常規(guī)電除塵器的研究現(xiàn)狀
電收塵原理是在放電極和收塵器極之間釋放高交流電壓,根據(jù)強(qiáng)靜電場水解煙塵中的電負(fù)性氣泡,導(dǎo)致許多電子器件和正離子,即電弧放電,在放電極周圍造成電暈放電區(qū)域,電暈放電外層電子器件附著在氣泡分子結(jié)構(gòu)上,產(chǎn)生空氣負(fù)離子,空氣負(fù)離子和自由電荷受電場力作用,在收塵器極健身運(yùn)動時與顆粒碰撞、粘附,一起向極片轉(zhuǎn)移,達(dá)到收塵的實(shí)際效果。電除塵器的除塵原理和整個過程如圖1.4所示,大概分為電荷、傳遞、除灰等整個過程中的顆粒分成。
最初,SirOliverLodge基于靜電除塵的原理創(chuàng)建了一種機(jī)械設(shè)備,1907年Cottrell成功創(chuàng)建了第一個電除塵器,在經(jīng)過認(rèn)證的電除塵器可以樹脂吸附鹽酸有機(jī)氣體之后,電除塵器得到了廣泛的關(guān)注,電除塵基礎(chǔ)理論逐漸走向發(fā)展,并不斷出現(xiàn)提升樹脂吸附性能的新技術(shù)應(yīng)用(Brocilo,2003)。麥克萊恩(1988)總結(jié)了電除塵器基本知識的發(fā)展趨勢:首先由Anderson獲得與除塵效率有關(guān)的標(biāo)量,由Deutsch(1922)建立了除塵效率與電除塵器極片總面積、煙塵容積總流量和顆粒轉(zhuǎn)移速率的表達(dá)式,在此表達(dá)式中,顆粒轉(zhuǎn)移率又被稱為合理電子密度,直到今天,對于電除塵器的設(shè)計方案以及除塵效率的測量等,仍然發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。保特尼爾特加.提出了電除塵裝置中顆粒荷電的基本理論,霍瓦達(dá)斯.探討了污泥比電阻的危害。羅賓遜(1971)對1972年以前的電除塵器基本理論進(jìn)行了歸納總結(jié)。
對電除塵器來說,關(guān)鍵是考慮顆粒的外擴(kuò)散荷電和場致荷電兩種加電方式,White(1951)明確地提出了估計顆粒根據(jù)外擴(kuò)散荷電所需的電荷數(shù)的基本理論。
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假設(shè)靜電場均勻分布,且顆粒是球形電導(dǎo)體,在短時間內(nèi)達(dá)到飽和荷電狀態(tài),則會得到顆粒場致的荷電所需的電荷數(shù)(Hinds,1982;Kulkarnietal.,20ll):
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從外向擴(kuò)散荷電數(shù)和場致荷電數(shù)求和得到的總荷電數(shù)與實(shí)驗測量值比較接近的角度來看,粒子協(xié)同荷電數(shù)的計算模式(SmithandMcDonald(l976)>Lawless(l996)均傾向于計算粒子協(xié)同荷電數(shù),與測量值相差不大。
在過去的二十多年里,關(guān)于電除塵器的數(shù)值模擬得到了很大的發(fā)展。放電極周圍環(huán)境是模擬工作中的難點(diǎn),與無盡放電極相比,單獨(dú)放電電極的模擬難度更大,這主要是由于放電電極具有一定的規(guī)律性和對稱初始條件。StockandCrowe測量了單放電極列管電除塵器的氣旋分布,Yamamoto0加.采用二維層,分別采用兩個放電極標(biāo)準(zhǔn).流實(shí)體模型,驗證了電暈放電風(fēng)量和風(fēng)速等級之間的相互影響(KallioandStock,I992)oNeimarlijaet加.(20ll),考慮了工業(yè)生產(chǎn)電除塵器中氣旋分布、顆粒動力學(xué)模型及其靜電學(xué)等因素。
從整個過程來看,在多放電極標(biāo)準(zhǔn)下,對電流動力學(xué)H程(Electrohydrodynamic)進(jìn)行了藕合測量。關(guān)于氣旋遍布的模擬逐漸由二維實(shí)體模型向三維模型、由層流向滲流發(fā)展的趨勢,Soldati明確提出立即Navier-Stokes求取Navier-Stokes是滲流模擬中比較精確的方法,它采用模擬的方法對電除塵內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了可靠性設(shè)計估算,并明確提出減小極線間隔會使?除塵效率更高(Soldati,2003),同時考慮到放電電極等影響因素范圍較大的內(nèi)部滲流數(shù)值模擬也越來越多(Adamiak,2013)。
隨著電除塵基礎(chǔ)理論的不斷發(fā)展趨勢,有關(guān)提升?對于細(xì)顆?;騺單⒚最w粒的電除塵技術(shù)也在不斷發(fā)展。提級?除塵的高效性一般集中在融入高比電阻粉塵,減少二次場地的揚(yáng)塵,改善細(xì)顆粒樹脂的吸附特性等方面。祁君田(2008)曾針對優(yōu)化結(jié)構(gòu)提高工作效率的除塵技術(shù),對版原式、雙區(qū)、移動式等進(jìn)行了歸納總結(jié)。原式電除塵器以提升輔助電極產(chǎn)生勻稱靜電場除塵區(qū)為基礎(chǔ),緩解了高比電阻粉塵反電暈放電的難題,在此基礎(chǔ)上選用了C型除塵器極片和波形板輔助電極,并將槽體式極片電極布置在入口入口,發(fā)展趨勢是改進(jìn)型,關(guān)鍵用來火電廠。把除塵荷電與收集分離在2個區(qū)域進(jìn)行的技術(shù)手段稱為兩區(qū)式電除塵(Milum,1978),該荷電區(qū)可吸附一部分粉塵,除塵區(qū)負(fù)責(zé)收集從荷電區(qū)肇事逃逸出來的粉塵,除塵區(qū)域的靜電場比較均勻,對反電暈放電具有抑制作用,可適用于高比電阻粉塵,除塵效率高,應(yīng)用范圍廣,單區(qū)和雙區(qū)電除塵器結(jié)構(gòu)如圖1.7所示。對電除塵器二次場地?fù)P塵是粉塵肇事逃逸的關(guān)鍵原因,有科學(xué)研究認(rèn)為,根據(jù)這一認(rèn)識,設(shè)計產(chǎn)品研發(fā)便攜式電除塵,如圖所示,極片可以沿高寬比方向移動,當(dāng)移動到除灰室后再移去極片粉塵,這項技術(shù)可使出入口粉塵濃度值合理降低。但是由于其構(gòu)造繁瑣,作業(yè)費(fèi)用較高,很少單獨(dú)應(yīng)用,一般布置在固定不動極板式電除塵器后,抑止后續(xù)靜電場的二次場地?fù)P塵,提升?整體除塵效率。