高炉除尘灰细微颗粒物单/双预荷电强化滤袋过滤特性

传统袋式除尘器对于细微颗粒物的捕集效率不甚理想,在袋式除尘器入口前增加预荷电装置是一种切实可行的强化其过滤特性的技术手段。设计搭建线板式直流高压预荷电器,研究了不同正/负匹配电压及风速对于双极预荷电高炉除尘灰电凝并行为的影响规律,对比分析了滤袋对未荷电、单极负荷电以及双极荷电高炉除尘灰细微颗粒物 (PM _2.5) 的捕集效率与压差特性,得到了不同预荷电方式高炉除尘灰细微颗粒物在滤袋表面沉积的微观形貌结构。结果表明：随着过滤风速 (1.5~0.5 m·s⁻¹及匹配负电压 (−16~−12 kV) 的降低,双极荷电颗粒物凝并效率提高;高炉除尘灰细微颗粒物单/双预荷电均能提高滤袋的过滤效率;对于粒径＜0.5 μm颗粒,双极预荷电技术对滤袋捕集效率的强化效果好于单极预荷电技术;对粒径为0.5~2.5 μm颗粒,单极预荷电技术的强化效果超过了双极预荷电技术;颗粒物单/双预荷电技术还使得滤袋阻力增量值及其增长速率值降低,且单极预荷电技术对于阻力降低效果更为明显。本研究可为利用单/双预荷电技术提升传统袋式除尘器对高炉除尘灰中细微颗粒物的捕集脱除特性提供参考。     

粉尘双极荷电对滤料电荷累积抑制作用

为解决单极性电袋复合除尘器因滤料电荷积累导致清灰难和反电晕烧袋问题,将线管式双极荷电器引用到电袋复合除尘技术中。基于电晕电流最大化方法进行荷电器的电极结构优化实验。当电晕极采用RS芒刺线、管电极采用不锈钢管时,荷电器的较优极配为管电极直径25 mm、管间距120 mm、电晕线到管电极的异极距80 mm。在荷电器和导电纤维滤料组装成的静电增强纤维过滤装置上,分别进行粉尘单极荷电和非对称双极荷电情况下滤料电荷积累量的对比实验。实验粉尘采用中位径3.5 μm硅微粉。在过滤风速为0.17 m·s-1、平均电场强度2.5～3.0 kV·cm-1的实验条件下,当气流含尘浓度为700 mg·m-3时,双极荷电粉尘在滤料上累积电荷产生的电流值比单极荷电粉尘滤料上累积电荷产生的电流值低约25%,表明双极荷电对滤袋电荷积累有明显的抑制作用。     

偶极荷电静电凝并除尘器收尘机理及性能研究

提出一种高效去除微细颗粒物的偶极荷电静电凝并除尘装置,其主要由凝并区和收尘区组成.对其凝并收尘机理进行了分析,并对收尘性能进行了实验研究.结果表明,偶极荷电静电凝并系数高于库仑凝并系数;偶极荷电静电凝并除尘器中颗粒的凝并效果好,且在相同的条件下,其对微细颗粒物的除尘效率明显高于普通静电除尘器.     

双区静电除尘器的除尘效率影响因素和理论公式研究

研究了预荷电压、烟气流速、极板间距和电极型式对双区静电除尘器除尘效率的影响,推导了双区静电除尘器的除尘效率理论公式,并与实验值和多依奇公式计算值进行了对比验证。结果表明,双区静电除尘器的除尘效果好于单区静电除尘器,其最佳工况是预荷电压25kV,烟气流速0.50m/s,极板间距400mm,采用芒刺电极。推导得到的双区静电除尘器的除尘效率理论公式不仅收尘电压较低时与实际情况相符,而且收尘电压较高时也与实际情况基本吻合,比多依奇公式更能反映双区静电除尘器的除尘效率。     

双极电袋复合除尘器的增效减阻效应

为提高现有电袋复合除尘器的除尘效率,降低压力损失,改进清灰效果,设计出一种线管式双极电袋复合除尘器,并对其增效减阻作用和单极电袋复合除尘器进行了对比研究。在硅微粉中位径1.74 μm、过滤风速3 m·min-1、入口粉尘浓度2 500 mg·m-3的实验条件下,双极电袋复合除尘器比单极电袋复合除尘器的粉尘透过率、压力损失分别降低25%、27%以上。为分析双极荷电粉尘的静电凝并增效作用,测定了滤料表面沉积粉尘层的粒度分布,发现单极荷电和双极荷电沉积尘的中位径分别为1.83 μm和1.92 μm,表明双极荷电粉尘具有较好的静电凝并作用,所形成的较粗团聚颗粒物不易透过滤料,使除尘效率提高。为阐明双极荷电粉尘的减阻作用,采用自然堆积法测出双极荷电粉尘的堆积密度小于单极荷电粉尘,证明粉尘双极荷电后会在滤料表面形成较蓬松的粉尘层,这将有助于降低压力损失、提高清灰效果。     

