電除塵器內(nèi)細(xì)顆粒物的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其除塵效率研究.pdf

1、目前，顆粒物污染是我國(guó)面臨的主要大氣污染問(wèn)題。隨著我國(guó)各項(xiàng)環(huán)保政策的出臺(tái)，作為顆粒物排放主要來(lái)源的燃煤鍋爐除塵領(lǐng)域面臨著前所未有的壓力和挑戰(zhàn)。電除塵技術(shù)具有除塵效率高、阻力小、處理煙氣量大等優(yōu)點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用在燃煤鍋爐煙氣除塵上，但我國(guó)現(xiàn)役電除塵器均以舊的排放標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)設(shè)計(jì)制造，已不能滿足新的環(huán)保要求，因此大多面臨著改造、提效甚至淘汰的問(wèn)題。
　　電除塵器對(duì)細(xì)顆粒物的除塵效率較低，因?yàn)榧?xì)顆粒物的捕集不但受其荷電情況的影響，還與其在電

2、除塵器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有關(guān)。電暈放電過(guò)程中產(chǎn)生的離子風(fēng)會(huì)引起電除塵器內(nèi)細(xì)顆粒物的強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)，是影響細(xì)顆粒物捕集的重要影響因素之一，因此越來(lái)越被廣大研究者所重視，但大部分的研究主要集中在理論模型研究，而實(shí)驗(yàn)研究中的電除塵器模型也與實(shí)際電除塵器差別較大，也未能闡明細(xì)顆粒物的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與其除塵效率之間的關(guān)系。針對(duì)這一問(wèn)題，本文結(jié)合2D-PIV可視化技術(shù)和ELPI顆粒物定量分析技術(shù)研究了電除塵器內(nèi)離子風(fēng)對(duì)細(xì)顆粒物運(yùn)動(dòng)規(guī)律的影響及細(xì)顆粒物的捕集情況，從而

3、揭示出細(xì)顆粒物的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、電除塵指數(shù)與分級(jí)除塵效率之間的定量關(guān)系。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)通過(guò)對(duì)PIV示蹤粒子的比較研究，并利用BBO方程和折光指數(shù)公式驗(yàn)證了艾灸煙粒子具有較好的跟隨性和散射性，選定艾灸煙作為實(shí)驗(yàn)中的示蹤粒子。
　　(2)通過(guò)對(duì)離子風(fēng)的實(shí)驗(yàn)研究表明，離子風(fēng)在很低的電壓下就可以產(chǎn)生，且放電極曲率越大、外加電壓越高，離子風(fēng)越強(qiáng)。
　　(3)通過(guò)對(duì)單區(qū)電除塵器的實(shí)驗(yàn)表明，正、負(fù)電暈下細(xì)顆粒物的運(yùn)動(dòng)

4、規(guī)律相差不大，在高場(chǎng)強(qiáng)下均會(huì)在放電極周圍形成分布在上、下收塵極板間的4個(gè)渦旋。放電極的結(jié)構(gòu)形式、數(shù)量和間距等會(huì)影響渦旋的強(qiáng)弱、分布和數(shù)量。
　　單區(qū)電除塵器顆粒物的分級(jí)除塵效率可用式lg1-η(r)/β(r)=-α(r)E2aS表示，在E2a小于9(kV/cm)2時(shí)，分級(jí)除塵效率與電除塵指數(shù)E2aS呈正相關(guān)性，離子風(fēng)對(duì)顆粒物的捕集干擾較小;在Ea2大于9(kV/cm)2時(shí)，相關(guān)性不明顯，顆粒物荷電量基本達(dá)到飽和，顆粒物的捕集主要受

5、離子風(fēng)的干擾程度所影響。
　　(4)通過(guò)對(duì)雙區(qū)電除塵器的實(shí)驗(yàn)表明，顆粒物經(jīng)預(yù)荷電區(qū)荷電（正或負(fù)）后，在除塵區(qū)形成一個(gè)大渦旋結(jié)構(gòu)。雖然沒有離子風(fēng)的干擾，但顆粒物在大渦旋的作用下在上、下收塵極板間作循環(huán)運(yùn)動(dòng)，不易被捕集。雙區(qū)電除塵器顆粒物的分級(jí)除塵效率可用式lg1-η(r)/β(r)=-α(r)EaES表示，在EaE小于7.5(kV/cm)2時(shí)，分級(jí)除塵效率與電除塵指數(shù)EaES呈正相關(guān)性，因此要分別控制好預(yù)荷電區(qū)和除塵區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)。

6、>　　(5)通過(guò)圖釘電極和有機(jī)玻璃篩板電極模擬電除塵器內(nèi)反電暈的發(fā)生，可以發(fā)現(xiàn)反電暈的作用削弱了離子風(fēng)，降低了顆粒物的荷電量，但對(duì)細(xì)顆粒物整體的運(yùn)動(dòng)軌跡改變不大。
　　反電暈發(fā)生下顆粒物的分級(jí)除塵效率仍受控于電除塵指數(shù)，與負(fù)電暈條件下分級(jí)除塵效率變化趨勢(shì)相近，但分級(jí)除塵效率明顯降低。
　　(6)電除塵器內(nèi)離子風(fēng)引起的湍流，原因在于電流密度變化引起的電流體力旋轉(zhuǎn)分量將電場(chǎng)能量傳遞給湍流。通過(guò)對(duì)渦旋湍流動(dòng)能的分析表明，在渦旋的交