【摘要】：電除塵器不能有效收集高比電阻(p1011Q·m)微塵是影響其推廣應(yīng)用的難題。為了解決這一難題,研究開(kāi)發(fā)了一種雙極芒刺電除塵器,這種電除塵器的特點(diǎn)是在高壓極板和接地極板上都交錯(cuò)布置芒刺電極。由于接地芒刺的存在,高壓極芒刺產(chǎn)生的大部分電荷和沉積塵上的部分電荷會(huì)經(jīng)過(guò)接地芒刺從接地極板流走,避免了粉塵層中過(guò)高的電荷積累,消除粉塵層的反電暈。且這種極配形式只用1臺(tái)直流高壓電源即可實(shí)現(xiàn)粉塵的異極性荷電,有利于顆粒間的靜電凝并,提高電除塵器收集高比電阻微塵的效率。 通過(guò)理論分析、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和工業(yè)中試探討了雙極芒刺電除塵機(jī)理與應(yīng)用技術(shù)。 收塵極板電流密度分布越均勻,越有利于收塵和抑制反電暈。實(shí)驗(yàn)證明,單根芒刺-板式電極極板電流密度分布服從自由度n=4的t分布。并且,無(wú)論芒刺尖端到接地極板的距離b和外加電壓U如何變化,接地極板電流密度分布都服從t分布。新型電除塵器在接地極板上均布多根芒刺,需要考慮金屬背板與芒刺之間的相互作用以及兩根芒刺之間的相互作用對(duì)電流分布的影響。分別測(cè)定了單根芒刺電極、帶背板單根芒刺電極、兩芒刺電極和帶背板兩芒刺電極四種極配形式的電流密度分布,發(fā)現(xiàn)金屬背板和相鄰芒刺單獨(dú)存在時(shí)均會(huì)對(duì)放電電流產(chǎn)生抑制作用；金屬背板和相鄰芒刺同時(shí)存在的情況下,二者將對(duì)電暈電流產(chǎn)生雙重抑制作用。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,芒刺行間距在4cm～6cm的范圍內(nèi)極板電流密度分布較均勻且能夠獲得最大電暈電流。 根據(jù)高斯電通量定理,在線-板式電極電場(chǎng)強(qiáng)度正態(tài)分布模型基礎(chǔ)上,將場(chǎng)強(qiáng)正態(tài)分布理論推廣到芒刺-板式電極。利用電極間的電流密度分布特征并以收塵極板作為邊界條件推導(dǎo)出芒刺-板式電極間的場(chǎng)強(qiáng)分布表達(dá)式。并根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理得到了雙極芒刺電除塵器內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)分布規(guī)律。 實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)外加電壓在30kV以上時(shí),雙極芒刺電除塵器的電暈電流可達(dá)到常規(guī)單極電除塵器的2-4倍。在場(chǎng)強(qiáng)為3.5kV/cm左右時(shí),電場(chǎng)內(nèi)離子風(fēng)速度可達(dá)2m/s以上。強(qiáng)烈的離子風(fēng)增強(qiáng)了氣流的紊流摻混作用,有利于微細(xì)粉塵的凝并和沉降。 實(shí)際工業(yè)電除塵器一般由多個(gè)不同極配的電場(chǎng)組成,應(yīng)該把它看作多電場(chǎng)串聯(lián)模式。討論了串聯(lián)除塵系統(tǒng)中總效率與分級(jí)效率的關(guān)系,建立了由分級(jí)效率計(jì)算串聯(lián)除塵系統(tǒng)總效率的計(jì)算式。對(duì)于兩級(jí)串聯(lián)除塵系統(tǒng),基于分級(jí)效率服從指數(shù)分布規(guī)律,提出了根據(jù)其中任意一臺(tái)除塵器的分級(jí)效率設(shè)計(jì)另一臺(tái)除塵器分級(jí)效率的方法,解決了電除塵器的預(yù)收塵區(qū)與凝并收塵區(qū)的效率分配問(wèn)題。 在理論研究與實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,提出了雙極芒刺電除塵器用于收集工業(yè)高比電阻微塵的兩電場(chǎng)三區(qū)式設(shè)計(jì)方案,通過(guò)中試證明雙極芒刺電除塵器工業(yè)應(yīng)用是可行的。
【圖文】：

三電極電除塵器是在兩個(gè)相鄰的放電極之間增加了一塊或一組與之等電位的輔助電極。其中，1977年日本大同特殊鋼株式會(huì)社提出的原式(Harrar)電除塵器是較有影響的一種三電極電除塵器，如圖1.1所示。三電極電除塵器有以下作用:能產(chǎn)生一個(gè)較均勻且較高的收塵電場(chǎng)，有助于提高除塵效率;抑制放電極的電暈電流，減緩粉塵層的電荷積累，對(duì)高比電阻粉塵的反電暈有一定的抑制作用[’“，’4]。注意到上述特點(diǎn)，黃三明提出結(jié)構(gòu)更為合理的三電極電除塵器結(jié)構(gòu)形式【’5一’71。其創(chuàng)新點(diǎn)是接地極板交錯(cuò)布置，如圖1.2所示。其優(yōu)點(diǎn)是:放電極和接地極板較遠(yuǎn)，荷電場(chǎng)強(qiáng)高，有利于粉塵荷電:輔助極板和接地極板的距離較近

減緩粉塵層的電荷積累，對(duì)高比電阻粉塵的反電暈有一定的抑制作用[’“，’4]。注意到上述特點(diǎn)，黃三明提出結(jié)構(gòu)更為合理的三電極電除塵器結(jié)構(gòu)形式【’5一’71。其創(chuàng)新點(diǎn)是接地極板交錯(cuò)布置，如圖1.2所示。其優(yōu)點(diǎn)是:放電極和接地極板較遠(yuǎn)，荷電場(chǎng)強(qiáng)高，有利于粉塵荷電:輔助極板和接地極板的距離較近，收塵場(chǎng)強(qiáng)高，有利于提高除塵效率。理論、實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用結(jié)果表明，，泛比電阻電除塵器對(duì)粉
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類(lèi)號(hào)】：X701.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2606067