荷电水雾振弦栅除尘技术机理研究

粉尘中的微细颗粒即呼吸性粉尘粒径小于54对人体危害最大。它们粒径小相对面积大吸附性强扩散面宽容易吸附煤烟中的致癌物质，与肺癌的发病率有明显的相关性。因此，必须加强工矿企业粉尘防治，特别是对微细颗粒的污染治过去在冶金矿山企业防尘技术措施中，水膜泡沫冲激式除尘器占绝大部分，这些除尘器对微细粉尘的汴化效率低，+能满足1前防尘除尘的技术要求。布袋除尘器和静电除尘器具有除尘效率高，千除尘器在矿山无法正常使用。荷电水雾湿式振弦栅除尘就是在湿式除尘中再，加新的水雾荷电和振弦栅声频效应而设计的，以求得对微细粉尘的高效捕集1荷电水雾除尘第1台荷电水雾除尘器。迄今，美国日本法国英，加拿火及前苏联等国家对此项技术均做过广泛而深入的试验研究。国内20世纪80年代后期也开展了些研允。在抑尘技术中，荷电水雾除尘是种较为有效景。荷电水雾除尘是湿法除尘的种改进，是电法与湿法这两类除尘方法的结合，把水喷成雾，在喷雾少耗水量。1.1水雾荷电方法1.1.1电晕荷电电晕荷电是让水雾通过电晕场，电晕场中的粒子在电场的作用下向水雾充电。水雾带电极性由电晕极性而定。负电晕带负电，正电晕带正电。电辈过程发生于屯极和接地极之间，电极之间国家科技部九，攻关项目国科发财字21536号。吴棍，北京化工大学化学工程学院，硕士研宄生。129北京市朝阳区北环东路15号。间时，将在百分之儿秒的时间内灿，掎俘获气体离子而导致荷电。在相同电压下通常负电晕电极产生较高的电晕电流，且击穿电压也高得多。因此，工业气体净化通常采用稳定性强能够得到较高操作电压和电流的负电晕极。电晕荷电下，水雾荷电量可用下式，心为雾滴相对介电常数为雾滴所处位进的场强7为雾滴半径。1为雾滴在电场中停留的时间，8；1为荷电时间常数，当⑷盹达到饱和荷电其荷电钻为93e，由式2可知，饱和荷电量主要取决于雾滴半径和电场强度。而雾滴半抒以平方的形式出现在公式中，因此雾滴半径是影响雾滴荷电量的主要因素2感应荷电感应荷电是外加屯压直接加感应圈上，喷嘴设在感应胗的中心，这样，水雾迪过高压感应与接地喷嘴之间的电场时，电场中有大量的运动离子，从而使由喷嘴喷出的水雾带上与感应环相反极性的电荷。此法控制水雾荷电量及荷电极性比较容易，可以在不太高的电压下获得较高的水雾荷质比，也是种有效的荷电方式。感应荷电1水雾带屯帚为环上的电压。从上式可以看出雾粒获得荷电量的大小取决于感应环上施加的电压感应环半径中间雾滴区半径等闪素。感应环半径越小，雾滴荷电量越大。但坫感应环小，荇易使雾滴接打到感应环，弓起电晕以至形成短路。为了解决这个问，同时也为了史好地零化，旭常采用商压气流引肘的办法。带电极性受喷嘴材料喷水量水压等因素影响。此法带电性和荷电量较难控制，荷电也不够充分。1.2水雾荷质比在水雾荷电技术中，通常用水雾的荷质比作为评价水雾荷电鼾多少的参数。荷质比即单位质量的雾滴所荷的静电荷此用13来，电位为1由于每个雾滴的荷电量大小是不等的，且每个雾滴影响而不断变化的，因而测定单颗雾滴的带电量无实1小总义……在现有条件也七法准确测记，有测定平均荷质比，才能从总体上反映出荷电水雾越高，特别是对呼吸尘，降尘效率随着水雾荷质比的提高成直线上升。2水雾捕尘部分1通喷，洒水对呼吸尘捕集效率很低，这是因为呼吸尘的惯性小，极难被水雾所捕集。并且即使有少数呼吸尘和水雾粒相碰撞，由于凝聚力小，容易再分离。