发展煤炭分级转化清洁发电技术、整体煤气化联合循环发电技术(IGCC)等煤炭清洁利用技术,是解决当前中国能源与环境问题的重要途径。高温下的气化气净化是这些先进技术的普遍要求与关键环节。高温静电除尘技术因为其除尘效率高、烟气处理量大、压损小等优势,是一种极具应用前景的高温气体净化技术。然而目前高温静电除尘技术的试验数据较为缺乏,理论欠完善,在试验与应用中也存在较多问题,例如反电晕放电、清灰方式等影响到除尘器长时间稳定运行的问题,高温静电除尘技术尚不能满足这些洁净煤技术的要求。论文开展了线管式静电除尘器在高温(350～700℃)下的积灰特性试验研究与颗粒捕集、沉积特性的模拟研究,以期为高温静电除尘器的长时间稳定运行提供理论指导。首先对350～700℃温度范围的线管式静电除尘器收尘极内壁的积灰层特性进行了试验研究。研究发现,存在四种典型积灰形式:灰带形、带灰肋的斜坡形、斜坡形和带厚底的斜坡形。积灰层厚度总体上随高度的增加而减小。当温度≤5000℃时,除尘器运行在较低端口电压下会出现灰带形积灰,随着端口电压增大,积灰带变宽而彼此重叠,形成带灰肋的斜坡形积灰;当温度≥500℃时,只要保证端口电压足够大,积灰层会呈较为光滑的斜坡形。当温度≥700℃时,大多数颗粒沉积在收尘极10cm以下的内壁上,形成带厚底的斜坡形积灰。积灰形式随运行工况的不同,能实现一定的转变关系。随着运行时间的增加,积灰层厚度增大,受积灰层与荷电颗粒间的静电斥力影响,积灰层厚度增长速率逐渐下降,积灰高度逐渐增加;反电晕放电通常发生在积灰层最厚处,其起始电压会随积灰层最大厚度增加而近似线性地减小。在500℃、17200V、650mg/Nm3工况下,随着最大积灰厚度从0.34mm增加到2.02mm,反电晕放电起始电压从19787V接近线性地下降到 17197V。为分析高温线管式静电器中的除尘过程与颗粒运动情况,建立了一个颗粒动力学与颗粒收集的三维理论模型,并利用商业CFD软件Fluent对模型进行模拟计算。计算结果表明:高温线管式静电除尘系统的除尘效率计算结果与实验结果符合较好;增大端口电压与增大气体停留时间是提高除尘效率的有效方法,7s以上的停留时间可以获得大于0.9的除尘效率;在620℃,17310 V的工况下,粒径大于6μm的颗粒收集效率接近100%,而亚微米颗粒(0.1-1μm)只有～40%;当气流中微小颗粒较多时,就要求更大的除尘器管长以获得更大的气体停留时间.而多级除尘器技术可用于增大微米和亚微米颗粒的捕集效率,同时也是一种处理量扩大化的布置方式。对于直径为1μm的颗粒,一段式、二段式、三段式ESP的除尘效率分别为0.44,0.69和0.82。颗粒进入除尘空间的初始位置对颗粒运动轨迹有很大影响,以粒径为10μm的颗粒为例,颗粒的初始位置靠近收尘极时,颗粒沉积高度更低,收尘所需时间越短。积灰层厚度随着高度增加而减小,且减少的速率较为稳定,大多数(>80%)的颗粒沉积在除尘器的下半部分。釆用较短的初级除尘器进行预除尘,二、三级除尘器进一步除尘,这种多级除尘布置方式可以增大清灰周期,减少清灰的工作量。