李永超（河南安陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)院,河南　安陽(yáng)　455004）

靜電旋風(fēng)除塵器性能的研究

李永超
（河南安陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)院,河南安陽(yáng)455004）

靜電分離和離心分離作用是影響經(jīng)典旋風(fēng)除塵器性能的主要原因，因此在研究中通過(guò)對(duì)靜電分離和離心分離作用的分析，并建立修正的平衡軌道模型．利用該半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠?lái)說(shuō)明。對(duì)靜電旋風(fēng)除塵器利用所建立的除塵實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)其性能展開(kāi)了系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)研究后，對(duì)除塵性能的參數(shù)展開(kāi)分析，分析內(nèi)容包含了入口風(fēng)速、工作電壓、電暈極形式、粉塵濃度、粉塵比電阻等情況。

旋風(fēng)除塵器；性能；研究；靜電

旋風(fēng)除塵器被常運(yùn)用于各類(lèi)中小型的燃煤鍋爐中，主要的工作原理是：開(kāi)始工作后，將除塵器中的含塵煙氣流的轉(zhuǎn)變?yōu)榉忾]的渦旋煙氣流，并通過(guò)這個(gè)過(guò)程所產(chǎn)生的離心力將灰粒從煙氣中進(jìn)行有效地分離。隨著我國(guó)的工業(yè)逐漸發(fā)展，環(huán)境保護(hù)受到了重視，工業(yè)中煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)被提高，大氣中可吸入顆粒物的排放也受到了嚴(yán)格的控制。醉原始的旋風(fēng)除塵器無(wú)法達(dá)到目前的煙塵排放要求。現(xiàn)在則需要一類(lèi)能集高性能、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉為一身的新型除塵設(shè)備，而靜電旋風(fēng)除塵器則正好滿足了目前對(duì)除塵器的需求，還具有較高的實(shí)用價(jià)值。本文則對(duì)靜電旋風(fēng)除塵器性能展開(kāi)研究。

1　旋風(fēng)除塵器的實(shí)驗(yàn)裝置與測(cè)試方法

實(shí)驗(yàn)裝置主體的切向折返式旋風(fēng)器筒體的材料為2mm厚鋼板，外筒的直徑為400mm，筒體高600mm，設(shè)置一個(gè)高為150mm，寬為100mm的入向切口。將聚氯乙烯塑料作為排氣管的主要材料，為了提高除塵器的絕緣性能，需要在頂蓋設(shè)計(jì)一個(gè)厚度為6mm的電木板。沿著壁面設(shè)置6根直徑為1mm的鋼絲電暈極。整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)包括了發(fā)塵和排風(fēng)系統(tǒng)、測(cè)試系統(tǒng)、粉塵的荷電系統(tǒng)。

發(fā)塵和排風(fēng)系統(tǒng)：通過(guò)氣溶膠振動(dòng)離心式發(fā)塵器進(jìn)行發(fā)塵。采用滑石粉作為粉塵，其密度為2700kg/m3，介電常數(shù)為6.0；分散度用SA-CP2型離心式粒度分布測(cè)定儀測(cè)定。排風(fēng)系統(tǒng)采用離心式通風(fēng)機(jī)，將風(fēng)量設(shè)置為4020m3/h，氣壓設(shè)置為2354Pa，在凈化后將氣體排出到室外，在本次研究中通過(guò)擋板控制風(fēng)量將入口風(fēng)速控制在2-15m/s范圍。

測(cè)試系統(tǒng)：在車(chē)頂除塵器的阻力時(shí)，采用傾斜式壓差計(jì)測(cè)定。在推算各管路中的風(fēng)速時(shí)，以對(duì)入口管與出口管處的動(dòng)壓的測(cè)定結(jié)果作為推算的根據(jù)，運(yùn)用等速采樣法對(duì)粉塵采樣展開(kāi)測(cè)定，采樣時(shí)間設(shè)定為5min，分級(jí)效率根據(jù)進(jìn)口及出口中的粉塵分布來(lái)計(jì)算。

粉塵的荷電系統(tǒng)：荷電由筒體內(nèi)懸掛的電暈線電暈放電來(lái)完成。塵源控制電源提供所有的直流高壓電源，該電源的額定電壓為100kv,額定電流設(shè)立為10mA。

2　旋風(fēng)除塵器的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

本次研究的主要目的是對(duì)靜電旋風(fēng)除塵器的除塵性能進(jìn)行完全的掌握，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)性能的主要操作因素做出測(cè)定，并找出其最佳的工況參數(shù)。此種電暈線布置的伏安特性曲線其起暈電壓為10kv，擊穿電壓設(shè)置為30kv。

