磁場(chǎng)、霧化共同作用下電暈放電機(jī)理及對(duì)微小顆粒荷電與捕集的研究.pdf

1、磁場(chǎng)霧化電暈放電技術(shù)是一種新式的電暈放電技術(shù)，在粉塵去除方面有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，不僅免清洗，而且效率高，在粘性粉塵去除方面有良好的應(yīng)用前景。本課題研究了磁場(chǎng)電暈放電、霧化電暈放電和磁場(chǎng)霧化電暈放電的放電特性以及荷電特性，為磁場(chǎng)霧化電暈放電荷電器和磁場(chǎng)霧化電暈放電除塵器的實(shí)際應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。
　　 本課題的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　 1)將磁場(chǎng)作用下的電暈放電和霧化電暈放電有效的結(jié)合在一起，設(shè)計(jì)了一種新式的荷電器。這種荷

2、電器不但可以避免粘性粉塵的粘附，而且通過(guò)其對(duì)粉塵荷電后，更有利于靜電捕集器捕捉細(xì)小的粉塵，為進(jìn)一步設(shè)計(jì)更先進(jìn)的去除粘性粉塵的裝置提供了參考。
　　 2)研究了磁場(chǎng)作用下電暈放電的放電特性，指出了電流的變化規(guī)律。磁場(chǎng)負(fù)電暈放電中，放電電流的增長(zhǎng)可能是因?yàn)榇艌?chǎng)使自由電子發(fā)生偏轉(zhuǎn)或者拉莫運(yùn)動(dòng)，增加了自由電子和空氣分子的碰撞次數(shù)，但放電電流的增長(zhǎng)僅僅是電暈區(qū)內(nèi)電離過(guò)程的增強(qiáng)，和極間非電暈區(qū)自由電子和負(fù)離子的偏轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)。放電電流的增長(zhǎng)主要是

3、由兩個(gè)因素決定，第一個(gè)是電暈區(qū)內(nèi)自由電子和空氣分子的碰撞次數(shù)，第二個(gè)是電暈區(qū)內(nèi)電子的平均能量。隨著電場(chǎng)或磁場(chǎng)的變化碰撞次數(shù)和自由電子的平均能量向不同的兩個(gè)方向變化，所以放電電流的相對(duì)增長(zhǎng)存在一個(gè)最大值。磁場(chǎng)影響下的電暈放電對(duì)靜電除塵器而言，當(dāng)極間平均電場(chǎng)強(qiáng)度是4 kV/cm時(shí)，使電暈區(qū)內(nèi)的平均磁場(chǎng)強(qiáng)度在0.43T左右，電暈放電電流的相對(duì)增長(zhǎng)最大，此時(shí)電除塵器的效率最高。
　　 3)研究了磁場(chǎng)作用下電暈放電荷電機(jī)理。利用磁場(chǎng)電暈放

4、電預(yù)荷電器和傳統(tǒng)預(yù)荷電器分別對(duì)細(xì)小粉塵進(jìn)行荷電，然后利用靜電捕集器進(jìn)行捕集，結(jié)果表明磁場(chǎng)電暈放電更適合用于對(duì)細(xì)小粉塵的荷電。我們推斷磁場(chǎng)電暈放電荷電機(jī)理可能是磁場(chǎng)的應(yīng)用增加了荷電區(qū)負(fù)離子濃度。負(fù)離子濃度的提高對(duì)擴(kuò)散荷電有利，從而有利于提高去除細(xì)小粉塵的效率。因此，說(shuō)明磁場(chǎng)電暈放電預(yù)荷電器對(duì)細(xì)小粉塵的荷電能力要高于傳統(tǒng)的電暈放電。
　　 4)對(duì)接地極霧化正負(fù)電暈放電進(jìn)行了比較。接地極霧化電暈放電中，正電暈放電中存在電暈區(qū)擴(kuò)大的現(xiàn)象

5、，而負(fù)電暈放電中卻不存在這種現(xiàn)象。原因是在接地極霧化負(fù)電暈放電中，由于負(fù)電暈放電可以形成穩(wěn)定的特里切利脈沖放電模式，在電壓突增之后，迅速的降低，這種放電模式限制了能量的連續(xù)輸入，所以抑制了電暈區(qū)的擴(kuò)展。而接地極霧化正電暈放電的多錐射流與平行板間形成的放電類似傳統(tǒng)針-板式正電暈放電，這種放電容易形成穩(wěn)定的輝光放電。在接地極霧化電暈放電中，由于電離得到了一定程度的提升，所以電暈區(qū)附近的空間電荷對(duì)電場(chǎng)的影響增強(qiáng)了。初步分析了接地極霧化電暈放電

6、的電場(chǎng)分布。另外，在接地極霧化電暈放電中，流量要適當(dāng)。分析了流量對(duì)電流和霧化液滴的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們知道適當(dāng)?shù)牧髁坑欣谄饡炿妷旱慕档?，流量過(guò)大則起暈電壓隨之增加。當(dāng)流量恰當(dāng)時(shí)，在接地極霧化電暈放電鐘，液滴粒徑分布以數(shù)十微米的為主。
　　 5)研究了磁場(chǎng)、霧化二者共同作用于電暈放電時(shí)的相互影響。磁場(chǎng)霧化電暈放電電流增加的可能原因是磁場(chǎng)的應(yīng)用使自由電子和空氣分子以及水分子的碰撞次數(shù)增加，而且水分子的電離能小于空氣分子，所以更容易被

7、電離；也有可能是磁場(chǎng)的應(yīng)用使電暈區(qū)的放電通道發(fā)生扭曲，使整個(gè)電暈區(qū)的密度更加均勻，導(dǎo)致電離碰撞的效率被提高。另外，泰勒錐減小了兩極之間的距離，并且泰勒錐尖端的曲率小于放電極曲率半徑，所以在磁場(chǎng)和霧化的作用下，放電電流得到了大幅度的提升，而起暈電壓則因?yàn)榭臻g電荷的影響和放電極曲率的影響降低了。分析了固定磁場(chǎng)強(qiáng)度下，不同流量對(duì)放電影響。初步分析了磁場(chǎng)霧化電暈放電的電場(chǎng)分布，磁場(chǎng)霧化電暈放電的電場(chǎng)分布和傳統(tǒng)電暈放電電場(chǎng)的分布一致，只是在磁場(chǎng)霧

8、化電暈放電中空間電荷的濃度更大，對(duì)外加電場(chǎng)的影響增加了。
　　 6)磁場(chǎng)霧化電暈放電荷電器作用下，靜電捕集器的效率高于磁場(chǎng)、霧化單獨(dú)作用下荷電器的荷電效果。分析原因可能是磁場(chǎng)霧化的雙重效果增加了極間電荷濃度，另外，液滴可能對(duì)粉塵粒子的捕集起輔助作用。在磁場(chǎng)霧化負(fù)電暈放電中，在電暈區(qū)內(nèi)空間電荷積累的量大于其他幾種放電方式，在荷電區(qū)內(nèi)空間電荷形成的電場(chǎng)與原來(lái)電場(chǎng)方向相反，降低了負(fù)離子和液滴的遷移速度，所以進(jìn)一步的增加了荷電區(qū)內(nèi)負(fù)離子