聚丙烯颗粒输送过程静电特性实验研究

聚烯烃、聚酯粒料产品在风送过程中极易积聚静电,甚至诱发静电放电引燃事故。从料仓内静电放电风险分析入手,探讨了料仓内可能存在的静电放电形式及其危险性。利用全尺寸粉体料仓静电实验装置,模拟聚丙烯(PP)粒料风送作业,研究质量流量对PP粒料静电特性的影响规律。结果表明,对于固定风送系统装置,随着PP物料输送的质量流量减小,其物料的荷质比增大,本实验装置中PP粒料静电荷质比可以达到-6～-7μC/kg。为提高料仓装置静电安全水平,可在料仓进料口、放料口或下料包装口设置离子风静电消除器,防止料仓内静电荷积聚。     

石油化工粉体物料静电危害分析及预防措施

从分析静电放电形式入手,探讨了粉体料仓内及粉体包装作业过程的静电危害性。结合自建粉体料仓静电实验装置以及现场静电检测设备,分别模拟测试了聚丙烯(PP)粒料风送作业过程和聚酯切片(PET)包装过程物料静电特性,总结了典型化工粉体物料输送与包装过程中静电放电的防控技术与一般措施。     

一起倾倒汽油导致的静电燃爆事故分析

分析了深圳龙岗发生的一起燃爆事故,疑因不规范操作产生的静电放电引起。针对GB12158对该类操作提出的要求,开展相关试验研究。塑料桶加注16 L汽油的过程中,塑料桶上的静电电位最高为4.7 kV。塑料桶与聚四氟乙烯板间相互摩擦,塑料桶上的最高电位为9.4 kV。不接地金属桶加注16 L汽油的过程中,金属桶上的最高电位为-15.4 kV。汽油加注过程中,不接地金属滤网上的最高电位为-1.91 kV。以上3种操作产生的静电皆可能引发静电放电,通过分析,深圳龙岗事故是由静电放电引发。     

气力输送化工粉体静电带电影响因素试验研究

采用自建全尺寸粉体静电试验系统,以聚丙烯颗粒为试验介质物料,测试了气力输送过程中物料质量流量、输送气体流量以及离子风消电器对聚丙烯颗粒静电带电量的影响规律。结果表明:气力输送粉体物料时,粉体颗粒与管壁碰撞是影响颗粒带电的主要因素之一,导致颗粒带电量随颗粒质量流量降低和气体输送流量增加(风速增大)而增大。提高质量流量、降低输送气体流量并使用离子风静电消除器,是降低气力输送物料静电危害风险的重要措施。     

电极结构对同轴型静电消除器放电性能的影响

离子风静电消除器放电电极模块由直流电压源和放电针(或者针组)组成,通过尖端高压电晕放电把空气电离出正、负离子,用于消除物料携带的静电荷。为了研究放电电极模块的放电特性,实验中通过调节圆柱形放电电极模块针座直径、放电针尖在针座内的深度,以及放电针的外接直流电源输出,研究放电模块结构对静电放电效果的影响,为放电电极模块设计提供数据支撑。实验结果表明:放电电极模块的放电性能与放电针针座直径、放电针在针座内深度以及限流电阻有关;针座直径d为20 mm的放电电极模块具有较佳的放电效果。另外,可利用多个放电电极模块并联使用以提高消电效果。     

汽油静电起电影响因素分析及防护

为了预防汽油灌装、运输、存储过程因静电放电诱发燃爆事故,从静电的产生机理及油品静电放电的危险性出发,通过试验研究了影响汽油静电起电的各种因素,包括电导率、水杂质、滤芯、输油管道材质、接地等。试验数据表明,低电导率、一定比例的水杂质、微小孔径的滤芯、非金属管道、金属容器不接地等因素会导致汽油输送过程中产生较多的静电,特别是进一步明确了水杂质对汽油静电起电的影响规律。最后,提出预防汽油静电火灾事故的措施,即提高汽油的电导率至250 pS/m以上;避免汽油中出现水等不相溶杂质;合理选用滤芯的规格,在满足需求的条件下使用较大孔径的滤芯;选用防静电的非金属管道;存储汽油的金属容器应具有良好的静电接地。     

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。     

强电离放电产生臭氧气体的方法

为实现用电场强度、电子能量控制臭氧产生浓度和臭氧分解,采用α型Al₂O₃制成电介质薄层(230μm)以及窄放电间隙(110μm)的新工艺,取得折合电场强度E大于400Td的强电离放电,电子取得平均能量大于10eV,臭氧浓度达到200g/m³,臭氧产生效率达到100g/(kW·h).进而实现臭氧产生装置生产组合模块化、小型化.     

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.     

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.     

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.     

烟道荷电凝并电场对电捕集微细粉尘效率的影响

针对目前电除尘技术存在亚微米(0.01~1μm)粉尘捕集难的问题,进行了微细粉尘的交变电场荷电凝并及对电除尘效率影响实验研究.结果表明,随着气体粒子动量、电场强度的增加,离子浓度也在增加,最大离子浓度为1.97×109/cm3;在电离电场强度峰峰值为1.75 kV/cm,频率为100Hz的交变电场里,中位径为0.2μm硅粉中的粒径<2μm的质量为71%,凝并后降至53%,粒径为5~10μm的硅粉质量增加了162%;中位径为0.2μm硅粉质量除尘效率提高了27.6%,除尘效率提高了近1倍;粉尘浓度对电凝并后的除尘效率影响有限.高流场中微细粉尘的交变电场荷电凝并技术为电捕集亚微米粉尘的有效途径.     

