电极配置和烟气条件对电除尘器性能影响的数值模拟研究

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近些年,环境污染问题的解决是人们讨论的热点,尤其是大气问题得到了越来越多的关注。而在治理工厂排放的各种烟气技术中,电除尘器一直发挥着重要作用。为了适应日趋严格的污染物排放标准,国内学者对电除尘器进行了大量的升级与改造计划。但是电除尘器性能受多种因素的影响,实验硏究方法成本高昂、时间周期长,而且受到设备与环境的约束,数值模拟分析是其解决的重要途径。本文主要模拟研究了电极配置和烟气条件中的板间距、放电极形状、烟气流速以及温度这四种影响因素。首先,依据Fluent中用户自定义函数(UDF)对电除尘器内电流场、颗粒场和温度场进行耦合计算,建立了以V型线和ZT板分别为放电极和收尘极的电除尘器三维模型。在验证了数值模拟结果的正确性后,探讨了不同条件下电除尘器内电流场以及颗粒运动的规律,并详细分析各因素对电除尘器除尘效率的影响。结果表明:(1)在板间距一定时,V0线、V15线、V25线和V40线这四种不同的电晕线,随着电晕线芒刺长度的增加,电场区的场强、板表面电流密度的平均值以及除尘效率都会增大,但V25线的板电流密度分布的均匀性最好。(2)当板间距增大,电场区内的平均场强逐渐减小,平均板电流密度也减小,但其板面电流密度的分布更加均匀。此外,相同电压下,电除尘器的除尘效率也随着板间距的增大而降低。(3)在入口质量流率相同时,温度低则流速小,平均湍流强度更小;低温时,电除尘器的击穿电压高,工作电压范围大,平均场强增大,离子电荷密度也增大,而离子风对主流的影响会随着温度的升高而越来越小;在体积流率相同时,温度降低,运行电压高、颗粒荷电量大、气体粘度小、颗粒与气体之间相互作用低等都会导致除尘效率的增大;此外,高温对大颗粒捕集效率的抑制作用比小颗粒的强。
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