电凝并脱除可吸入颗粒物的实验研究

摘要

21世纪污染问题将是人类所面临的巨大挑战。随着污染问题越来越严重，在大气颗粒物污染方面，人们己经开始关注可吸入颗粒物浓度PM<,10>和超细颗粒物PM<,2.5>浓度对环境和人体健康的危害和影响。电凝并技术是脱除PM<,10>和PM<,2.5>的有效方法，电凝并技术一直是国内外气溶胶界的一个研究热点。 本文首先对颗粒物电凝并技术的研究进展作了归纳，并对本文中所使用的“电凝并脱除可吸入颗粒污染物”的实验系统做了介绍。 本文使用三种不同的实验方案对模拟烟气中粉尘颗粒进行荷电和凝并：(1)粉尘颗粒在脉冲高压电场中荷电，在直流电场中凝并。通过实验得到荷电电参数变化(脉冲荷电峰值电压Vp、脉冲输出波形、脉冲重复频率f)、不同荷电凝并时间与凝并效率之间的关系； (2)粉尘颗粒在脉冲高压电场中荷电，在低压高频交流电场中凝并。在这一部分实验中主要探讨了交流电场峰值电压Vp'变化、不同放电电极(荷电电极和凝并电极)型式和不同荷电凝并时间对颗粒的凝并效率的影响； (3)粉尘颗粒在有直流基压的脉冲电场中同时进行荷电和凝并，通过改变单位烟气能耗、放电电极根数、凝并时间来讨论凝并效率的变化趋势。通过以上各组实验我们发现高压脉冲对小颗粒有良好的荷电效果，0.5-1.Oμm粒径段的颗粒的凝并效率远远大于相同工况下其它粒径颗粒；当使用正负脉冲和正脉冲放电对颗粒荷电时，获得的凝并效果较好，而负脉冲最差；在使用相同的脉冲电场荷电方式时，低压高频交变电场对颗粒有一定的凝并效果，但是与直流凝并本比效果要差一些；流量对凝并效果有很大影响，流量越大，对应的荷电和凝并时间减少，凝并效果越差； 本文还对带电颗粒再凝并电场中的运动轨迹进行了数值模拟，并对带电颗粒在交变电场中的单个周期内同一横截面上所有颗粒的碰撞频率N进行了理论计算。得到N与交变电场峰值电压Vp'成正比，与交变电场频率f成反比。

目录

文摘

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第一章绪论

第二章 电凝并收集可吸入颗粒物的研究现状

第三章可吸入颗粒物电凝并实验台及实验方法介绍

第四章脉冲荷电电参数变化对凝并效率影响的实验研究

第五章凝并电参数变化对凝并效率影响的实验研究

第六章有直流基压的脉冲电场对颗粒凝并作用的实验研究

第七章颗粒在凝并电场中凝并的数值模拟及理论计算

第八章全文总结

附录

致谢