聲波聯(lián)合電場(chǎng)作用細(xì)顆粒物脫除機(jī)理與方法.pdf

1、近幾年，隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，細(xì)顆粒物污染日益嚴(yán)重，細(xì)顆粒物主要來(lái)源是燃煤電廠排放，但是傳統(tǒng)的除塵技術(shù)對(duì)細(xì)顆粒物的脫除效率低。因此考慮將多種場(chǎng)聯(lián)合使用以產(chǎn)生多場(chǎng)協(xié)同促進(jìn)效果，實(shí)現(xiàn)細(xì)顆粒物高效脫除。多場(chǎng)協(xié)同技術(shù)的關(guān)鍵在于找到合適的單場(chǎng)進(jìn)行聯(lián)合使用。單場(chǎng)作用中電場(chǎng)對(duì)顆粒物的作用效果比較明顯，直流電場(chǎng)的靜電除塵作用對(duì)大顆粒物具有較好的脫除效果，脈沖電場(chǎng)的電凝并作用對(duì)小顆粒物具有較好的凝并效果。聲場(chǎng)單獨(dú)作用可以使顆粒物產(chǎn)生振蕩而發(fā)生碰撞團(tuán)聚，即聲波

2、團(tuán)聚技術(shù)。由于這兩種單場(chǎng)作用研究比較多，而且它們耦合協(xié)同使用的報(bào)道較少，所以本文針對(duì)聲波聯(lián)合電場(chǎng)作用細(xì)顆粒物的高效團(tuán)聚脫除展開(kāi)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和理論研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用DP-02型激光粒度分析儀實(shí)時(shí)檢測(cè)燃煤飛灰顆粒物的全粒徑分布，通過(guò)對(duì)比作用前后不同粒徑段顆粒物的體積占比來(lái)表征細(xì)顆粒物的團(tuán)聚長(zhǎng)大特性。研究結(jié)果表明，單場(chǎng)作用下，聲波工況對(duì)應(yīng)的飛灰顆粒物中值粒徑增大最明顯，其次是脈沖電場(chǎng)，而直流電場(chǎng)對(duì)細(xì)顆粒物幾乎沒(méi)有團(tuán)聚效

3、果。多場(chǎng)作用下細(xì)顆粒物的團(tuán)聚長(zhǎng)大效果優(yōu)于單場(chǎng)作用，且聲波聯(lián)合脈沖電場(chǎng)比聲波聯(lián)合直流電場(chǎng)產(chǎn)生的協(xié)同促進(jìn)效果更佳。⑵利用線管式反應(yīng)器分別研究了聲波聯(lián)合直流電場(chǎng)和聲波聯(lián)合脈沖電場(chǎng)作用下細(xì)顆粒物的高效團(tuán)聚脫除，使用穿透率表征團(tuán)聚脫除效果。研究結(jié)果表明，聯(lián)合聲波作用不會(huì)改變電場(chǎng)單獨(dú)作用的放電特性。單場(chǎng)作用下，直流電場(chǎng)對(duì)應(yīng)的細(xì)顆粒物穿透率最低，其次是聲波，脈沖電場(chǎng)效果最差。聯(lián)合作用下，無(wú)論是直流電場(chǎng)還是脈沖電場(chǎng)，聯(lián)合聲波作用后，細(xì)顆粒物的穿透率均進(jìn)

4、一步降低。聲波聯(lián)合直流電場(chǎng)作用時(shí)，聲波對(duì)聯(lián)合作用下細(xì)顆粒物團(tuán)聚脫除的促進(jìn)效果會(huì)隨著直流電壓的增大而減弱，并且對(duì)于給定的直流電壓，存在最佳聲壓級(jí)和最佳聲波頻率，并且最佳聲壓級(jí)和最佳聲波頻率會(huì)隨著直流電壓的改變而改變。聲波聯(lián)合脈沖電場(chǎng)作用時(shí)，聲壓級(jí)越大，脈沖電壓越大，脈沖頻率越高，細(xì)顆粒物穿透率越低。此時(shí)最佳聲波頻率與聲波單獨(dú)作用下最佳聲波頻率一致，頻率較低的聲波對(duì)脈沖電場(chǎng)的促進(jìn)效果更佳，且最佳聲壓級(jí)和最佳聲波頻率不會(huì)隨著脈沖電壓和脈沖頻率

5、的改變而改變。噴霧液滴對(duì)聲場(chǎng)和電場(chǎng)均有促進(jìn)作用，但是需選取合適的液滴粒徑和液滴濃度才能達(dá)到最佳的促進(jìn)效果，在液滴中添加表面活性劑后促進(jìn)效果增強(qiáng)。聲波聯(lián)合電場(chǎng)作用后細(xì)顆粒物的荷電量增大，且聲壓級(jí)越大，聲波頻率越小，促進(jìn)效果越明顯。⑶分析了液滴促進(jìn)作用下聲波聯(lián)合電場(chǎng)顆粒物受到的四種主要力即聲波驅(qū)動(dòng)力，電場(chǎng)力，庫(kù)侖力，液橋力。理論研究結(jié)果表明聯(lián)合作用下顆粒物的運(yùn)動(dòng)軌跡更復(fù)雜，顆粒物間的碰撞效率和團(tuán)聚體積更大。在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)了異極性帶電顆粒物在

6、聲場(chǎng)和電場(chǎng)協(xié)同作用下的團(tuán)聚核函數(shù)方程，將顆粒物間的總團(tuán)聚核函數(shù)劃分為庫(kù)侖團(tuán)聚核函數(shù)、聲波團(tuán)聚核函數(shù)和電場(chǎng)團(tuán)聚核函數(shù)三部分，并研究了電場(chǎng)強(qiáng)度，聲壓級(jí)和聲波頻率等參數(shù)對(duì)團(tuán)聚核函數(shù)的影響。⑷在線板式反應(yīng)器中研究了聲波同時(shí)聯(lián)合直流電場(chǎng)和脈沖電場(chǎng)作用下細(xì)顆粒物的團(tuán)聚脫除效果。在負(fù)直流預(yù)收塵加上脈沖電凝并加上負(fù)直流收塵的配置方式下，聯(lián)合聲波和霧化液滴的作用，顆粒物總數(shù)目濃度穿透率最低可達(dá)到1.7％。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于靜電作用的細(xì)顆粒物高效團(tuán)聚脫除