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1、横向双极静电除尘复合增效机理与应用技术研究静电除尘器因具有阻力小、 效率高、烟气处理量大等优点而广泛应用于火电、钢铁、水泥等工业领域。但现有静电除尘器对于微细颗粒物的捕集效率相对较低 , 已难以满足日益严格的烟尘排放要求。为此 , 基于多除尘机理复合增效的思想 , 提出了一种集双极荷电、 空气动力分离、静电凝并和电力捕尘为一体的横向双极静电除尘器。 其电极结构特征为 : 极板垂直于气流方向 , 阴极和阳极均为线板结构。 为分析该新型静电除尘器的除尘性能和增效机理 , 主要开展以下研究 : 明确电场分布特征是分析静电除尘性能的基础。 基于高斯电通量定理和叠加原理 , 分别推导出常规线 - 板静电
2、除尘器和横向双极静电除尘器的场强分布计算式。理论分析表明 , 横向双极的极间平均场强较高 , 电场分布相对均匀 , 且收尘极板附近的场强较大 , 有利于抑制二次扬尘和提高驱进速度。为阐明横向双极静电除尘增效机理 , 通过建立含尘气流绕垂直板流动的带电颗粒的运动方程 , 采用“极限轨迹法”推导出在静电力和空气动力耦合作用下横向双极静电除尘器的理论效率公式。通过分析简化发现 , 横向双极静电除尘器的理论效率仍近似服从著名的多依奇公式。为验证横向双极静电除尘增效作用 , 开展了横向双极静电除尘器和常规静电除尘器的除尘性能对比实验研究 , 结果表明: 在 2.13.2k V/cm场强度下 , 横向双极
3、静电除尘器的电晕电流提升了 2040%;当电场平均风速为 1.5m/s 时, 透过率降低了 45%。结构优化是横向双极静电除尘器工程应用需要解决的一个关键技术问题。 为此分别采用实验方法和电流体动力学模拟方法开展了横向双极静电除尘器极配参数对伏安特性和流场分布影响规律研究 :(1) 采用工业常用的 RS芒刺线和 C480极板的伏安特性实验结果发现 : 在极距相同的情况下 ,2 线对 1 板的伏安特性最优 ; 随异极距的增加 , 电场分布的均匀性提高 , 但电晕抑制作用也随之增加 , 当异极距为 250mm时, 横向双极比常规线板电极的电晕电流低约 30%;(2) 电流体动力学模拟结果表明 ,
4、离子风形成的二次流对宽极距电场的气流运动的影响较弱 , 极板迎风面的中心区域、 防风沟和背风面是主要的收尘区域 ;(3) 在顺气流方向上速度波动较大 , 对湍流凝并和静电凝并有强化作用。基于实验研究与数值模拟 , 对于工业常用的 RS芒刺线和 C480极板 , 横向双极静电除尘器电极结构优化参数确定为 : 异极距为 200250mm左右 , 过流通道上布置两根芒刺线 , 线间距为 200240mm。最后 , 将上述横向双极静电除尘技术的理论与实验研究结果成功应用于烧结机头烟尘净化系统的提效改造。工程运行结果表明 , 平均排放浓度由改造前的54mg/m3降低到改造后的25.7mg/m3,减排效果突出。