随着环境保护及职业卫生的相关标准日益严格,对微细粉尘具有良好去除效果的静电水膜旋风除尘技术具有重要研究意义。本文在多种除尘机理研究基础上,对自制静电水膜旋风除尘器的降尘特性及配置优化等进行模拟及实验研究。首先根据计算流体力学建立除尘器内部数学模型,采用FLUENT软件提供的RNG k-ε湍流模型及DPM离散相模型对两种筒体结构进行气流相与颗粒相模拟研究。结果表明,单程式柱形筒体内近壁流动有较明显扩散,在预设外旋流内侧生成了扰动流场的混返流动,设置筒壁吸附条件后得出模拟降尘效率较低;折返式锥形筒体内风速和压力相对稳定,内外旋流分界清晰,混返流较少,模拟旋风-水膜条件对1μm粒子的最高去除率为82.35%。对自制锥形筒体模型进行水膜及电极配置的基础实验。采用漏斗集液法测定不同类型水膜流量分布,结果表明纤维网匀整水膜的流量均布性较优,全载水膜单位面积流量25.01L/min/m~2;电晕极线伏安特性放电实验结果表明,柱式R-S电晕极的放电性能最佳但易击穿;笼式针刺线性能相对稳定,同时其起晕电压范围较广。采用增加变量的方法依次改变入口风速、水膜流量及电晕极形式进行单因素实验,研究其对压力损失及降尘效率的影响。结果表明,单一旋风机理对普通滑石粉去除效果良好,但对于1.2μm以下粒径微细滑石粉的去除效果欠佳;布置水膜后对微细粉尘去除率提高38%,同时压力损失下降了20%,且提高水膜流量可以达到减少压力损失,提高降尘效率的目的;电晕极对系统压力损失影响较小但可显著提升降尘效率,笼式针刺电极的微细粉尘去除率为80.09%。采用方差分析法进行正交降尘实验及影响因素显著性分析,结果表明入口风速和电极形式对微细粉尘降尘效率影响较为显著而水膜流量影响较小,且三者交互作用明显机理耦合性良好,降低入口风速增大水膜流量采用笼式针刺极有利于提升降尘效率。除尘器模型最佳参数配置为折返式锥形旋风筒体入口风速1.28m/s,纤维网匀整水膜单位面积流量25.01L/min/m~2,负高压笼式针刺放电极二次电压55kV,此时对微细粉尘降尘率为93.14%,普通滑石粉降尘率为99.50%。模拟及实验研究表明,静电水膜旋风除尘器对微细粉尘去除效率高,清灰便捷二次扬尘量低,具有较好的应用前景。