湿式电除尘器伏安特性的实验研究

伏安特性是分析电除尘放电特性和运行状况的基本方法。深入研究电除尘伏安特性,有助于提高除尘效率,为微细颗粒物控制提供了理论基础。实验研究了不同电场风速、雾滴粒径和喷水量下湿式电除尘的伏安特性。结果表明:当电场风速为1.0～1.2m/s、喷嘴压力为0.3～0.4MPa、喷水流量为0.24m3/h,湿式电除尘器处于最佳工作状态,通过对该状态下的除尘效率的测定,验证了该参数组合的正确性。     

电除尘器中水雾雾化特性及对除尘性能的影响

湿式电除尘器将水雾除尘与电除尘技术相结合,可以有效地对细颗粒物进行收集,抑制了二次扬尘的发生。通过研究电除尘器喷淋系统的雾化特性,以及不同供水压力对水雾荷电的影响,并测得其分级效率。研究结果表明:在供水压力为0.4 MPa时,湿式电除尘器的除尘效率大于99.5%;在喷雾粒径为100μm时,对10μm以下的细颗粒物除尘效率大于92%。通过分析,为湿式除尘器喷淋系统设计提供了依据。     

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。     

表面活性剂协同荷电水雾增效除尘实验研究

为研究湿式电除尘效率和应用范围的拓展特性,设计了针对铁矿粉尘的表面活性剂协同荷电水雾除尘实验装置,采用表面活性剂增效润湿、水膜捕尘、荷电捕尘理论,探究了风速、电压、喷雾压力和格栅目数对除尘性能的影响.实验中优选复配表面活性剂溶液,选取了0.3%LAB SA/0.5%X-100、0.3%LAB SA/0.5%AES、0.5%X-100/0.5%AES三种复配溶液进行荷电水雾除尘实验.结果表明:复合电除尘可以在提高处理风量的同时增加除尘效率,风速在0.8m/s以前与除尘效率正相关;复配溶液在水压为6MPa时都达到除尘效率最大,其中以0.3%LABSA/0.5%AES表现最为突出,其除尘效率相较于水提升达到15.36%,不同水压的平均除尘效率提高也达到了11.73%;复合电除尘除尘效率与电压在40kV之前正相关,超过后会发生电晕放电,降低除尘效率;当格栅孔径大小为40目时除尘效率最大,其中复配溶液0.3%LABSA/0.5%AES达到了96.74%的除尘效率,继续减小孔径反而会减小除尘效率;对粉尘润湿性越强的表面活性剂参与除尘后对除尘效率提升越大.     

超低排放路线下燃煤烟气可凝结颗粒物在WFGD、WESP中的转化特性

固定污染源可凝结颗粒物在监测时常被忽视,为了减少可凝结颗粒物排放,本文研究了其在烟气净化设施中的转化规律.结果表明,湿法脱硫装置、湿式电除尘装置对可凝结颗粒物的去除有协同作用,烟气中可凝结颗粒物质量浓度均高于可过滤颗粒物,但总颗粒物(可凝结颗粒物和可过滤颗粒物之和)排放量达到超低排放要求.在湿法脱硫进出口处可凝结颗粒物中有机物的质量浓度均超过了无机物的质量浓度,但在湿式电除尘出口处趋近相等.根据可凝结颗粒物无机部分水溶性离子成分及浓度的测试结果,推测可凝结颗粒物捕集过程中会有PM0.3进入,可凝结颗粒物形成过程中会产生酸雾,并且在湿法脱硫、湿式电除尘作用下,酸性加强.本研究发现SO2-4是可凝结颗粒物无机部分主要的特征水溶性离子.     

超低排放路线下燃煤烟气可凝结颗粒物在WFGD、WESP中的转化特性

固定污染源可凝结颗粒物在监测时常被忽视,为了减少可凝结颗粒物排放,本文研究了其在烟气净化设施中的转化规律。结果表明,湿法脱硫装置、湿式电除尘装置对可凝结颗粒物的去除有协同作用,烟气中可凝结颗粒物质量浓度均高于可过滤颗粒物,但总颗粒物(可凝结颗粒物和可过滤颗粒物之和)排放量达到超低排放要求。在湿法脱硫进出口处可凝结颗粒物中有机物的质量浓度均超过了无机物的质量浓度,但在在湿式电除尘出口处趋近相等。根据可凝结颗粒物无机部分水溶性离子成分及浓度的测试结果,推测可凝结颗粒物捕集过程中会有PM0.3进入,可凝结颗粒物形成过程中会产生酸雾,并且在湿法脱硫、湿式电除尘作用下,酸性加强。本研究发现SO42-是可凝结颗粒物无机部分主要的特征水溶性离子。     

湿式电除尘器用于生物质气化燃气除尘的实验研究

生物质粉尘是生物质气化燃气中主要的杂质之一,其清除效果对生物质气化发电机组的安全运行有着重要的影响。以湿式电除尘装置作为试验平台,研究了生物质粉尘的特性和不同影响因素下湿式电除尘器的除尘效率,并对干法、湿法除尘效率进行对比。研究结果表明:生物质粉尘主要含C、O、Mg、Al、Si、K、Ca、Fe等元素,中位径为26.05μm。在相同条件下,除尘效率随着水压的增大而逐渐增大,当增加到0.4 MPa以后,无较大变化,除尘效率随着电场风速、焦油浓度的增加而减少,在洗涤水中添加少量的碱液有利于除尘。采用极配型式为RS二刺芒刺线配480C型板,当水压为0.4 MPa、电场风速为1.0 m/s,除尘效率可达99.21%。     

