷电提升了ESP中颗粒偏向收尘极板的幅度,对分级除尘效率的贡献率随粒径减小呈非线性增大的趋势,对综合除尘效率的贡献率随工作电压降低而增大;与三电极ESP相比,扩散荷电对双电极ESP中颗粒的偏向幅度、分级效率和综合效率的贡献影响更明显,并在分级效率上影响的粒径区域更大。     

电袋复合除尘器高效捕集微细粉尘PM2．5的机理探讨

电袋复合除尘器捕集粉尘除了静电凝并作用外,滤袋表面的二次粉尘层和一次粉尘层中粉尘颗粒之间的微米级间隙,以及滤料纤维层中纤维间距的微距,加上荷电粉尘层形成的（内）电场力和（或）外加电场的作用,使微细粉尘发生极化、库伦和电场吸附,是实现高效捕集微细粉尘PM2．5的重要机理。     

烟道中同极性荷电粉尘的凝并研究

针对目前电除尘器对微小颗粒粉尘捕集效率低、本体体积庞大的问题,突破传统预荷电装置的应用模式,将预荷电装置安装于电除尘器模拟烟道中,进行了高压电场荷电凝并研究,考察了凝并电场频率、电场强度以及电场类型对粉尘凝并效果的影响。实验结果表明:可以大幅度降低粒径在0.3~0.5μm的粉尘百分比;有效增加粒径>1μm的粉尘百分比;可以有效提高模拟电除尘器对细小颗粒粉尘的捕集效率,有望减少电除尘器的本体体积。     

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。     

接地极雾化电晕放电旋风除尘器的实验研究

静电旋风除尘器的除尘效率高,占地面积小,安装方便,得到了广泛的应用。比较了接地极雾化电晕放电旋风除尘器,静电旋风除尘器和传统旋风除尘器的放电特性、捕集效率、分割粒径、分级效率和对高比电阻的适应能力。研究表明:首先,流量为80 m L/min时,接地极雾化电晕放电旋风除尘器的起晕电压和放电电流均优于静电旋风除尘器;其次,接地极雾化电晕放电旋风除尘器的分割粒径和分级效率都明显优于静电旋风除尘器,而分级效率更是较传统旋风除尘器提高了15%以上。最后,当粉尘的比电阻增大时,接地极雾化电晕放电旋风除尘器的收集效率保持稳定,几乎不随工作时间改变,而静电旋风除尘器的效率则随着工作时间的增加而降低。因此,接地极雾化电晕放电技术更有利于高比电阻粉尘的捕集,应用前景广阔。     

高温烟气静电除尘中试试验研究

为了研究在宽间距静电除尘器内部流动的大流量高温烟气中颗粒物的静电捕集特性,基于CFB锅炉中试试验平台设计并搭建了高温静电除尘中试装置.试验了板间距300mm、最高温度达到1020K的实际烟气中颗粒物的静电捕集特性,获得了放电电压、温度和烟气流速等关键因素对颗粒物的静电捕集的影响规律.实验结果表明,高温静电除尘器中烟气流速为0.3m/s,温度为1020K下达到了82.2%的除尘效率,证实了针对实际高温烟气,静电除尘器有较好的颗粒捕集效果.通过对比563K到1020K下的热态试验以及常温下的冷态试验,发现颗粒捕集效率随温度的上升迅速降低,这与高温下流速的上升、放电电压的降低以及气体黏性的增加有关.     

电石炉炉气电改袋除尘技术

介绍了某厂3台20 000kVA内燃式电石炉炉气除尘系统由原来采用的电式除尘器改为袋式除尘器技术,同时将原系统内的增湿塔改造为强制风冷及预荷电、预除尘设备,这样不但可以降低烟气温度使其满足袋式除尘器对进口烟气温度的要求,同时使微细粉尘荷电凝聚,提高了后续袋式除尘器对颗粒的捕集效率,并降低了袋式除尘器的阻力损失。改造后的系统运行稳定,烟气出口排放浓度满足国家环保要求。     

复合式静电除尘器脱除电厂排放PM2.5研究

控制燃煤电厂的小颗粒PM2.5排放是控制大气可吸人颗粒物污染的重要途径之一.传统静电除尘器对亚微米级颗粒脱除效率较低,为提高脱除效率,建立了一种脉冲预荷电直流收尘的复合式除尘系统,采用较低能耗的高压窄脉冲放电对颗粒物预荷电,大大提高了亚微米级颗粒的荷电量.结合传统的直流静电除尘器可以大幅提高对亚微米级颗粒的脱除效率,对小于1μm的颗粒脱除效率可以达到90%以上.并分析了脉冲荷电的电源形式和电压等因素对脱除效率的影响,为改造传统静电除尘器提供了理论支持.     

