荷电颗粒过滤压降模型的研究

对燃煤电站锅炉排放的细颗粒物的控制技术的研究一直是除尘技术研究的热点，而静电与布袋相结合的电袋除尘器技术是最有前景的解决方法。但由于对荷电颗粒过滤的深入研究还很缺乏，电袋除尘器的设计目前还缺乏可靠的理论依据。核心问题是过滤压降与荷电颗粒参数之间的关系未被揭示清楚，从而无法获得颗粒在布袋上的沉积分布规律。本项目将从理论分析、实验研究以及数值计算模型三个方面对荷电颗粒过滤开展系统的研究工作，以揭示荷电颗粒过滤压降与颗粒的粒径、荷电量、数目的关系，研究内容包括：（1）引入静电力无量纲参数，推导荷电颗粒过滤压降的关系式；（2）基于颗粒荷电机理，研制颗粒荷电装置；（3）实验研究荷电颗粒过滤压降变化规律；（4）测量荷电颗粒过滤形成的颗粒层的空隙率；（5）实现并验证荷电颗粒过滤压降的CFD模型。本项目的研究成果将进一步完善荷电颗粒过滤压降的理论，并为电袋除尘器的设计提供理论依据以及计算工具。

对燃煤电站锅炉排放的细颗粒物的控制技术的研究一直是除尘技术研究的热点，而静电与布袋相结合的电袋除尘器技术是最有前景的解决方法。但由于对荷电颗粒过滤的深入研究还很缺乏，电袋除尘器的设计目前还缺乏可靠的理论依据。核心问题是过滤压降与荷电颗粒参数之间的关系未被揭示清楚，从而无法获得颗粒在布袋上的沉积分布规律。本项目从理论分析、实验研究以及数值计算模型三个方面对荷电颗粒过滤开展系统的研究工作，理论分析了过滤压降与颗粒粒径的关系，进一步发展了电晕电场的数值计算方法，并基于电晕放电离子的扩散荷电原理设计颗粒荷电装置，还深入研究了滤料的电特性，实验研究了颗粒荷电、滤料电特性对于PM2.5颗粒过滤效率的影响，基于拉格朗日方法与欧拉方法，根据滤料表面的颗粒沉积的物理过程，发展了过滤过程的CFD模拟模型。