靜電除塵電極納米材料吸附效果測試實驗裝置的設計

摘 要:介紹一種靜電除塵電極材料吸附效果測試實驗裝置的總體設計，實驗方法及數據采集對比。這種實驗裝置是根據靜電除塵的工作原理，用它來測試出不同靜電除塵電極材料在高壓電場下的吸附粉塵能力的差別摸擬出在工況條件下材料吸附粉塵效果。

關鍵詞:納米電除塵電極材料測試裝置

中圖分類號:X701文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(a)-0014-02

1 前言

靜電除塵器是利用電場的作用將含塵氣體中的粉塵與氣體分離出來的凈化設備。除塵器的基本工作原理是在電除塵器的放電電極和除塵電極通過高壓直流電，在兩極間維持一個足以使含粉塵氣體分離的高壓靜電場。含粉塵的氣體在通過高壓電場進行電離的過程中，使塵粒帶電，并在電場力的作用下，使帶電塵粒向極性相反的電極移動，沉積在電極上，從而將塵粒從含塵的氣體中分離出來。

靜電除塵器一般由除塵器本體和供電裝置兩部分組成。除塵器本體包括放電電極、收塵電極、氣流分布裝置、清灰機構、絕緣裝置和外殼等部分。

目前，電除塵器中放電電極和除塵電極的材料都是使用普通鋼材，而納米晶帶材具有良好的機械性能、耐腐蝕性能和電磁性能等。為了使納米技術能更快的應用于社會，我們把深度軋制的納米晶帶材應用于靜電除塵器來代替普通的鋼材，電除塵裝備中的吸塵板采用納米晶工業純鐵材料，能提高除塵效率，解決了以鐵、鋼材料為主的電除塵設備的易腐蝕、易磨損、短壽命、低效率等問題。將納米技術應用在高效環保電除塵裝備中是一項集納米技術、電氣技術、機械設計、工程材料等多學科交叉的綜合性課題。可促進納米技術的應用和產業化，具有一定的理論研究價值和實際應用意義。納米技術在高效環保電除塵裝備中的應用研究項目是一項將新材料新工藝應用在電除塵裝備中的高新技術，將納米技術應用在電除塵裝備中，不僅具有開拓創新意識，還將提升納米技術的原創性，是實現納米技術產業化的實踐。

2 設計要求

根據靜電除塵的工作原理和采用納米晶純鐵電極的要求，研制了這種靜電除塵電極材料吸附效果測試實驗裝置。用該裝置測試出納米晶材料和普通材料在高壓電場下的吸附粉塵能力的差別，模擬實際工況條件，測試材料吸附粉塵數據。

在測試裝置中，分別用普通鋼材和納米晶純鐵材料制出的除塵電極。根據高壓電場放電原理，確定了設計參數，并在高壓電場下進行吸附對比試驗。

3 設計參數

空氣流量:8～10m3/h;

粉塵濃度:6000～8000mg/m3;

送塵量:60～80g/h;

高壓靜電電源:輸出DC(直流)0-20000V連續可調。

4 總體方案設計

靜電除塵電極材料吸附效果測試實驗裝置總體方案設計如圖1所示。

5 工作原理

靜電除塵材料吸附效果測試實驗裝置工作原理是由計量送粉器和輔助送風，在一定空氣流量的條件下，將含有一定粉塵量的空氣送入靜電除塵區。在透明密閉的透明玻璃管內產生直流高壓靜電場對粉塵的分離，對于不同的金屬材料除塵電極板在同樣的電場作用下有不同的吸附粉塵的功效，在排氣口用粉塵濃度儀測量排出的空氣粉塵濃度含量。整個實驗系統的閥門，流量計送粉器，直流高壓電源電壓調整，抽氣泵等全部由手動單項控制，在調整送氣流量時，只打開抽氣泵和輔助送風機，螺旋送粉電極關閉。調整好流量后，關閉通往流量計的閥門，打開旁路閥門，開始送粉(打開送粉電機)。

6 總體結構及部件結構

整個管路系統是由四吋和二吋的玻璃管路連接成的，在測試過程中，便于觀察直流高壓靜電場作用下粉塵分離狀況。

6.1 送風(含塵)系統

送風(含塵)系統是由計量送粉器(粉斗容積一升)，輔助送風組成，計量送粉器結構是由調速電機，減速器和螺旋給進方式計量送粉，輔助送風送入靜電除塵區。

6.2 靜電除塵區

將靜電除塵區做成透明玻璃管結構，除塵電極做成方筒型的，兩邊用鋼柱支撐，并用絕緣棒把鋼絲拉緊，鋼絲(放電電極)連接引出線，接高壓電源負極，方筒(除塵電極)連接出引線，接高壓電源正極，設備工作測量時，便于觀察高壓直流靜電場產生電暈現象和除塵電極吸附效果。

7 測量方法

7.1 除塵電極板吸附量計算

針對不同的粉塵環境，可以選擇不同的粉塵根據比重確定送粉量。在抽氣泵出口用粉塵濃度計測量出口濃度，并計算出口粉塵量，其差值就是除塵電極板吸附量。

7.2 測量不同材料電極板粉塵吸附量

分別采用普通鋼材和納米晶材料制成的除塵電極板，就可以判定不同的金屬材料在高壓直流靜電場產生電暈現象和除塵電極吸附量。

8 結論

靜電除塵電極材料吸附效果測試實驗裝置，是根據靜電除塵的工作原理，分別采用傳統的普通鋼材和納米晶純鐵電極板，測試出靜電除塵電極材料在高壓電場下的吸附粉塵能力的差別，可以不用去現場，模擬出各種含不同濃度粉塵的工況環境，測試出傳統的普通鋼材和納米晶純鐵電極板的除塵效果。此設備是遼寧省教育廳科技研究項目《納米技術在高效環保電除塵裝備中的應用研究》(項目號:2004D092)所研制的設備。

參考文獻

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