磁場、霧化共同作用下電暈放電機理及對微小顆粒荷電與捕集的研究.pdf

1、磁場霧化電暈放電技術是一種新式的電暈放電技術，在粉塵去除方面有獨特的優(yōu)勢，不僅免清洗，而且效率高，在粘性粉塵去除方面有良好的應用前景。本課題研究了磁場電暈放電、霧化電暈放電和磁場霧化電暈放電的放電特性以及荷電特性，為磁場霧化電暈放電荷電器和磁場霧化電暈放電除塵器的實際應用奠定了理論基礎。
　　 本課題的主要研究內(nèi)容和結論如下：
　　 1)將磁場作用下的電暈放電和霧化電暈放電有效的結合在一起，設計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，而且通過其對粉塵荷電后，更有利于靜電捕集器捕捉細小的粉塵，為進一步設計更先進的去除粘性粉塵的裝置提供了參考。
　　 2)研究了磁場作用下電暈放電的放電特性，指出了電流的變化規(guī)律。磁場負電暈放電中，放電電流的增長可能是因為磁場使自由電子發(fā)生偏轉或者拉莫運動，增加了自由電子和空氣分子的碰撞次數(shù)，但放電電流的增長僅僅是電暈區(qū)內(nèi)電離過程的增強，和極間非電暈區(qū)自由電子和負離子的偏轉無關。放電電流的增長主要是

3、由兩個因素決定，第一個是電暈區(qū)內(nèi)自由電子和空氣分子的碰撞次數(shù)，第二個是電暈區(qū)內(nèi)電子的平均能量。隨著電場或磁場的變化碰撞次數(shù)和自由電子的平均能量向不同的兩個方向變化，所以放電電流的相對增長存在一個最大值。磁場影響下的電暈放電對靜電除塵器而言，當極間平均電場強度是4 kV/cm時，使電暈區(qū)內(nèi)的平均磁場強度在0.43T左右，電暈放電電流的相對增長最大，此時電除塵器的效率最高。
　　 3)研究了磁場作用下電暈放電荷電機理。利用磁場電暈放

4、電預荷電器和傳統(tǒng)預荷電器分別對細小粉塵進行荷電，然后利用靜電捕集器進行捕集，結果表明磁場電暈放電更適合用于對細小粉塵的荷電。我們推斷磁場電暈放電荷電機理可能是磁場的應用增加了荷電區(qū)負離子濃度。負離子濃度的提高對擴散荷電有利，從而有利于提高去除細小粉塵的效率。因此，說明磁場電暈放電預荷電器對細小粉塵的荷電能力要高于傳統(tǒng)的電暈放電。
　　 4)對接地極霧化正負電暈放電進行了比較。接地極霧化電暈放電中，正電暈放電中存在電暈區(qū)擴大的現(xiàn)象

5、，而負電暈放電中卻不存在這種現(xiàn)象。原因是在接地極霧化負電暈放電中，由于負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)附近的空間電荷對電場的影響增強了。初步分析了接地極霧化電暈放電

6、的電場分布。另外，在接地極霧化電暈放電中，流量要適當。分析了流量對電流和霧化液滴的影響。通過實驗我們知道適當?shù)牧髁坑欣谄饡炿妷旱慕档?，流量過大則起暈電壓隨之增加。當流量恰當時，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、霧化二者共同作用于電暈放電時的相互影響。磁場霧化電暈放電電流增加的可能原因是磁場的應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；也有可能是磁場的應用使電暈區(qū)的放電通道發(fā)生扭曲，使整個電暈區(qū)的密度更加均勻，導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，而起暈電壓則因為空間電荷的影響和放電極曲率的影響降低了。分析了固定磁場強度下，不同流量對放電影響。初步分析了磁場霧化電暈放電的電場分布，磁場霧化電暈放電的電場分布和傳統(tǒng)電暈放電電場的分布一致，只是在磁場霧

8、化電暈放電中空間電荷的濃度更大，對外加電場的影響增加了。
　　 6)磁場霧化電暈放電荷電器作用下，靜電捕集器的效率高于磁場、霧化單獨作用下荷電器的荷電效果。分析原因可能是磁場霧化的雙重效果增加了極間電荷濃度，另外，液滴可能對粉塵粒子的捕集起輔助作用。在磁場霧化負電暈放電中，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與原來電場方向相反，降低了負離子和液滴的遷移速度，所以進一步的增加了荷電區(qū)內(nèi)負離子