除尘器是一种把粉尘从含尘烟气中分离出来的设备,它是锅炉及工业生产中常用的烟气净化设备。随着我国近年各地频繁发生的环境问题,尤其是雾霾问题,人们对工业生产过程中的烟气净化愈加重视。自激式除尘器作为重要的湿式除尘设备,它具有结构简单,处理量大,运行维护方便,造价低等特点,被广泛应用于锅炉燃烧、矿物加工、水泥生产等高产尘工业过程。因此,如何更加有效的提高自激式除尘器的除尘效率及掌握内部的除尘状态具有十分重要的意义。课题的研究依托于国家自然科学基金项目“自激式除尘器液滴形成机制与微细化调控”,以自激式除尘器为研究平台,通过理论分析与实验验证等手段,研究自激式除尘器粉尘捕集体的形成过程及其动态变化。理论分析阶段,研究了自激式除尘器内几种典型粉尘捕集体(液位差、冲激水幕、剪切液滴、卷吸气泡)的形成过程及其影响因素,以及不同捕集体状态下,除尘器的捕尘原理、除尘效率及对不同粒径粉尘颗粒的捕集效果,即分级除尘效率。此外还研究了不同捕集体状态下除尘器的阻力损失。实验研究阶段,研究了不同初始液位h0和进气口风速vi下,含尘气流冲击除尘液面,不同形式粉尘捕集体(液位差、冲激水幕、剪切液滴、卷吸气泡)的形成及动态变化过程。自激式除尘器的两种主要捕集体为液位差形式及冲激液幕形式,其状态变化分别用节流液位差Δh和冲击液幕的抛洒距离L及抛洒高度H来表征。研究了不同初始液位h0下,液位差捕集形式的节流液位差Δh,以及冲激液幕捕集形式的抛洒距离L和抛洒高度H,随进口气速vi的变化规律。此外除尘效率验证实验还研究了不同捕集体状态下对不同粒径捕集体的捕集效果。初始液位h0及进口气速vi是除尘器内粉尘捕集体形成及动态变化的主要影响因素,而除尘器的除尘效率η及压力损失ΔP随捕集体状态的不同也随之变化。实验研究发现,相同进口气速vi下,初始液位h0越小,越有利于节流液位差Δh的形成,越利于弧形通道惯性捕尘,且冲激液幕的抛洒距离L越小,抛洒高度H越大,接触腔内冲激越充盈,越利于液滴的惯性、扩散、粘附捕尘。实验研究还发现,除尘器接触腔冲激液幕越充盈,除尘效率η越大,对微细粉尘的捕集效果越好。但随初始液位h0的减小,进口气速vi的增大,气液接触过程中的压力损失ΔP越大,因此需要合理选择初始液位h0及进口气速vi。