外加電場作用下顆粒層除塵器過濾性能的數值研究

摘要：【目的】研究外加電場和細顆粒物粒徑對固定床顆粒層除塵器（granular bed filter，GBF）過濾性能的影響。【方法】建立GBF的三維過濾模型和電場力模型并驗證其準確性；研究有、無外加電場及不同電場強度情況下GBF對粒徑為1～21μm的細顆粒物的過濾情況，并分析不同粒徑的細顆粒物在GBF內部的分布規律。【結果】外加電場的存在能顯著提高GBF對粒徑為3～21μm的細顆粒物的過濾效率，且外加電場強度越大，細顆粒物粒徑越大，GBF過濾效率提升越明顯；隨著粒徑的增大，細顆粒物在堆積顆粒層內部的分布更加集中在高氣流速度區域，且更容易通過堆積顆粒層與GBF壁面之間形成的通道；外加電場的存在使得堆積顆粒層內部的細顆粒物數量減少，分布散亂，且大粒徑細顆粒物在GBF壁面附近區域發生較大規模聚集。【結論】外加電場和細顆粒物粒徑的增大與GBF內部細顆粒物的分布規律密切聯系，且對GBF過濾性能的提升發揮積極作用。

關鍵詞：顆粒層除塵器；電場；細顆粒物；過濾效率；數值模擬

中圖分類號：TK284.5文獻標志碼：A

引用格式：

朱康寧，李源，沈小又，等.外加電場作用下顆粒層除塵器過濾性能的數值研究［J］.中國粉體技術，2024，30（3）：88-99.

ZHU K N，LI Y，SHEN X Y，et al.Numerical study on filtration performance of granular bed filter under applied electric field［J］.China Powder Science and Technology，2024，30（3）：88?99.

細顆粒物廣泛存在于工業生產、日常生活和自然環境中，對大氣環境質量、人體健康及精密工業設備等均存在重要影響，細顆粒物的脫除成為當前亟待解決的問題之一［1-3］。顆粒層除塵器（granular bed filter，GBF）是以硅砂、礫石、礦渣或焦炭等顆粒作為濾料，脫除含塵氣流中細顆粒物的一種過濾式除塵器，具備除塵效率高、耐高溫高壓、耐腐蝕磨損、成本低廉，結構簡單等優點，被認為是最有前途的含塵氣體凈化技術之一，已被廣泛應用于能源、化工、冶金、環保等領域［4-6］。……