而荷电水雾捕尘除了具有普通喷雾洒水捕尘的全部机理外，还具有电力作用，就能够有效捕集呼吸尘。2.1水雾捕个机理水雾之所以能捕集空气中飞扬的粉尘，是靠惯性碰撞截留重力静电力扩散等多种机理的综合作用。对于大颗粒粉尘，在低速条件下，重力和截留起主要作用；对于微细粉尘，静电力扩散等因素起主要作用。水雾荷电后，其捕尘机理主要是惯性碰撞截留和静电力。2.1.1惯性碰掩气流在运动过程中如果遇到雾滴，会改变气流方向，绕过物体进行流动，其中细小的尘粒随气流起绕流。而粒径较大和重度较大的尘粒由于具有较大的惯性，使得它们不能沿流线绕过雾滴，仍保持其原来方向运动而碰掎到雾滴，从而被雾滴捕集。2.1.2截留作用假设不考虑尘粒的质量，当尘粒沿气体流线随着气流直接向零滴运动时由于气流流线离雾滴面的距离在个粒半径范围以内，则该尘粒勾雾滴接触并被捕集。只3给出的对势流下的截留效率为由式6可，截留效率随尘粒直径的增加和雾滴直径的减小而增高。对截留捕尘起作用的是尘粒2.1.3扩，效应很细小的尘粒，特别是直径小于0.1的粉尘，在气流中受到气体分子的撞击后，并不均衡地跟随流线是在气体中作布朗运动。由于这种不规则的热运动，在紧靠雾滴附近，微细尘粒可能与雾滴相碰撞而被捕集，称为扩散效应。随着粉尘颗粒减小，流速减慢，温度的，加，尘粒的热运动加速，从而与雾滴的碰掎概率岜就增加，扩散效应增强。孤1.1的算式为数，它的倒数是征扩散沉降的特征数。2.1.4静电效应由于外加电场或感应等作用，讨能使水零荷电，或尘粒荷电，或两者荷极性相反的电荷，这些都将增加尘粒与捕尘体碰撞的可能性，这种捕尘机理称为静电效应。粉尘不荷电时，1水雾带屯使粉尘颗粒上产生感应符相反的镜像电荷，由此仵两片之间产生吸引力，捕尘效率为若粉尘也荷此7水雾和粉尘之产卞库仑力，如果两者的符号相反则为吸引九否则为排斥力。为提高捕尘效率，通常都利用两者之间的吸引力。捕尘效率为枳水雾粒的电1量，12；0为水客粒荷1盼。，为粉尘荷电量，0！；1为，1修正系数。22总捕集效率在实际除尘过程中，经常是几种机理的联合作用，这时的捕集效率要高于某种单独机理的捕集效率。然而，总捕集效率并不简单地等于各种机理捕集效率的叠加，因为种粒径的尘粒可以因不同机理而被捕集，但只能计算次。假如前面所述的各种机理是相互独立的，则各种机理的单颗水雾的总捕集效率了以下式计算水，是大量+同直径的单颗粒水雾粒所组成量；叮人冰雾讪尘效率从述分析以出，水雾粒径是影响捕尘效率的重要因素。水雾粒径越小，捕尘效率越高。但是实际喷雾降尘时，当雾粒径太小时，雾粒的蒸发与破裂过程进行过快。使小液滴数目增多，造成效率降低。国内外学者的大量试验和研究证明，雾粒直径50150时对微细粉尘捕集效率最好。3振弦栅声凝聚效应3.I湿式振弦栅除个技术湿式振弦栅除尘是近年来发展起来的种新机理除尘技术，优点是除尘效率高，特别是对呼吸尘的除尘效率可达8090，而且工作阻力较小处理风量较大自净效果好。其降尘机理是将细丝绕制成较密的几排形成振弦栅，当含尘气流通过振弦栅时，气流带动栅丝振动，利用振动产生的声凝聚效应，增强粉尘与粉尘粉尘与雾粒间的碰撞凝聚作用，从而达到高效降尘的的，3.2振弦栅的广凝聚效应由声学原理知，在声波作用下，处于声场中的粒子会产生振动。小粒子振动速度大，大粒子振动速度小，结果使大小不同的粒子进行大量的1动力凝聚，相互碰撞，结合成大粒子，当粒子变得足够大，不能跟随声波振动时，粒广只能作无规则的运动，并继续碰撞粘1凝聚变大，最沉淀下来。