粉尘预荷电与荷高压导电多孔陶瓷管耦合的除尘新技术研究

2.4预荷电器开启-导电多孔陶瓷管荷电条件下除尘过程研究

预荷电器开启-导电多孔陶瓷管荷电条件下气体压降和除尘时间的关系曲线见图9。

图9预荷电器开启-导电多孔陶瓷管荷电条件下气体压降和除尘时间的关系曲线

由图9可见，除尘过程的60min内，气体压降从初始的1257Pa上升到2044Pa，仅上升了787Pa，为无荷电条件下粉饼压降(4300Pa)的0.183倍，其原因除了粉尘颗粒荷电后互相排斥而导致粉饼疏松以外，还包括导电多孔陶瓷管和荷载粉尘因静电力而互相推斥，使粉饼与导电多孔陶瓷管之间的结合松散，所以形成的粉饼压降进一步减小。

因此，对粉尘进行预荷电和利用荷电的导电多孔陶瓷管来推斥带电粉尘都可提高粉体的过滤性能，其中前者的效果更加明显。

除尘实验结束后对导电多孔陶瓷管反吹再生，所得堇青石粉饼质量同样为1000g。在相同堇青石粉饼质量(1000g)的情况下，粉饼压降仅为无荷电条件下40min粉饼压降(2747Pa)的0.286倍，仅为预荷电器关闭-导电多孔陶瓷管荷电条件下40min粉饼压降(2509Pa)0.314倍。

因此，可以推断使用粉尘预荷电技术，并在导电多孔陶瓷管表面荷载与粉尘相同电性的高电压，可显著提高粉尘的滤过性能，即使在2.5m/min的高气布比下也同样能获得高效、稳定和长时间的除尘效果。

2.5不同实验条件下粉饼形貌的比较

不同实验条件下导电多孔陶瓷管表面堇青石粉饼层的形貌见图10。

图10不同实验条件下导电多孔陶瓷管表面堇青石粉饼层的形貌

无荷电条件下导电多孔陶瓷管表面堇青石粉饼光滑平整(见图10(a))，很可能因为粉饼层较致密，其气体压降较高，不利于后续的过滤。预荷电器关闭-导电多孔陶瓷管荷电条件下导电多孔陶瓷管表面堇青石粉饼和无荷电条件下的情况非常接近，堇青石粉饼同样平滑致密(见图10(b))，说明仅给导电多孔陶瓷管荷电不能对除尘过程带来明显改善。

预荷电器开启-导电多孔陶瓷管不荷电条件下导电多孔陶瓷管表面堇青石粉饼明显表现出了粗糙的表面形貌(见图10(c))，这很可能因为粉尘颗粒间的静电推斥作用导致颗粒堆积不规则，产生了相对疏松的粉饼。

预荷电器开启-导电多孔陶瓷管荷电条件下导电多孔陶瓷管表面堇青石粉饼表面类似海绵的凹凸和花纹更加明显(见图10(d))，这可能因为粉饼在粉尘荷电与导电多孔陶瓷管荷电这两个因素的共同作用下更加疏松多孔，所以气体压降更低，利于除尘过程的进行。可知，导电多孔陶瓷管表面粉饼层的形貌与粉体颗粒是否荷电具有高度的相关性。

3结语

研究了采用预荷电器对粉尘进行荷电、同时向导电多孔陶瓷管荷载高电压这两个技术手段对多孔陶瓷管过滤除尘过程的促进作用。研究发现，在2.5m/min的气布比下，使用以上两项促进技术时，60min内除尘模块的粉饼压降从无电荷条件下的4300Pa左右降低至仅787Pa，降低了81.7%;在相同堇青石粉饼质量(1000g)的情况下比较，粉尘预荷电与荷高压导电多孔陶瓷管耦合的除尘新技术方案下的粉饼压降仅为无荷电条件下40min粉饼压降的0.286倍。

该显著促进作用可能的原因在于：(1)粉尘颗粒之间因电荷相同而存在显著斥力，形成的粉饼层较疏松，气体压降较小，利于进一步收尘；(2)导电多孔陶瓷管表面荷载与粉尘颗粒相同性质的电荷，使两者间发生明显的推斥作用，使粉饼层与导电多孔陶瓷管表面的结合松散，除尘模块的气体压降进一步减小。

可见，粉尘预荷电与荷高压导电多孔陶瓷管耦合的除尘新技术有望显著提高多孔陶瓷管过滤除尘操作的气布比，同时大大降低其气体压降并延长反吹再生周期，这对提高多孔陶瓷管除尘技术的市场竞争力具有重要意义。

《环境污染与防治》作者：刘海弟;李伟曼;陈运法;钱均新;何卫平;冯家迪

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