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静电除尘器脱除细颗粒物性能研究的结论

2021-08-25

  有研究利用COMSOL软件,对二维线-板式静电除尘器内的电场特性、流场特性进行模拟,随后采用粒子追踪模块对颗粒在耦合的电流场内的运动特性进行模拟。研究在不同参数影响下,极板间的电场分布规律、流场分布规律以及颗粒运动场特性,得到如下结论∶

  (1)在颗粒粒径小于1μm的范围内,考虑滑移修正的Deutsch模型效率计算值比未考虑滑移修正的模型效率计算值越加符合实验效率测量值;将不同效率模型的理论计算值与实验测量值进行对比得到∶在0.01-2.0μum粒径范围内,由Zhao模型计算出来的颗粒捕集效率越符合实际测量效率;当飞灰颗粒粒径大于2μm时,由Deutsch、Cooperman模型计算出来的静电除尘器的颗粒捕集效率均与实验数据符合良好。

  (2)极板间的电场及电势分布受空间电荷的影响。不存在空间电荷时,电场与电势分布呈现圆环状分布,且在放电极线与极板间分布极不均匀;考虑空间电荷存在时,电势分布呈现椭圆环状,且电场分布越加均匀。

  (3)极板间的流线及速度分布受电晕风的影响。NEp越大,对应的流体入口流速越小,此时在放电极线与收尘极板之间存在对称的旋涡较大。当NEnp=0.99,对应的流体入口流速为1m/s,此时在放电极线与收尘极板之间的流动接近于稳定的层流流动。

  (4)不同粒径范围内颗粒的荷电机制不同,相对应的荷电曲线存在差异。当颗粒的粒径较小(0.01-0.1μm)时,扩散荷电成为颗粒的主要荷电机制,颗粒在进入到收尘极板时,荷电速率就达到了越大。当颗粒的粒径较大(1.0-10.0μm)时,电场荷电成为颗粒的荷电机制,颗粒在到达初个放电极附近的位置时荷电速率达到越大;颗粒在运动过程中所受到的曳力及电场力一直保持平衡,当颗粒运动到收尘极板时,颗粒在沿气流方向上的曳力及电场力分力均为0,此时颗粒被收尘极板捕集。

  (5)在所研究范围内可通过增加施加电压、增长极板长度、减小入口流速、缩短极板间距的方法提高静电除尘器的捕集效率。值得注意的是∶电压的增大对大颗粒捕集效率较为明显,当极板长度增加一定的值时,继续增加极板的长度,颗粒捕集效率的增加并不明显。此外,电晕风对除尘效率具有增进作用,即存在电晕风时的除尘效率大于等于不存在电晕风时的除尘效率。且电晕风对除尘效率的影响随着随着入口流速的增加而减小,随极板间的施加电压的增大而增大。

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