对羟基脱硫实验中一些影响因素的研究

利用强电离放电方法将气体中大部分O2、N2、H2O等气体分子电离后加工成高浓度的羟基(OH#B)自由基,在120℃、不用外加催化剂、吸收剂条件下,在等离子体反应器内将SO2直接氧化成H2SO4雾,再用电收雾器加以回收。实验数据表明气体中SO2原始浓度、含水量以及折合电场强度等因素对脱硫率的影响很大。在SO2原始浓度为792×10-6(v/v),流量为0.1m3/h,含水量为3.6%(v/v),折合电场强度为370Td时,SO2脱除率达到了100%。     

SO_3对高湿静电场中电晕放电的影响机制研究

静电除尘器中的电晕放电特性是影响颗粒荷电及捕集的重要影响因素,本文基于试验及数值分析方法,研究了高湿烟气中硫酸气溶胶在不同浓度下的颗粒粒径分布特性及其对电晕放电的影响机制.结果表明,硫酸气溶胶颗粒数目浓度和粒径随SO_3浓度和烟气湿度的升高而增大,当SO_3浓度由17.5mg/m~3增大至179.6mg/m~3时,颗粒数目浓度由2.34×107cm~(-3)增大至4.49×107cm~(-3),中值粒径由0.08μm增大至0.15μm.当SO_3浓度为179.6mg/m~3时,电流相比空载时降低78%,烟气湿度的提高将进一步导致电晕电流的降低.颗粒粒径小及数目浓度高是导致电晕电流下降的重要原因:粒径为0.1μm附近的颗粒数目浓度高,易形成高密度的空间电荷,降低极线附近的电场强度及离子浓度,最终导致电晕电流降低.采用增大颗粒粒径,减小颗粒数目浓度方法有利于减小电晕封闭的影响.     

管输油品静电监测设备在油库中的应用

介绍了装卸过程中油品静电产生机理,并对储罐内油品静电积聚造成的静电放电危险性进行了分析,总结了常用的油品静电安全控制措施。通过探讨管输油品静电量检测技术原理,设计了油品电荷量监测设备(油品电荷密度表),并应用于乙醇汽油装车过程中对油品静电的监测。为强化成品油输运、装卸过程中油品静电安全防护措施提供参考。     

非平衡等离子体联合技术降解甲苯气体

采用了自制的纳米钛酸钡基介电材料作为催化剂,以电工陶瓷拉西环作为载体,利用介质阻挡放电产生的非平衡态等离子体对常压下流动态含甲苯的空气进行处理,研究了电场强度、流速、初始浓度及不同填料情况下甲苯的降解及臭氧产生情况,初步探讨了等离子体催化降解甲苯的机理,并进行了产物分析.实验结果表明,电场强度小于13kV·cm-1时,甲苯降解率和臭氧产生浓度随电场强度的提高而上升,随气速和初始浓度的增加而降低;不同填料下降解率及臭氧浓度由大到小排序为有催化剂填料、普通填料、无填料,有催化剂存在时(电场强度为14kV·cm-1,流速为0.3 m3·h-1,甲苯浓度为600 mg·L-1),甲苯降解率最高可达95%.当电场强度>13kV·cm-1时,臭氧浓度因受到过量的高能电子攻击而发生分解.表现为臭氧浓度随电场强度的继续增加而降低.因此,电场强度为13kV·cm-1时,产生的臭氧浓度最高.     

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%。     

电吸尘器吸尘效率公式的推导郑铁民

电吸尘的基本原理是在电吸尘器内产生电晕电场,使通过其中的气体电离而使烟尘颗粒荷电.荷电尘粒在电场中受到电场力作用,产生向着与本身所带电性相反电极的定向运动,从而使烟尘颗粒被捕集.尘粒向电极吸尘电极的运动速度,取决于尘粒所受的力.在电吸尘器中,尘粒主要受下面几种力的作用.1.重力:Fg=mg,m为尘粒的质量2.电场力:Fe=q_pEc,q_p为尘粒荷电量,Ec为尘粒所处位置的电场强度3.粘滞力(阻力);F_D4.电风力5.感应力等     

不同粒径PMMA粉尘爆炸特性研究

采用20L球形爆炸测试装置,对比研究了30μm、800 nm、100 nm的微纳米PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)粉尘的爆炸特性,得出纳米粉尘相比微米粉尘具有爆炸升压速率大、爆炸持续时间短的特性;在密闭容器内,100 nm和800 nm粉尘颗粒的最佳爆炸浓度为250 g/m~3,最大爆炸压力P_(max)分别0.821 MPa和0.865 MPa,爆炸指数K_(st)分别为27.3 MPa·m/s和25.8 MPa·m/s;30μm粉尘颗粒最佳爆炸浓度为750 g/m~3,最大爆炸压力0.708 MPa,爆炸指数K_(st)为10 MPa·m/s~1,总体上纳米粉尘的爆炸危害远大于微米粉尘,但由于粒径减小团聚效果增大,100 nm粉尘只在低浓度下(250 g/m~3)的爆炸威力高于800 nm粒径,当浓度增大,团聚严重,其爆炸威力却低于800 nm粒径,所以对有机纳米粉尘并非粒径越小,爆炸威力越大,而更应关注纳米粉尘在低浓度下的爆炸危害,研究结论可为加工、储存有机纳米材料的安全防护与安全设计提供指导。