放电环境与尘粒电凝并效应分析研究

论文摘要

近年来,静电除尘技术以其高效率得到了迅速发展,但实践研究表明,静电除尘技术总体除尘效率可高达99%,但对微细粉尘PM2.5的捕集效率仍处于相对较低的状态。针对以上情况,本文提出了将雾化电晕放电应用于除尘领域的构想,并将干式电晕放电与雾化电晕放电两种不同放电环境下粉尘颗粒的荷电、凝并状态以及电场空间的特性变化进行了对比性的实验分析,进而证实了雾化电凝并技术能够提高微细粉尘PM2.5的捕集效率,该结果为推动静电除尘技术的发展拓宽了思路。本文在实验研究过程中,首次采用空腔式雾化电极接触电离的结构形式,着重将雾化放电与干式放电进行了对比,并对雾化放电应用于除尘领域的可行性及各个影响因素进行了分析研究,结果表明：1.雾化电晕放电以其高效的荷电机制能够使放电电流增大,这就保证了后期的凝并实验中微细粉尘粒子荷电、凝并效率的提高,同时对雾化溶液浓度及雾化电极直径与放电特性之间的关系进行了研究,得出溶液浓度及雾化直径在一定范围内的变化对放电特性的影响微乎其微,大大提升了雾化凝并装置的可实用性。2.相对于传统的静电除尘技术,雾化电凝并技术使得PM2.5的捕集效率得到了不同程度的提高,特别是0.1-0.6μm范围内的微细粉尘颗粒捕集效率大幅提高,0.4μm的粉尘粒子捕集效率达到峰值。3.对比实验结果显示,在雾化放电环境下,一定程度的提高电压能够提高小粒径颗粒的凝并捕集效率,但捕集效率的提高与电压的提高非正对应关系,不同的实验条件最佳的输入电压不同,需根据实际情况进行调整。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.1.1 我国大气污染现状及危害
• 1.1.2 除尘器分类及应用
• 1.1.3 课题研究的意义
• 1.2 颗粒电凝并研究的国内外发展现状
• 1.3 主要研究内容及创新点
• 第2章 粉尘颗粒的基础理论
• 2.1 粉尘颗粒的物理性质
• 2.1.1 粉尘的密度
• 2.1.2 粉尘的比表面积
• 2.1.3 粉尘的荷电性和导电性
• 2.1.4 粉尘的黏附性
• 2.2 粉尘粒径表示方法及其分布
• 2.2.1 粉尘粒径表示方法
• 2.2.2 粉尘的粒径分布
• 2.2.3 粉尘的粒径分布函数
• 2.3 本章小结
• 第3章 粉尘粒子的荷电-运动-捕集理论研究
• 3.1 电除尘器的基本原理
• 3.2 静电除尘器脱除颗粒物的基本过程
• 3.2.1 气体电离及电晕放电过程
• 3.2.2 尘粒在电场中的荷电
• 3.2.3 尘粒在除尘器电场中的运动
• 3.2.4 荷电尘粒的捕集
• 3.3 本章小结
• 第4章 粉尘粒子的凝并效应分析
• 4.1 粉尘粒子的扩散理论
• 4.2 扩散作用的分类
• 4.3 粉尘粒子的凝并理论
• 4.3.1 粒子的布朗凝并
• 4.3.2 粒子的电凝并
• 4.3.3 粒子在电场中的雾化凝并
• 4.4 本章小结
• 第5章 不同放电环境下粒子的凝并效应实验研究
• 5.1 线-板式电晕放电装置的凝并效应实验研究
• 5.1.1 实验装置
• 5.1.2 实验结果及分析
• 5.2 空腔式雾化系统的雾化效应研究
• 5.2.1 实验装置及方法
• 5.2.2 干式电极与雾化电极电晕放电的伏安特性比较
• 5.2.3 雾化电极直径与放电特性的关系
• 5.2.4 雾化溶液浓度与放电特性的关系
• 5.3 针-板式雾化系统的凝并效应分析
• 5.4 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文目录