除塵效率與電場(chǎng)電壓的關(guān)系：在保持發(fā)塵濃度和入口風(fēng)速不變的情況下，將電壓逐漸從0kV慢慢升高到25kV，并檢測(cè)每類(lèi)電壓的除塵效率。接著變換入口風(fēng)速，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們可以看出在同一風(fēng)速下，電壓升得越高，除塵效率越好。隨著電場(chǎng)電壓的升高，也提高了筒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度，這就可以逐漸增加飽和荷電的粒子數(shù)并加大了飽和粒子而承受的電場(chǎng)力，通過(guò)這個(gè)由靜電作用引起的分離速度則越來(lái)越大。所以，在提高電場(chǎng)電壓時(shí)，對(duì)提高靜電旋風(fēng)除塵器的除塵效率有很大的意義。

除塵效率與入口風(fēng)速的關(guān)系：將入口濃度與施加電壓保持不變，逐漸開(kāi)始增大入口的風(fēng)速。在不加高壓電場(chǎng)的時(shí)候，經(jīng)典旋風(fēng)除塵器的除塵效率特性和普通除塵器無(wú)差別，并會(huì)隨著風(fēng)速的加大而提高除塵的效率。在施加高壓后，除塵效率會(huì)隨風(fēng)速增大而小幅度降低，在整個(gè)風(fēng)速范圍內(nèi)保持著較高的除塵效率。因此這種具有較高的負(fù)荷波動(dòng)適靜電旋風(fēng)器在對(duì)靜電旋風(fēng)除塵器施加一定電壓后，無(wú)法充分發(fā)揮電場(chǎng)力的作用，并因?yàn)轱L(fēng)速的增大。限制了除塵效率的提高。

除塵效率與粉塵入口濃度的關(guān)系：一般來(lái)說(shuō)，粉塵濃度所帶來(lái)的影響較小，而在此時(shí)當(dāng)入口濃度增大時(shí)，會(huì)提高除塵的效率，同時(shí)因?yàn)闈舛鹊玫搅颂岣?，就?huì)增加粉塵間接觸和碰撞的機(jī)會(huì)，然后隨著作用加強(qiáng)就會(huì)出現(xiàn)粒子的梯度凝并與電場(chǎng)凝的情況，并且還會(huì)使微小粒子凝聚成大粒徑粉塵，捕集變得更加方面，除塵器的除塵效率也就得到了有效提高。

靜電旋風(fēng)除塵器分級(jí)效率的分析：普通的除塵器普及性能和總效率有直接的關(guān)系。在粉塵密度一定的條件下，除塵效率的高低是和顆粒大小的分散度有直接的聯(lián)系的。粒徑大可以增高除塵的效率，但是單用除塵效率來(lái)分析除塵器的分離性能是不夠不夠全面的。在本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有效分析了靜電旋風(fēng)器的分級(jí)效率則可了解到微細(xì)粉塵的捕集能力。在試驗(yàn)中，對(duì)其加電后，顯著提高了分級(jí)效率。由此可以看出，靜電旋風(fēng)除塵器相比普通的除塵器可以普及到細(xì)微粉塵。

3　結(jié)束語(yǔ)

靜電旋風(fēng)除塵器作為一種新型的除塵設(shè)備能夠有效提升除塵的效率，在此同時(shí)也不會(huì)增加系統(tǒng)的阻力，是一種具有較高實(shí)用價(jià)值的工具。并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們也可以看出運(yùn)作的風(fēng)速越低，除塵效率就會(huì)越好，在氣體符合變動(dòng)的情況下也能保持較高的除塵效率。且靜電旋風(fēng)除塵器對(duì)高、低比電阻粉塵具有良好的適應(yīng)能力。

[1]熊正明,李濟(jì)吾,蔡偉建等.供電方式對(duì)電旋風(fēng)除塵器除塵性能影響的研究[C].中原工學(xué)院學(xué)報(bào),2003增刊.2003:62-64.

[2]汪軍,杜暉,徐開(kāi)義等.利用高壓靜電技術(shù)改進(jìn)旋風(fēng)除塵器性能的研究[J].上海理工大學(xué)學(xué)報(bào),2003,25(1):8-12.

[3]王偉文,王立新,李建隆等.環(huán)流式旋風(fēng)除塵器的性能[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào),2004,37(03):207-211.

[4]杜暉,汪軍,徐開(kāi)義等.靜電旋風(fēng)除塵器性能的研究[J].上海理工大學(xué)學(xué)報(bào),2003,25(03):241-246.