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PM1.0是造成空气污染和危害人们身体健康的超细颗粒物,PM1.0粒径小、质量轻,传统的除尘设备如静电除尘器、颗粒层除尘器等难以将其有效去除。静电增强颗粒层除尘器将静电除尘技术和颗粒层除尘技术相结合,弥补了静电除尘器除尘性能过于依赖粉尘性质、颗粒层除尘器对亚微米级粉尘过滤效率低的不足,提高PM1.0脱除效率的同时还能降低除尘器压降。以往对于静电增强颗粒层除尘器的研究所使用的颗粒层均为单一滤料颗粒层,尚无关于静电增强对双层滤料颗粒床除尘器过滤性能影响的研究。为此,本文通过理论分析、数值模拟和试验研究相结合的方式,考察了静电对双层滤料颗粒床除尘器过滤PM1.0性能的增强效果。
基于单捕集体理论建立了双层滤料颗粒床过滤的数学模型,预测了双层滤料颗粒床对亚微米级微硅粉的过滤效率;进行了双层滤料颗粒床对微硅粉的过滤试验,试验结果与单捕集体模型计算结果进行了对比,并分析了过滤效率不高的原因;利用离散单元法耦合计算流体力学(Discrete Element Method-Computational Fluid Dynamics,DEM-CFD)的方法研究了双层滤料颗粒床内部的流场、压降以及粉尘的运动,并分析了过滤气速、粉尘粒径等对双层滤料颗粒床的除尘性能的影响。这些工作为后续的研究奠定了理论和试验基础。
利用有限元法计算了静电增强颗粒床除尘器内部电场分布,并从理论上比较了粉尘受到的各种静电力的数量级大小。
在双层滤料颗粒床入口处设置了粉尘荷电区,研究了粉尘预荷电对上下滤料层过滤效率、压降以及除尘器过滤周期的影响。试验结果表明,粉尘预荷电不仅能够提高双层滤料颗粒床的过滤效率,还能显著降低床层内积灰所导致的压降。
在上下滤料层设置了外电场,研究了上下滤料层电场、下滤料层厚度以及过滤气速对除尘器过滤性能的影响,并根据试验结果对带静电增强的双层滤料颗粒床进行了参数优化,经过优化设计后的除尘器对粒径小于1μm的占96%以上(by volume)的微硅粉过滤效率达到了98%,而床层压降仅为1770Pa。
基于单捕集体理论建立了双层滤料颗粒床过滤的数学模型,预测了双层滤料颗粒床对亚微米级微硅粉的过滤效率;进行了双层滤料颗粒床对微硅粉的过滤试验,试验结果与单捕集体模型计算结果进行了对比,并分析了过滤效率不高的原因;利用离散单元法耦合计算流体力学(Discrete Element Method-Computational Fluid Dynamics,DEM-CFD)的方法研究了双层滤料颗粒床内部的流场、压降以及粉尘的运动,并分析了过滤气速、粉尘粒径等对双层滤料颗粒床的除尘性能的影响。这些工作为后续的研究奠定了理论和试验基础。
利用有限元法计算了静电增强颗粒床除尘器内部电场分布,并从理论上比较了粉尘受到的各种静电力的数量级大小。
在双层滤料颗粒床入口处设置了粉尘荷电区,研究了粉尘预荷电对上下滤料层过滤效率、压降以及除尘器过滤周期的影响。试验结果表明,粉尘预荷电不仅能够提高双层滤料颗粒床的过滤效率,还能显著降低床层内积灰所导致的压降。
在上下滤料层设置了外电场,研究了上下滤料层电场、下滤料层厚度以及过滤气速对除尘器过滤性能的影响,并根据试验结果对带静电增强的双层滤料颗粒床进行了参数优化,经过优化设计后的除尘器对粒径小于1μm的占96%以上(by volume)的微硅粉过滤效率达到了98%,而床层压降仅为1770Pa。