网络技术-网络基础-稀土钨热电子发射式高温静电除尘器阴极特性和除尘性能许津津.pdf

该文档主要探讨了一种利用稀土钨热电子发射式高温静电除尘器的技术，这是一种高效去除高温气体中粉尘的设备。文章的核心在于对这种新型除尘器的阴极材料、伏安特性、损耗机理以及除尘性能的深入研究。 研究涉及了几种稀土钨阴极材料的制备，包括La-W、Ce-W、Y-W、La-Ce-W、La-Y-W，这些材料具有不同的有效逸出功，如La-W的有效逸出功为2.88 eV。在高于1173 K的温度下，使用这种稀土钨阴极的静电除尘器能够以较低的工作电压运行，相较于传统静电除尘器更为节能。 实验显示，阴极的伏安特性受到电压、温度、气氛和环境压力的影响，其中发射电流密度与温度和电压成正比。在1073、1173 K的温度下，不同气氛（N2、CO2、空气）对发射电流密度的影响顺序为N2 > CO2 > 空气。随着温度升高，气氛对伏安特性的影响减弱。在含氧气氛中，阴极表面的稀土元素可能被氧化，导致材料损耗，影响其工作寿命。 飞灰的比电阻在高温下随温度升高而降低，符合Arrhenius方程。粉尘粒径、化学成分（尤其是碱元素和铁）对比电阻有显著影响。实验表明，提高电压能显著提高除尘效率，而在特定温度和粉尘浓度下，电压过高或过低都会降低除尘效率。极间距和荷电区长度也对除尘效率有直接影响。 在双区管式除尘系统中，温度、荷电电压和收尘电压的提升都能提高除尘效率。在高温环境下，这种除尘器能有效地捕集大于10 μm的颗粒，合理设定工况可实现95%以上的除尘效率。 数值模拟揭示了稀土钨阴极与阳极间气体电离的过程，其中电子发射导致空气电离并在壁面形成高离子浓度区域。温度和电压的增加会扩大这个高离子浓度区域。粉尘荷电量随温度升高而增加，但随着颗粒径向长度增加，荷电量会减少。 计算结果表明，除尘器对不同粒径颗粒的捕集效率受温度、电压、入口流速和除尘器长度的影响。在一定条件下，大于5 μm的颗粒可以被完全捕集，而除尘效率随电压的增加和入口流速的降低而提高。 这篇论文提供了关于稀土钨热电子发射式高温静电除尘器的详细研究，包括其核心部件的材料特性、工作原理和优化参数，为这类除尘器的进一步研发和实际应用提供了理论支持和实验依据。