线管式稀土钨阴极ESP 除尘特性数值模拟

徐瑞甫 蔡杰 刘雨寒 顾中铸

南京师范大学能源与机械工程学院

0 引言

电除尘技术已经被广泛应用于各行各业并取得了极大成效[1-2]。其中，高温除尘技术更是一种高效率的环保手段。在金属冶炼，电厂以及水泥工业中，都需要应用到高温除尘技术以达到安全、有效除尘的目的。但由于过往科技水平限制，使得现有的电除尘器并不完全符合预期的要求，也不满足环保要求，因此不得不对现有的电除尘器进行优化改造[3-5]。基于此，利用模拟研究来探寻可以改造优化电除尘器的一些方法，以此来提高除尘效率，因此研究带电颗粒在电除尘器内部的运动及捕集特性所得出的有用结论来获得在这些方面的应用具有重要意义[6]。

随着高温静电除尘技术研究的推进，发现高温情况下可导致除尘装置材料性能激变，热膨胀以及工作寿命缩短等问题。从而引发了研究者们对高温除尘装置中的耐高温材料的研究，以稀土钨作为发射电极材料的研究由此开始。其原理是以稀土钨材料为阴极发射出热电子，粉尘与电子接触成为荷电粉尘，电场力的存在使得荷电粉尘受力而被捕集，从而使粉尘得到脱除。

当前关于电除尘器的研究主要集中在常温或中、低温环境，对高温静电除尘器的研究主要集中在实验方面，有关的理论分析也是基于现有半经验公式或运用CFD 数值模拟对宏观除尘效率的近似计算[7-9]。本文采用CFD-DSMC 气固耦合的方法，并开创性的将基于稀土钨作为阴极材料的并且含有温度项的电流密度经验公式引入到电场模型中，从而简化了颗粒在温度场下的受力情况，提高了计算效率。……