第5章试验结果的数值分析
     本章利用样品标号为s的循环流化床锅炉飞灰样品的高压静电脱碳试验的结果，提出了摩擦分散给料器出口飞灰颗粒群的荷电模型，并采用数值计算的方法分析了高压静电分离室的运行参数和结构参数对循环流化床锅炉飞灰高压静电脱碳的分离效果的影响。
       为了对样品标号为s的循环流化床锅炉飞灰样品的高压静电脱碳试验的结果进行数值分析，首先要对循环流化床锅炉飞灰样品作必要的理论上的简化处理。本章的数值分析对循环流化床锅炉飞灰样品做了如下假设:
       1.循环流化床锅炉飞灰样品的以烧失量表征的可燃碳与矿物质是绝对分离分布的。这样的假设包含了两方面的与实际循环流化床锅炉飞灰的差异:一是循环流化床锅炉飞灰的可燃碳真实含量与烧失量表征之间的差异，二是循环流化床锅炉飞灰可燃碳与矿物质相对分离分布与绝对分离分布之间的差异。
       2.循环流化床锅炉飞灰样品的可燃碳颗粒的真密度与颗粒的粒径无关，不随着粒径的变化Ifu变化。显然由十循环流化床锅炉的可燃碳具有惰性碳、各向同性碳和各向异性碳等不同的细致区分，各个细致区分的真密度是不同的;同时各个粒径的颗粒可燃碳与矿物质的相对分离分布情况也不尽相同，其真密度显然存在差异。
       3.循环流化床锅炉飞灰样品的矿物质颗粒的真密度与颗粒的粒径无关，不随着粒径的变化Ifu变化。由十循环流化床锅炉的矿物质包含有煤中的矿物质:石英、高岭土、伊利石、钾云母、黄铁矿、次氯酸盐、斜长石、钾长石、生石膏、菱铁石、方解石、石灰石、白铁矿、微晶高岭土、黄钾铁矾和铁白云石等的循环流化床锅炉中温燃烧反应的产物，各个产物的真密度是不同的，各个产物在不同粒径中具有不同的分布;同时与假设2相同，各个粒径的可燃碳颗粒与矿物质的相对分离分布情况也不尽相同，其真密度显然存在差异。
       4.所有循环流化床锅炉飞灰的矿物质颗粒与可燃碳颗粒都是完美的球形，球形度都是1。这个假设忽略了循环流化床锅炉飞灰颗粒的球形度随着颗粒粒径的变化和循环流化床锅炉飞灰可燃碳颗粒与矿物质颗粒球形度的差异。
5. 1摩擦分散给料器出口飞灰颗粒群的荷电模型
       在4个基本假设的前提下，为了提出摩擦分散给料器出口飞灰颗粒群的荷电模型，需要得到飞灰样品的可燃碳含量与粒径的关系和矿物质含量与粒径的关系。
5.1.1样品的可燃碳一粒径关系和矿物质一粒径关系
       样品标号为8的飞灰是循环流化床锅炉电厂静电除尘器下气力输送管道前的混合灰。
       首先将飞灰样品在陶瓷托招‘中摊开成薄层，放置在干燥烘箱中干燥3小时以上。然后将飞灰样品取出，干燥环境下冷却到室温。取飞灰样品4份，分别选取孔径为38微米，61微米，100微米和lls微米的筛网进行手工筛分，筛净的标准为将筛下飞灰取走，重新震动筛网1 min，新的筛下飞灰的量小十筛上飞灰量的1/100。采用手工分筛Ifu不采用震筛机一次筛分的原因在十细小颗粒容易勃附在筛网上，细小颗粒经过多层筛网的勃附后，对细小颗粒的含量的影响较大，Ifu细小颗粒的高压静电脱碳效果好十大颗粒的高压静电脱碳效果，整体上会影响高压静电脱碳效果的评估。该循环流化床锅炉飞灰的筛过量一筛网孔径的关系曲线如Ixl s _ 1所示。
       根据筛过量一筛网孔径关系曲线，同时假设飞灰的粒径分布符合R-R分布，拟和实验点得到筛过量y与筛网孔径x的关系式为:
                                               y=100*(1一exp(-a * xb ))                                 C s-1)
       其中“=O.OOSB,     b=1.3924。根据筛过量一筛网孔径的关系式(s-1)，微分   C s-1)式可以得到飞灰的粒径分布函数(s-2:                                           y} -100*a*b*xb-' *exp(一“* xb)                           Cs-2)
       试验用的飞灰的粒径分布曲线如Ixl s-2所示。
       根据中华人民共和国电力行业标准DL/I. s6}.6-9s飞灰和炉渣可燃物测定方法B测量试验用的飞灰的烧失量为18.91，各个粒径段的烧失量如表s-1所示。

是完美的球形，飞灰颗粒的球形度的影响和飞灰矿物质与可燃碳相对分离分布的影响实际上包含在了荷电量系数里面。
           (2)分布方差:根据B oltzman的理论，同一粒径的同质颗粒在极性气溶胶环境中，在平衡状态下，颗粒的荷电量符合Boltzman平衡方程。其分布方差为:d}KBT
       2
(5-6)
       公式中，d},K:和T分别是颗粒的粒径，Boltzman常数和气溶胶的绝对温度。       同一粒径的摩擦分散给料器出口的飞灰矿物质颗粒的荷电量满足式(5-1) o同一粒径的摩擦分散给料器出口的飞灰可燃碳颗粒的荷电量也应该满足式   C 5-1)，在本文研究中由十摩擦分散给料器中飞灰可燃碳含量小十飞灰矿物质含量，所以将本应满足式(5-1)的飞灰可燃碳颗粒的荷电量模型简化为均匀分
布模型，认为同粒径的飞灰可燃碳颗粒的荷电量都是其平均荷电量，在保证数值计算精度的前提下，以达到简化计算的目的。
       需要指出的是颗粒摩擦荷电的荷电量与颗粒的表面积成正比的结论是在摩擦荷电量小十颗粒最大荷电量的前提下才能成立的。颗粒的最大荷电量有两个方面的限制。对十粒径较小的颗粒，例如对十粒径为0.1微米的颗粒，其最大携带电荷数是一个电子的电量，这是由波动方程决定的。随着颗粒粒径的增加，颗粒最大荷电量迅速增加。这时颗粒的摩擦荷电量难十满足与颗粒的表面积成正比的关系。由十飞灰碳颗粒与飞灰矿物质颗粒在业微米级粒径范围内的质量百分含量很小，可以不考虑波动方程的影响[[52]
       同日寸作为飞灰颗粒群，其荷电量还受到气溶胶介质击穿电压的限制。例如在室温条件下，干燥空气环境中，飞灰颗粒群的最大荷电量为每立方厘米8个静电单位，每个静电单位为2.08 X 1了个电子电量。在室温干燥环境中，摩擦分散给料器中飞灰颗粒群的荷电量一般不能达到或者接近达到气溶胶介质击穿电压所对应的荷电量。然Ifu富含水蒸气或者细小水滴的气溶胶的介质击穿电压远远小十干燥室温环境气溶胶的介质击穿电压，因此在富含水蒸气或者细小水滴的气溶胶中，摩擦分散给料器中飞灰颗粒群的荷电量大幅降低，导致在富含水蒸气和细小水滴的气溶胶环境中，飞灰，包括循环流化床锅炉飞灰高压静电脱碳的分离效果急剧下降。气溶胶介质击穿电压受气溶胶介质的压力、固体颗粒表面自由电子的数量、气溶胶中细小水滴的含量和细小水滴中离子浓度的影响}ss}。有关内容将在后面讨论。