离心脉冲静电除尘模型的除尘性能实验研究

介绍了一种直筒式离心脉冲静电除尘器，研究了其除尘效率与入口风速，直流基础电压，入口粉尘浓度等操作因素的关系；测定了在不同入口风速，不同供电情况下除尘器的分级效率，结果表明，离心脉冲静电除尘器具有结构简单，阻力损失低，除尘效率高等优点；脉冲供电能显著提高除尘器的分级效率。对粒径小于2μm的粉尘的捕集，入口风速为6.97m/s至12.79m/s时，脉并非中供电与直流供电相比，其分级效率提高10%-23%；与旋风相比，其分级效率提高37%-66%。     

液滴荷电雾化湿式电除尘器颗粒捕集特性研究

为研究液滴荷电雾化作用下静电场中粉尘颗粒的捕集特性,设计并搭建了线板式湿式电除尘装置,通过实验获得了电场强度、停留时间、粉尘浓度和液滴流量等参数对捕集效率的影响规律.结果表明,施加雾化荷电液滴后各粒径段颗粒的分级穿透率均低于干式电除尘器,随着电场强度增加至3.5kV/cm,分级穿透率降幅逐渐增大,出口浓度降幅达到最大值,PM_0.5、PM₁和PM_2.5分别降低了28.7%、28.0%和27.1%,高于3.5kV/cm后降幅逐渐减小.相同电场强度下,捕集效率随停留时间的增加而增大,电场强度为4kV/cm时,停留时间由2.14s增大至4.04s,PM_0.5、PM₁和PM_2.5的分级穿透率分别降低了50.2%、49.3%和48.5%.随着粉尘浓度的增加,颗粒碰撞和凝并作用提高,捕集效率逐渐增大,当空间电荷密度难以满足颗粒充分荷电后,继续增大粉尘浓度将导致捕集效率降低.液滴流量的增大能够促进颗粒荷电与凝并,有利于提高捕集效率.与传统湿式电除尘器相比,采用液滴荷电雾化能够明显降低耗水量,且保持较高的颗粒捕集效率.     

湿式静电除尘器IWS~技术及在工业废气治理中的运用

在湿式静电除尘器Ionizing wet scrubber(简称IWS)中,废气中的粉尘在-30 kV DC高压直流电场中充分荷电后,小部分粉尘吸附到电极上,为了达到较好的清灰效果,用循环水持续冲洗电极,随后大部分粉尘随气流进入填料Tellerette塔中并吸附在填料表面;此时有毒、有腐蚀性和恶臭的气体也被吸收到填料塔中,然后也采用循环水流对填料进行连续冲洗,最终达到废气除尘的目的。     

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%。     

双区静电除尘器的数值模拟研究

采用数模拟的方法研究了双区静电除尘器内流场分布、颗粒荷电及颗粒运动等难以直接测量的物理过程,构建了双区静电除尘过程完整的数值模型.采用泊松方程、电流连续性方程和匀强电场方程描述电场,采用N-S方程和雷诺应力标准湍流模型描述流场,采用拉格朗日法描述颗粒运动轨迹.通过截面风速与颗粒去除率的模拟值与实验值的对比,验证了数值模型在模拟内部流场和颗粒运动时的准确性.数值模拟结果表明：双区静电除尘器内部流场分布对入口风速的变化非常敏感;颗粒荷电方式占比由颗粒粒径决定;荷电区内颗粒向极板的趋近过程由流体曳力和电场力共同完成,收尘区内的趋近过程则由电场力主导;入口流速通过改变颗粒前进速度和内部流场形态来影响颗粒运动轨迹.     

蒸汽喷射离子发生器及其应用

介绍一种新型蒸汽喷射离子发生器，并将这种发生器作为预荷电器，在旋风除尘器上进行除尘增效改造应用的试验。结果表明粉尘的预荷电及静电凝并可以增加除尘效率。     

湿式静电除尘器IWS(R)技术及在工业废气治理中的运用

在湿式静电除尘器Ionizing wet scrubber(简称IWS(R))中,废气中的粉尘在-30 kV DC高压直流电场中充分荷电后,小部分粉尘吸附到电极上,为了达到较好的清灰效果,用循环水持续冲洗电极,随后大部分粉尘随气流进入填料Tellerette(R)塔中并吸附在填料表面;此时有毒、有腐蚀性和恶臭的气体也被吸收到填料塔中,然后也采用循环水流对填料进行连续冲洗,最终达到废气除尘的目的.     

水泥回转窑电除尘器设计中主要参数确定

电除尘器是在非均匀电场的两极加以高压直流电(20kV以上)。这个非均匀电场使气体电离生成的电子、阴离子和阳离子吸附在通过电场的粉尘上,而使粉尘获得电荷。荷电的粉尘在电场力的作用下,向极性相反的电极运动并沉积在电极上,以达到分离粉尘和气体的目的。电除尘器的主要优点是:除尘效率高、阻力小,能处理温度较高、水分较大、含尘颗粒细的废烟;运行费用低、寿命长。缺点是:一次投资比较大,维护、操作管理要求高。本文针对水泥回转窑电除尘器设计中     

JG—1型晶体管高压静电除尘器在水泥熟料磨机上的应用

晶体管高压静电除尘器是１９９０年《国家科技成果重点推广计划》项目。它优于常规静电除尘器，适用粉尘浓度大，比电阻高的粉尘，可捕集１０＾４～１０＾１４Ω．ｃｍ的粉尘微粒。其除尘效率在９８％以上，该除尘器在益阳县水泥厂应用以来，取得了很好的社会效益，经济和环境效益。