[发明专利]通过模拟验证的磁约束线板式静电除尘器除尘方法

说明书

本发明涉及一种通过模拟验证的磁约束线板式静电除尘器除尘方法，该方法通过在静电除尘器的颗粒运动区引入磁场，利用磁约束机理改变颗粒运动状态进而提高除尘效率，并采用数值模拟的方法验证了磁场可有效提升静电除尘器的除尘性能。与现有技术相比，本发明具有解决了静电除尘器在高烟气流速下除尘效率低的问题。

技术领域

本发明涉及一种静电除尘器除尘方法，尤其是涉及一种通过模拟验证的磁约束线板式静电除尘器除尘方法。

背景技术

烟气流速是静电除尘器设计的主要参数之一，是指电除尘器处理烟气量与电场断面的比值。为了保证除尘器的除尘效率，按照设计要求，电除尘器的电场流速一般小于或等于1.5m/s，这种流速要求在保证除尘器除尘效率的同时也限制了其单位时间内对粉尘烟气量的处理能力。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种通过模拟验证的磁约束线板式静电除尘器除尘方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种通过模拟验证的磁约束线板式静电除尘器除尘方法，该方法通过在静电除尘器的颗粒运动区引入磁场，利用磁约束机理改变颗粒运动状态进而提高除尘效率，并采用数值模拟的方法验证了磁场可有效提升静电除尘器的除尘性能。

优选地，所述的方法具体包括以下步骤：

1)建立磁约束线板式静电除尘器简化模型；

2)利用磁约束机理改变颗粒运动状态；

3)磁约束作用的验证及分析；

4)磁约束线板式静电除尘器除尘性能分析。

优选地，所述的步骤1)具体为：

在线板式静电除尘器收尘板两端安置两块电磁铁，控制输入线圈电流的大小可得到不同强度的磁场，具体的磁感应强度大小可通过高斯计测量。

优选地，所述的步骤2)具体为：

在二维静电除尘器中施加与电场方向垂直且指向纸面内部的磁感应强度，在电晕线上施加负高压，电场的方向是背向收尘板，自由电子向收尘极运动过程中与尘粒相碰，并附着于粉尘颗粒上使其荷负电，由于电场力的方向指向收尘极，荷电粒子在电场力的作用下朝收尘极方向做抛物线运动，引入磁场后，带电粉尘颗粒受到电场力和洛伦兹力联合作用做螺旋运动，一方面，延长了荷电颗粒在静电除尘器中的停留时间，使荷电更充分，另一方面，改变了荷电颗粒与收尘极的碰撞方向，使得颗粒物更易被约束在收尘极。

优选地，分析洛伦兹力公式和向心力公式后可知，随着静电除尘器烟气流速的提高，颗粒所受的洛伦兹力逐渐变大，磁约束能力表现得更强，颗粒螺旋运动的曲率半径随之变大，颗粒在静电除尘器中运动时间亦随之进一步增加，颗粒荷电量更多，更容易使得颗粒被约束到收尘极上。

优选地，所述的步骤3)具体为：

针对引入磁场装置情形下的线板式静电除尘器，利用Fluent软件计算了除尘效率，得到了不同磁感应强度下烟气流速对PM2.5颗粒除尘效率的影响曲线。

优选地，通过分析所述的影响曲线可知：

(1)不论有无磁约束作用，随着烟气流速的增大，PM2.5除尘效率均呈非线性下降的趋势，并逐渐趋于平缓；

(2)相邻两条曲线的差值随着烟气流速的增大而逐渐变大，说明烟气流速越大，磁场对PM2.5的约束能力越强，即磁场对静电除尘器捕集性能的贡献越多；

(3)在同一烟气流速下，外加磁感应强度越大，颗粒的除尘效率越高，且随着磁感应强度等幅增大，除尘效率的增幅逐步减小，表明磁约束作用可有效地抑制PM2.5颗粒的逃逸，但磁约束作用的提升幅度随着磁感应强度的增大而降低。