扩散荷电作用下线板式ESP中PM2.5捕集效率的数值模拟

为考察线板式静电除尘器中PM2.5颗粒的除尘性能,建立电场、颗粒动力场和流场多场耦合下的数学理论模型。采用GAMBIT软件构造ESP实体结构,将用户自定义程序UDF导入到FLUENT软件中进行数值仿真,并应用Deutsch-Anderson公式计算粉尘在不同荷电机理和2种不同除尘操作参数下的除尘效率。数值结果表明,扩散荷电效应对PM2.5分级除尘效率贡献率随粒径增大非线性减小;外加工作电压越低或烟道气流速越高,扩散荷电效应对PM2.5粉尘颗粒的影响越大;在较高外加电压工况下,扩散荷电对综合效率的影响与降低一定量的烟道气流速相当。     

电极配置和操作条件对静电油烟净化效率的影响

以有机气溶胶发生器产生的0.02~2.02 μm癸二酸二辛酯颗粒模拟餐饮业排出的油烟PM_2.5组分,利用静电低压撞击器颗粒物检测仪测定各粒径范围的颗粒个数和质量浓度,并系统研究了电极配置、电场风速和供电电压等因素对静电油烟净化效率的影响。结果表明：油烟荷电量以及荷电颗粒迁移距离是影响净化效率的关键因素,优化电极配置的增效作用明显;提高荷电区电离电压对油烟净化的增效作用大于提高收尘区电压;0.13~0.23 μm粒径范围的油烟最难去除,其分级净化效率直接影响总净化效率;降低电场风速或增加串联模块数可增大油烟在电场的停留时间,继而提高净化效率。工程设计中,可根据安装空间和处理气量波动等实际情况,合理匹配串联模块数和电场风速,提高效益费用比。     

收尘区脉冲供电对电除尘器收集性能的影响

建立了双区电除尘器实验模型,研究了预荷电压、不同供电方式下极板间距、电极型式对双区电除尘器收尘效果的影响.结果表明:随着预荷电压逐渐升高,除尘效率也随之增加,双区除尘效果明显优于单区的除尘效果.脉冲供电对电除尘器的除尘性能影响明显,与直流供电相比,脉冲供电对PM25的分级效率可提高16.9%;在较高的电压时,极板间距为...     

电除尘器电源交流分量对PM_（2.5）等细微颗粒物除尘效率的影响

除尘器对颗粒物的除尘效率与颗粒物的荷电量密切相关,PM2.5等细小颗粒物由于其荷电量不足而导致其吸收效率较低,对环境造成危害。为了增加粒子的荷电量,以粒子荷电原理为理论依据,从离子电流密度和通过电凝并扩大尘粒中位径2个方面研究了电除尘电源中交流电压分量对PM2.5等细小颗粒物荷电特性的影响,得出了电除尘器电源中交流电压分量可从以上2个方面提高装置对PM2.5等微小颗粒物的荷电量,且频率越高,幅值越大,荷电效果越好,从而可以提高装置对细小颗粒物的除尘效率。     

电除尘器电源交流分量对PM_(2.5)等细微颗粒物除尘效率的影响

除尘器对颗粒物的除尘效率与颗粒物的荷电量密切相关,PM2.5等细小颗粒物由于其荷电量不足而导致其吸收效率较低,对环境造成危害。为了增加粒子的荷电量,以粒子荷电原理为理论依据,从离子电流密度和通过电凝并扩大尘粒中位径2个方面研究了电除尘电源中交流电压分量对PM2.5等细小颗粒物荷电特性的影响,得出了电除尘器电源中交流电压分量可从以上2个方面提高装置对PM2.5等微小颗粒物的荷电量,且频率越高,幅值越大,荷电效果越好,从而可以提高装置对细小颗粒物的除尘效率。     

线板排布对静电除尘性能影响的数值模拟

为揭示电极排布对线板式电除尘器除尘性能的影响规律,基于电晕电场模型、k-ε湍流模型、Lawless电荷累积模型,建立了电除尘多物理场模拟模型,并通过改变极板间距和极线间距,分析了电场电势、风速、颗粒运动轨迹、除尘效率的变化特征。结果表明：极板间距增大降低了电势变化速率,极线间距减小导致放电极电势分布由点式转为条状,极线周围电势影响程度增强;增加极板间距或极线间距,均能减小流场内涡流范围,提高流速分布的均匀性;极板间距或极线间距减小,颗粒轨迹偏移的角度增大,除尘效率随之升高,且颗粒在电场停留的时间缩短;除尘效率与颗粒粒径呈正相关,除尘效率与极板间距或极线间距呈负相关。模拟得到的优化工况为：当极线间距为180 mm、极板间距为200 mm时,电除尘器对粒径为2.5 μm的颗粒除尘效率为98.6%。本研究通过构建新的模拟模型应用于线板式电除尘器的工况优化中,可为电除尘器结构优化设计和性能提升提供参考。     

