實(shí)驗(yàn)名稱：異極性荷電粉塵在電場(chǎng)中的收集

研究方向：隨著工業(yè)的不斷發(fā)展和人們生活水平的提高，能源急劇增長(zhǎng)，由此導(dǎo)致的大氣污染問(wèn)題日趨突出，嚴(yán)重威脅人類(lèi)生存環(huán)境，阻礙經(jīng)濟(jì)健康可持續(xù)地發(fā)展。盡管除塵技術(shù)已經(jīng)比較成熟，粉塵污染也得到了一定控制，但總體水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距較大，除塵效率不高，尤其是細(xì)微粉塵收集效率更低。因此需要一種全新的除塵器，電凝并除塵裝置由于能夠有效的收集亞微米級(jí)粉塵而備受人們的青睞。本研究將對(duì)異極性荷電粉塵在交變電場(chǎng)及脈沖電場(chǎng)中的凝并行為進(jìn)行更為深入的探討。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?duì)于研發(fā)的新型放電反應(yīng)器進(jìn)行驗(yàn)證，分析脈沖電場(chǎng)的荷電機(jī)理，提高異性荷電粉塵收集效率。

測(cè)試設(shè)備：信號(hào)發(fā)生器、ATA-7050高壓放大器、電壓探頭、DBD放電器、示波器、電流探頭、轉(zhuǎn)子流量計(jì)等。

圖：異極性荷電粉塵在交變電場(chǎng)中的實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：實(shí)驗(yàn)用粉塵為兩種平均粒徑分別為0.5um與2um的硅粉，并由自制虹吸式發(fā)塵器產(chǎn)生。通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入發(fā)塵器的氣體流量與虹吸管高度來(lái)控制發(fā)塵速率，實(shí)驗(yàn)中固定氣體流量為10L/min，虹吸管高度為100mm，此時(shí)測(cè)得發(fā)塵速率為10mg/s。除塵效率采用重量法測(cè)定。對(duì)比這兩類(lèi)不同粒徑粉塵在有無(wú)靜電凝并條件下，除塵效率隨板-板除塵器間平均場(chǎng)強(qiáng)變化關(guān)系，并考察DBD放電器所加交流電壓值對(duì)粉塵凝并效果的影響。

為了研究在靜電凝并條件下集塵器對(duì)粉塵的收集效果，實(shí)驗(yàn)對(duì)凝并區(qū)DBD放電器施以不同的交流電壓，考察此時(shí)集塵器對(duì)粉塵的收集效果。下圖圖2是使用示波器采集到的典型的電壓電流波形。從電壓波形上可以清楚的看到對(duì)DBD放電器施加的為典型的交流電壓，電壓值在正負(fù)之間不斷變化，保證了對(duì)粉塵的異極性荷電，但從電壓波形上沒(méi)有看到明顯的放電現(xiàn)象。不過(guò)從電流波形上顯示的大量脈沖電流證明了電暈放電的發(fā)生。

圖2：典型的電壓電流波形

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：對(duì)凝并區(qū)DBD放電器分別施加2kV、4kV、6kV、8kV(均方根值)高壓放電的實(shí)驗(yàn)條件下，平均粒徑為0.5um粉塵的除塵效率隨集塵區(qū)平均場(chǎng)強(qiáng)的變化關(guān)系如圖3所示。從圖中可知，隨著凝并區(qū)DBD放電器放電電壓的升高，集塵器對(duì)0.5rm粉塵的除塵效率也隨之提高。當(dāng)集塵器板間平均場(chǎng)強(qiáng)為5kV/cm，凝并區(qū)不加電壓時(shí)，0.5rm粉塵的除塵效率為88%，提高凝并區(qū)電壓到8kV，此時(shí)粉塵的除塵效率可達(dá)96%。除塵效率的提高主要是因?yàn)榉蹓m在凝并區(qū)被交變電場(chǎng)荷電后,發(fā)生凝并現(xiàn)象,使得小粒徑粉塵相互結(jié)合進(jìn)而凝聚為較大粒徑粉塵，從而提高了集塵區(qū)的集塵效果。凝并區(qū)DBD放電器所加電壓越高，粉塵荷電與凝并效應(yīng)越明顯，除塵效果也就越好。

另外，從圖3中還可以看到當(dāng)凝并區(qū)電壓從6kV提高到8kV時(shí)，除塵效率不如電壓由2kV到4kV和由4kV到6kV時(shí)提高的明顯。分析原因可能是由于在本實(shí)驗(yàn)條件下，凝并區(qū)電壓升高到一定值以后，粉塵的凝并效應(yīng)達(dá)到了飽和，致使除塵效率不再有進(jìn)一步的提高。

高壓放大器推薦：ATA-7050

圖：ATA-7050高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

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審核編輯 黃宇