电晕放电与传热耦合驱动湿烟气中细颗粒物脱除及水分同步回收研究

本文创新性地将电晕放电(WESP)与传热(PTHE)耦合，开发了相变条件下的湿式静电除尘器多场耦合模型。研究发现离子风作为关键纽带，在32 kV电压下使烟气温度降低3.7 K，促进亚微米颗粒(<0.1 μm)生长并提升荷电效率，同时实现13.4%的最高水回收率，为开发新型冷凝式WESP提供理论支撑。

　　

Highlight亮点

电晕放电与传热协同作用显著提升细颗粒物脱除效率，同时实现烟气水分回收，为工业烟气治理提供创新解决方案。

Corona discharge电晕放电

电晕放电是烟气颗粒分离的核心过程。放电电极在高压作用下产生强静电场，通过泊松方程(Poisson equation)描述的电位分布(φ)和电荷密度(ρ_charge)，其中包含离子空间电荷(ρ_ion)和颗粒空间电荷的双重作用机制。

Conception of the condensing-type WESP冷凝式WESP设计理念

通过整合相变热交换(PTHE)与湿式静电除尘器(WESP)的核心功能，新型冷凝式WESP实现了温度场与电场协同优化。可视化分析显示，该系统能同步调控气体温度、水蒸气浓度与离子密度分布。

Conclusions结论

本研究建立的多场耦合WESP模型，首次将颗粒生长过程纳入传热-放电耦合体系。虽然仍需通过结构优化提升颗粒捕集效率，但该模型为开发兼具颗粒脱除与水回收功能的冷凝式WESP奠定了理论基础。