高压静电场中石灰浆射流荷电特性的实验研究

　　摘要： 煤炭在我国一次能源的消费中占主要地位，而由此产生的大气污染是相当严重的。SO2是煤燃烧排放中的主要成分。将静电效应引入石灰浆烟气脱硫中，是烟气脱硫技术发展的新途径。而对石灰浆荷电雾化特性的研究则是石灰浆荷电雾化脱硫技术的关键。本实验中应用皮安表和颗粒图像分析仪等石灰浆荷电雾化试验装置，测定了石灰浆荷电雾化后荷电特性，并定性地研究了颗粒分布。结果表明：雾滴的荷电量与充电电压间存在着线性关系；静电效应的引入能很好地提高石灰浆雾化质量。

　　关键词： 荷电喷雾；荷质比；石灰浆；静电场

　　0 引言

　　本次实验研究是在已有的实验成果的基础上进行的，属石灰浆荷电喷雾的基础性研究。实验在流量恒定的情况下，对电压实行控制，在不同的电压下，利用恒流泵对Ca（OH）2饱和溶液加压，并通过针状喷嘴对进行喷射，再用环状电极对射流施加高压静电，测量并观察荷质比和雾化角，对所得数据和现象进行测试分析，得出荷质比、雾化角及粒径随电压的变化关系。

　　1 毛细管-环电极静电雾化实验台的搭建

　　1.1 主要实验仪器 本次实验中所使用到的仪器主要有：高压静电发生器（GJF-100D型）、皮安表（EST122）、恒流泵（BT1-100）和Winner99显微颗粒图像分析仪（CCD摄像头及其配套软件）。自制实验设备有水箱、环状电极、绝缘台架、网状目标、容器和喷嘴。

　　1.2 实验台的搭建 本实验主要是对液体荷电后喷雾的荷质比进行测量。

　　1.2.1 静电喷雾装置 根据荷质比测量要求，结合本次实验的实际情况，搭建参数可控、调节方便灵活的室内实验台，如图1所示。静电喷雾试验装置由恒流泵产生雾化压力并通过喷嘴产生射流的雾化部分，检测雾滴荷电量的数据采集部分以及供给电极电能的充电装置3部分组成。

　　1.2.2 荷质比测试装置 雾滴的荷电状况在静电喷雾技术研究中始终处于关键地位，雾滴的荷电机理及其测试方法一直是静电喷雾技术探索的目标之一。荷质比的测量方法有网状目标法、模拟目标法和法拉第筒法。根据试验的要求和现有的研究条件，本实验中采用网状目标法建立了室内荷质比测定装置。其工作原理：当荷电雾滴群体到达网状接收装置后形成回路。电荷聚集在目标金属丝网上，当与地面构成回路时，即产生微电流，用精密微安表测出其电流，同时参照恒流泵示值，即可计算出时间t内雾滴群体的平均荷质。

　　1.3 实验环境

　　实验温度：20℃～25℃；

　　湿度：70%；

　　充电方式：感应式充电，应用环状电极；

　　实验参数的控制：定流量，变电压。