超低排放项目管式GGH烟气冷却器布置位置分析

我国燃煤电厂已迈入超低排放时代,超低排放改造中,管式换热器烟气冷却器的加装位置有干式电除尘入口和吸收塔入口两种选择。前者具有提高电除尘效率、协同脱除SO3等优势;后者具有投资费用少、运行费用低、积灰和磨损风险小、充分利用烟气余热等优势。本文通过分析已投运超低排放机组烟气冷却器实际运行情况,认为烟气冷却器的两种布置方案均可行,应结合具体工程的除尘效率需求、烟气冷却器可布置空间、脱除SO3需求等具体情况,综合分析两种方案的技术可行性与经济性。针对嘉兴电厂#1、#2机组(2×330MW)超低排放改造工程的具体情况,对烟气冷却器布置方案进行技术经济分析,得出方案二除尘效率低于方案一,但仍能满足超低排放要求;方案二投资费用和年运行费用分别比方案一低1817.99万元和470.16万元。     

湿式除尘器多种污染物协同脱除效果分析

为掌握湿式除尘器多种污染物协同脱除的效果,依托已投运的37台湿式除尘器机组,系统研究了湿式除尘器粉尘和雾滴去除能力、SO_3和PM_(2.5)的协同脱除效果,以及本体阻力和废水产生量,得出湿式除尘器具有较高的除尘效率,可以实现烟尘超低排放,除尘效率随入口烟尘浓度增加而增大;同时可以有效降低烟气中的雾滴含量,并具有80%左右的SO_3和PM_(2.5)脱除效率,但不同材质其废水产生量差别较大,需考虑废水进一步处理措施。因此湿式除尘器不仅是烟尘超低排放的有效手段,也是下一步控制SO_3和PM_(2.5)的有效措施之一。     

蜂窝湿式静电除尘脱除燃煤细颗粒物实验研究

搭建了蜂窝湿式静电除尘实验台,研究了不同清灰方式下湿式静电除尘的放电特性、除尘效率、分级效率.结果发现,喷淋清灰方式对颗粒物脱除效率最高,溢流清灰方式其次.为了避免喷淋产生的水雾对除尘效率的不稳定影响,着重研究了溢流清灰方式下,湿式静电除尘器比收尘面积、运行电压、烟气初始浓度对除尘效率的影响.研究表明,提高比收尘面积和运行电压均可使除尘效率增加,通过观察颗粒物分级脱除效率发现,粒径段在0.5~1μm之间的颗粒物脱除效率较低.当烟气含尘浓度达到较高值(442.85 mg·m~(-3))时,除尘器仍可保持较高的除尘效率.     

静电除尘器粉尘运动轨迹的数值模拟与分析

为了分析线-管式静电除尘器的流动特性以及粉尘收集过程,建立流场、电场和颗粒动力场的数学模型,利用fluent软件对其进行数值模拟。结果表明:逃逸粉尘平均粒径随工作电压增高呈非线性递减关系,但随入口流速增大基本呈线性递增关系;而粉尘向收尘板偏移趋势随工作电压增高而增强,但随入口流速增大而减弱。     

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。     

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.     

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.     

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.     

水雾荷电净化空气飘尘与细菌的研究

研究一种高压静电水雾场产生的荷电净化空气中飘尘与细菌的方法。实验结果表明:在静电电压15kV、通风量540m~3/h的工况下,实验装置的一次性除尘效率高于80%、除菌效率达到88%以上;实验装置可以连续运行,能耗低、出风无二次污染。     

新型电除尘器控制与节能技术

普通电除尘器的控制采用固定的火花频率控制方式以及低压控制,不能随工况变化而改变,所以能耗大,效果差。新型电除尘器控制器采用火花电平跟踪、间隙供电、降功率振打等技术,有利于提高电除尘器收尘效率,降低粉尘排放,大幅度降低电能消耗。通过对某发电机组电除尘器40台高压控制柜进行控制技术及节能改造,证明新型电除尘器控制技术在保证效率的基础上可节电60﹪左右。     

电除尘器中离子风对除尘效果的影响

目的研究电除尘器中离子风对除尘过程的影响。方法分析电除尘器中离子风对除尘效果的影响,建立完整的颗粒荷电模型,在Fluent软件平台上进行计算。结果离子风在电极线附近呈双螺旋结构,正对电极线位置的离子风速度最大,在远离电极线的方向上逐渐变小,越靠近电极线,速度下降的梯度越大,对流场有扰动作用,随流速增加,离子风效应被逐渐削弱。当主流速小于等于0.5 m/s时,离子风体现为增大驱进速度,颗粒更快到达极板,有利于改善除尘效率。结论电极线的偏置可以提高除尘效率,当电极线置于电场宽度方向1/4处时,可以获得最佳除尘效果。     

烟气温度对电除尘器性能影响的数值模拟

采用计算流体动力学（CFD）软件对电除尘器进行三维数值模拟研究,通过自定义函数（UDF）实现电场、流场、颗粒场和温度场的4场耦合,研究烟气温度对电除尘器电场特性、流场特性和除尘效率的影响.结果显示：入口烟气质量流量相同时,当烟气温度从20℃上升到400℃时,平均电场强度从4.9×10⁵V/m减小到1.4×10⁵V/m,平均板电流密度从0.971mA/m²降至0.261mA/m²,但板电流密度分布的均匀性逐渐变好;烟气温度上升平均湍流强减小,离子风效应也随之减小.当入口烟气体积流量相同时,随着烟气温度的增加,颗粒运动轨迹线拉长,整体的颗粒捕集效率减低.降低烟气温度可以有效提高电除尘器的除尘效率.     

百叶窗式脉冲静电除尘技术的研究

对沸腾炉百叶窗式脉冲静电除尘技术模拟实验，对模拟装置的电场分布，收法面积、除尘效率等参数之间的关系做了较为深入的分析，对实验除尘器的除尘效果和运行情况进行了讨论。