偶极荷电收集微细颗粒物的机理及实验研究

论文摘要

现代工业的迅速发展,带来了严重的大气污染。静电除尘器虽然综合性能较好,但它对微细颗粒物的除尘效率并不高。针对静电除尘器存在的这一问题,本文首先提出了一种新型的静电除尘器,即偶极荷电静电除尘器,其极配形式为板-板式,电晕极板（接直流负高压）和反电晕极板（接地）均安装有针状芒刺,工作状态下电晕极板和反电晕极板芒刺同时产生放电,并同时收尘。其次,本文对偶极荷电静电除尘器高效收集微细颗粒物的机理进行了分析,主要包括离子风、电场力和电凝并的作用;建立了场强分布的数学模型,并对该除尘器内的流场进行了数值模拟。本文利用PIV技术对单根芒刺电晕放电产生的离子风进行测试,结果表明离子风风速达2m/s以上,这对收集微细颗粒物是十分有利的。对偶极荷电电场中颗粒的凝并进行了理论分析,并利用扫描电子显微镜对凝并现象进行了实验研究,结果表明,凝并效果十分明显。另外,本文对偶极荷电静电除尘器与普通静电除尘器的收尘性能进行对比实验研究,结果表明前者对微细颗粒物的除尘效率明显高于后者,并对其电极结构进行了优化。最后,在以上研究的基础上,本文提出了性能更优的偶极荷电静电凝并除尘器,对其收尘性能进行了实验研究,并对其工业应用的可行性进行了分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 传统静电除尘器存在的问题
• 1.3 高效收集微细颗粒物的国内外研究现状
• 1.3.1 电凝并技术
• 1.3.2 新型静电除尘器
• 1.4 本文研究内容
• 第二章 偶极荷电静电除尘器的结构及收尘机理
• 2.1 偶极荷电静电除尘器的结构
• 2.2 偶极荷电静电除尘器的收尘机理
• 2.2.1 电晕放电
• 2.2.2 场强分析
• 2.2.3 离子风与静电凝并
• 2.2.4 偶极荷电静电除尘器的特点
• 2.3 流场分布模拟
• 第三章 芒刺离子风测试
• 3.1 离子风性能的研究进展
• 3.2 离子风测试
• 3.2.1 PIV 简介
• 3.2.2 PIV 技术原理
• 3.2.3 离子风测试及结果分析
• 第四章 偶极荷电电场内的电凝并研究
• 4.1 偶极荷电与库仑凝并及外加电场作用下库仑凝并的凝并系数理论研究
• 4.1.1 库仑凝并系数计算
• 4.1.2 交变电场中的电凝并系数计算
• 4.1.3 直流电场中的电凝并系数计算
• 4.1.4 偶极荷电电场中凝并系数计算
• 4.2 凝并效果实验测定
• 第五章 偶极荷电静电除尘器的性能测试及电极结构优化
• 5.1 伏安特性研究
• 5.1.1 实验装置
• 5.1.2 实验结果及分析
• 5.2 偶极荷电静电除尘器的除尘效率测定
• 5.2.1 实验条件及装置
• 5.2.2 实验结果及分析
• 5.3 偶极荷电静电除尘器电极结构优化
• 5.3.1 现有结构偶极荷电静电除尘器存在的问题
• 5.3.2 电极结构优化实验研究
• 第六章 偶极荷电静电凝并除尘器及其工业应用可行性分析
• 6.1 偶极荷电静电凝并除尘器及其收尘性能测试
• 6.1.1 结构及收尘机理
• 6.1.2 收尘性能测试
• 6.2 偶极荷电的工业应用可行性分析
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表论文与研究成果