粒子之间产生最强凝聚效应时的声振动频率按下式计算聚效应时的广振动频率。口为体的动力粘滞系88；为大粒子直径，为小粒子直径，阳；印为大粒子密此为小粒产密度。由上式可以看出，小粒子之间产生最强声凝聚效应所需声波频率较高。对于呼吸尘，所需声波频率为200出以上。另外，由于振动使粒子与介质之间产生相对速度，当介质在两粒子之间穿过时会被加速。根据伯努利定理，此时的介质压力降低，给了粒子以相互吸引而接触的机会。同时，声波的辐射压力作用于粒子面，也会促使粒子沉积到声驻波的波腹上而产生凝并。3.3影响振弦栅除尘效率的因素振弦栅衬料，应根据振弦栅所接触粉个的屈朴。，选，的振弦栅村料。如接触的是煤；尘，选，龙丝或合金钢丝。都易于济洗，而介金钢丝使用寿命较长。对振弦栅材料选用不当会影响除尘器的除尘效率，从而影响振弦栅的使用寿命。振弦栅的振动频率。振弦栅的振动频率应大于粒子之间产生最强声凝聚效应时的声振动频率。振弦栅的过流风速。振弦栅的过流风速越大，振弦的振幅越大，其声凝聚效应越显著，降尘效果越好。但振弦栅的过流风速太大易造成振弦栅的损坏，理论研宄及实戕正明，振弦栅的过流风，以4振弦栅的层数，振弦栅的层数直接影响到除尘器的性能参数。在除尘器消耗功率定的情况厂，层数越多，虽除尘效率较高，但当层数达到定数量时，阻力很大，除尘效率却提高不多。实验明，过滤板钢丝层数1016层为宜。具体选择要根据振弦栅所选的材料及除尘效率的要求，通过试验确定层数。4结论由以上分析可，影响荷电水雾湿式振弦栅除尘效率的因素主要有以下儿个方面雾粒直径50150时对微细粉尘捕集效率最好。水雾荷质比是评价水雾荷电性能的重要参数。水雾荷质比越大，则捕集效率就越高。含尘风流的速度以1216，18为最佳。选择合适的振弦栅的材料振动频率以及振弦栅层数，是获得最佳声凝聚效应的重要因素。1马广大，等编。大气污染控制工程。北京中国环境科学出版社，3周文俊。粉尘凝并的荷电水雾试验。工业安全与防尘，19914谭天钓，梁凤珍编。工业通风除尘技术。北京中国建筑工业出5张设计，李文树。湿式振弦栅除尘器除尘机理探讨。煤炭工程收稿日期200+059联合岗关注铁矿石产能的增加，信息苑据海外媒体报道由于新建铁矿石产能快速，加，联合国对此己经出关注。联合国贸易和发展会议周的报告揭，2009年全球将有4.5亿新建铁矿石产能，而其中的2.5亿1不管市场如何变化都将投产。，1担心大量新建铁矿石产能在未来3，4年将打压需求，如果中国的需求不象预计的那么高，情况将会更加糟糕。由于中国进口需求，长率为33，世界铁矿石产量2003年增长10至12亿1以上。中国铁矿石进口需求增加至1481万成为世界最大的铁矿石进口国中国韩国和曰本占世界铁矿石进口量的60.2003年铁矿石贸易量达到创纪录的5.8亿较2002年增加8.4.巴西是世界最大的铁矿石生产国和第大出口国，产量和出口量分别为245亿3和1.84亿3，澳大利亚是第大生产和最大出口国，产量和出口量分别为212亿和1.875亿。由于美国钢铁工业持续低迷，2003年美国球团矿产量减低59至4850万1.铁矿石生产大巨头只0出，和册，8咖1占世界产量的36，而占有海上贸易量的70他认为铁矿石价格2005年还将上宏。1足谅于产能的持续，加，价格上涨幅度将较2004年温和。转摘自冶金矿山动态，jklifred超声波干雾抑尘系统=38