بررسی اثر هندسه‌های مختلف الکترود تخلیه بر عملکرد ته‌نشین‌کننده الکتروستاتیکی صفحه‌ای الکترود خاردار

از اوایل قرن بیستم، ته‌نشین‌کننده‌های الکتروستاتیکی به‌عنوان یک تکنولوژی مهم صنعتی شناخته شده و به‌عنوان یک تجهیز کنترل آلودگی هوا در کاربردهای صنعتی نظیر کارخانه سیمان و ژنراتورهای موتور دیزلی استفاده می‌شوند. با وجود راندمان کلی بالای ته‌نشین‌کننده‌های الکتروستاتیکی، راندمان کسری به ازای ذرات زیرمیکرون نسبت به ذرات بزرگتر پایین بوده است. از طرفی قوانین مربوط به ذرات ریزی که توسط فرآیند‌های صنعتی به هوای محیط تزریق می‌شوند، روز به روز سخت‌گیرانه‌تر شده است (به‌عنوان مثال، کاهش 30 درصدی مقدار مجاز انتشار ریزگرد توسط نیروگاه‌های حرارتی چین از سال 2012 به 2014). بنابراین، نیاز به انجام تهمیداتی به‌منظور بهبود عملکرد این تجهیز در مواجهه با این ذرات بیش از پیش حس می‌شود. در این مقاله با ارائه فرمولاسیون مربوط به فرآیندهای مختلف درون ته‌نشین‌کننده الکتروستاتیکی و مدل‌سازی عددی سه‌ بعدی آنها، مشخصه‌های الکتریکی و الکتروهیدرودینامیکی و همچنین راندمآنهای جمع‌آوری ذرات زیرمیکرون برای یک ته‌نشین‌کننده در ابعاد آزمایشگاهی با الکترودهای خاردار مختلف مورد بررسی قرار می‌گیرد. بدین منظور، خطوط شارش هوا و راندمان جمع‌آوری ذرات با قطر 0/25 الی 1/5 میکرومتر برای الکترودهای خاردار دوجهته و تک‌جهته ارزیابی و مقایسه شده است. نتایج به‌دست آمده حاکی از آن است که برای ذرات با قطرهای 0/25 الی 1/5 میکرومتر، ته‌نشین‌کننده با الکترود خاردار دوجهته بهترین آرایش الکترود تخلیه بوده است. اثر نرخ شارش جرم ذرات بر راندمان ته‌نشینی ذرات ریز برای الکترود خاردار دوجهته نیز بررسی شده است. شبیه‌سازی‌ها نشان داده است که با افزایش نرخ شارش جرم ذرات در ورودی، راندمان ته‌نشینی ذرات کاهش می‌یابد.

An Investigation on the Effect of Different Discharge Electrode Geometries on the Performance of the Spiked ElectrodePlate Electrostatic Precipitator

Since the early twentieth century, electrostatic precipitators have been recognized as an important industrial technology and have been used as air pollution control devices in industrial applications such as cement plants and diesel engine generators. Despite the high overall efficiency of electrostatic precipitators, the fractional efficiencies for submicron particles are lower than that of larger particles. On the other hand, the laws on particulate matter injected into the ambient air by industrial processes have become increasingly stringent, for example, there has been a 30 percent reduction in the permitted amount of particulate matter emission by the Chinese thermal power plants regulators from 2012 to 2014. Therefore, the need to take precautions to improve the performance of this equipment in the face of these particles is felt more than ever. In this paper, by presenting the formulations related to various processes within the electrostatic precipitators and their threedimensional numerical modeling, the electrical and electrohydrodynamic properties as well as, the submicron particle collection efficiencies for a precipitator in laboratory dimensions with different spiked electrodes are investigated. For this purpose, airflow lines and particle collection efficiencies with a diameter of 0.25 to 1.5 μm for bidirectional and unidirectional spiked electrodes have been evaluated and compared. The results indicate that for the particles with diameters of 0.25 to 1.5 μm, the twoside spiked electrode is the best discharge electrode arrangement for collecting submicron particles. The effect of particle mass flow rate on the deposition efficiency of fine particles for a twoside spiked electrode has also been investigated. The simulations show that the particle deposition efficiency decreases with increasing particle mass flow rate at the inlet.