不同烟气流速下线板式电除尘器中磁场效应验证

为进一步提高线板式静电除尘器(ESP)的除尘效果、减少细微颗粒物随烟气的逃逸,将磁场引入其中,模拟了特征颗粒粒径2.5 μm、工作电压50 kV条件下的除尘效率,探究了不同烟气流速下磁场对细微颗粒物捕集性能的影响。结果表明：磁场能有效改变带电颗粒的运动轨迹,大幅度提高细微颗粒物的除尘性能;颗粒在低烟气流速条件下,偏向收尘板的趋势更明显,更有利于颗粒物的捕集;外加磁场在高烟气流速时对除尘效率提升作用更显著,且这一提升幅度随着磁感应强度的增大而不断增大并趋于平缓;随着磁感应强度不断减小,烟气流速降低除尘效率的幅度逐步增大,直至无磁场环境时达到最大。以上研究结果可为磁场在静电除尘器的应用提供参考,对改善ESP的除尘性能具有重要意义。     

双铝电极电絮凝处理高含氟地下水的影响因素及动力学分析

为探求电絮凝处理高含氟地下水工艺技术参数及其除氟动力学,采用双铝电极电絮凝装置处理人工模拟高含氟地下水,研究了双铝电絮凝除氟过程及其除氟动力学模型,分别考察了电流密度、pH、极板间距及初始氟浓度对电絮凝除氟过程影响。结果表明,电絮凝除氟过程符合一级反应动力学模型,理论所需除氟时间取决于初始氟浓度和除氟动力学常数,而除氟动力学常数受电流密度、极板间距和初始氟浓度影响;当电流密度为300 A·m⁻³,pH为6.0~7.0,极间距为10 mm时,双铝电絮凝除氟能效最高,氟离子去除率为89.56%,能耗为0.157 8 kWh·g⁻¹;但较高的初始氟浓度容易使铝氟比下降,导致除氟效果下降,不利于除氟过程。以上结果可为电絮凝处理高含氟地下水工程化应用和除氟反应器开发提供参考。     

单介质和双介质阻挡放电低温等离子体降解甲苯的比较

为研究介质阻挡放电(DBD)反应器结构对低温等离子体降解甲苯的影响,设计了具有单层介质和双层介质的DBD反应器。对2种反应器的放电特征、甲苯去除率、矿化率、CO₂选择性和能量效率进行了比较,并对施加电压和初始浓度对甲苯降解效果的影响进行了分析。结果表明：在相同电压下,双介质反应器(DDBD)具有更高的电场强度,而单介质反应器(SDBD)的输入功率更高;当甲苯浓度和电压分别为616、1 027、1 848 mg·m⁻³和14~24 kV时,双介质中的甲苯去除率为9.4%~100%、7.4%~99%、5.1%~64%,单介质为67%~98%、46%~90%、26%~59%。这说明低电压下单介质反应器的甲苯去除率更高,而高电压下则相反,并且,浓度降低、电压升高有利于甲苯的降解。单介质反应器的能量效率随电压升高而降低,双介质反应器则先升高后下降,且双介质反应器的能量效率高于单介质反应器(16~24 kV)。以上研究可为介质阻挡放电在VOCs去除方面的应用提供参考。     

公路隧道空气颗粒物净化实验研究

研制了窄极距双区电除尘公路隧道空气颗粒物净化系统,研究了粉尘浓度、粉尘粒度、工作电压及电场风速等主要因素对其净化性能的影响。结果表明,该技术方案可行,颗粒物净化效率随粉尘浓度及电场风速增大而降低,随工作电压及粉尘粒径增高而提高。     

ESP粉尘收集性能的影响因素

为了进一步提高电除尘器的收尘效率,尤其是对高比电阻粉尘的收尘效率,依据非稳态静电收集理论,对影响电除尘器粉尘收集性能各项因素的作用程度及机理进行了进一步研究。实验研究了粉尘收尘效率与不同比电阻粉尘的最优极间距、最优工作电压、粉尘层厚度和比电阻之间的相互关系。研究结果表明,随着极间距的增加,对应比收尘极面积,对于不同比电阻粉尘的收尘效率的增加幅度是不同的,其中高比电阻粉尘的收尘效率增加的趋势更加显著;粉尘比电阻越高,所对应的最优极间距越大,宽间距电除尘器对捕集高比电阻粉尘具有一定优越性;在最优极间距条件下,粉尘比电阻越高,其所对应的最优工作电压越小;相对于正常比电阻粉尘,随极板沉积粉尘层厚度的增加,高比电阻粉尘的最佳收尘效率所对应的最优工作电压升高幅度较大,而且最优工作电压所对应的收尘效率下降显著。随粉尘比电阻的增大,电除尘器收尘效率逐渐降低,特别是当粉尘比电阻大于1011Ω.cm后,粉尘收尘效率显著下降。研究结果与非稳态静电收尘理论提出的观点相吻合,有助于透彻理解电场结构和运行参数与粉尘收集性能的关系,特别是对于今后研发提高高比电阻粉尘收集性能的针对性技术措施具有指导作用。