不同结构超细粉尘颗粒凝并器凝并性能

为评价30000 m³/h烟气量(相当于10 t/h燃煤工业锅炉)凝并器性能,比较不同结构凝并器在不同入口含尘气流速度下的凝并效果,本文采用ANSYS Fluent流体仿真软件对两种结构凝并器进行性能对比仿真模拟,结果表明：1. 改进后的凝并片更适合于将超细粉尘(纳米级和次微米级)凝并为细颗粒(微米级),可有效填补电除尘器对次微米颗粒捕集效率低的缺陷;2. 随着速度的降低,凝并器阻力下降明显,入口速度5 m/s时的凝并器阻力不超过500 Pa,两者为正相关关系;与15 m/s入口速度相比,入口速度5 m/s时的粗颗粒凝并率降低不到10%;1 μm以下超细颗粒凝并率随速度降低而升高,最高凝并率达90%。可见,凝并片布置形式对凝并器性能影响较为显著,合理的结构形式对性能提升具有促进作用。     

电除尘器中粉尘粒子的凝并

应用电流体力学和外力场输运理论,分析了电收尘器中带电粉尘粒子的凝并现象。在一定的简化条件下建立了粒子凝并速率计算式,并通过实验进一步探讨了带电粉尘粒子凝并的机理。研究结果表明,电场中带电粉尘粒子的凝并受粒子表面电荷分布和电荷量、粒径、粒子所带电荷的极性以及中性电荷粒子的影响。无论单极或双极电晕,带电的粉尘粒子都发生凝并,但带正、负电荷粒子的凝并受限于某一作用范围。     

细颗粒物荷电凝并技术研究进展

我国很多城市存在颗粒粉尘浓度超标的现象,可吸入性粉尘无论对环境和人体都有较大的危害,治理烟尘污染刻不容缓,但粉尘粒径小而难以被除尘器直接捕集,而荷电凝并可通过电场的作用使粉尘粒子荷电而发生凝并,增大有效直径从而便于捕集.综述了国内外电凝并技术的研究进展,主要包括交变电场中同极性荷电颗粒凝并、直流电场中异极性荷电颗粒凝并、交变电场中异极性荷电颗粒凝并;介绍了几种荷电凝并方法,提出提高荷电凝并几率方法的主要发展趋势,为电凝并技术的实际应用和装备开发提供参考.     

亚微米颗粒物的沉积与凝并的模拟与实验研究

建立了一个带有粒径高分辨率的亚微米颗粒物的动力学模型,应用高精密仪器SMPS做了系列实验以对模型进行验证.结果表明:采用该模型能够比较准确地预测亚微米颗粒物的粒径谱演变,同时模型显示了对不同峰值形态粒径谱的适应性;表面沉积效应对超细微粒的影响更为明显,凝并与浓度值有着密切的关系;通过亚微米颗粒物的数量浓度和CMD(Count Median Diameter)的变化可以反映凝并的动态特征.     

交变电场频率对荷电微细粉尘凝并影响的实验研究

高流场中气体粒子动量大,有助于提高其输运项和等离子体浓度,使高流场中微细粉尘凝并成为可行.为此进行高流场中交变电场频率对微细粉尘凝并的实验研究.结果表明:凝并电场强度峰值为590 V/cm,频率在80-100 Hz时,0.3～0.5μm范围内的粉尘粒数占有率降低25%左右;大于1μm范围的粉尘粒数占有率提高35%左右.从实验数据可知,高流场中微细烟尘凝并最佳频率为80～100 Hz.本实验研究结果表明,在不增加电除尘器的体积和不改变其原有运行参数的条件下进行电凝并收尘,有望解决电除尘器对微细粉尘捕集效率低的问题.     

复合电场对可吸入气溶胶颗粒凝并的影响

在高压高频复合电场和过滤器联合作用对空气进行净化时,建立了可吸入气溶胶颗粒凝并的数学物理模型,得出了半值时间tH的表达式,同时,设计了一套试验装置对理论模型进行验证.研究结果表明,随着可吸入气溶胶颗粒初始浓度的增加,半值时间tH减少,气溶胶颗粒浓度减半所需的换气次数减少.与只有过滤器作用时的理论模型比较,高压高频复合电场和过滤器联合作用时的半值时间tH减少了,缩短了空气的净化时间.研究结果为工程设计提供了理论和试验基础.     

双极预荷电装置凝并特性实验研究

为提高对微细颗粒物的捕集效率,基于横向双极静电除尘技术,开发出一种线-管式双极预荷电装置。借助多物理场耦合软件,采用电晕放电模块耦合湍流模块,研究其电流体动力学分布规律;搭建实验装置,测试其凝并特性。数值模拟结果表明：双极预荷电装置内同时存在生正、负电晕和产生正、负电荷,具有良好的湍流混合和凝并效果。对中位粒径为1.7 μm硅微粉的凝并实验结果表明：经过预荷电装置后粉尘的粒径分布呈现明显的双峰分布;在平均场强为4~6 kV/cm区间,凝并效率随着外加电压的增加而提高;当外加电压超过11 kV,所有粒径区间粉尘的凝并效率均超过95%。研究结果有助于拓展横向双极静电除尘技术的应用范围,为双极静电技术的推广及工业应用提供参考。     

沉淀过程中超细颗粒的凝并与生长模型

建立了适合于高源速率沉淀过程的凝并生长动力学模型,系统地考察了操作参数对超细颗粒粒径及其分布的影响规律。研究表明,随着反应物浓度的增加,凝并生长速率加快,粒径及分布均呈单调增大趋势;生长速率对温度变化不敏感,在较高过饱和度之下,温度对合成粒子粒径影响很小;随着反应时间的延长,粒径变大,分布变宽,并趋于“自保”形式。提出了液相化学合成法制备超细颗粒过程中颗粒性能的控制策略。     

荷电粉尘在交变电场中的凝并与收集

应用类似于Ｗｉｌｌｉａｍｓ求声凝并系数的方法导出异性荷电粉尘在交变电场中的凝并系数,根据粉尘凝并过程趋于“自保分布”的概念,得出粉尘中位径随凝并时间变化关系式和异极性荷电粉尘在交变电场中的凝并除尘效率近似计算式·提出一种新型双区式电凝并除尘装置,在相同条件下,理论与试验研究结果表明:新型双区电凝并除尘装置的除尘效率不仅高于电除尘器,而且在结构上优于三区电凝并除尘装置·     

烟尘在交变电场中的电凝并收集

为有效地收集微细粉尘,提出一种具有双区电极布置形式的电凝并除尘装置。其特点是在交变电场中同时实现尘粒的荷电与凝并。通过分析多分散性粉尘粒度随凝并时间变化规律,给出异极性行电粉尘在交变电场中的凝并除尘效率的近似计算式。试验研究结果表明;所提出的双区电凝并除尘尽优于现有的三区电凝并除尘器和普通静电除尘器。     

电弧炉炼钢粉尘的固化处理

电弧炉炼钢粉尘中含有多种重金属 ,采用通常的方法填埋对环境造成污染 ,因此被列为有害废物 .将粉尘与粘土混合后经高温固化处理 ,可将重金属元素包裹 ,以免在堆放时重金属被雨水或地下水浸出而污染水源 .采用粘土作为固化添加剂较为经济 ,经实验研究电弧炉粉尘与粘土质量混料比选择 1∶1 ,固化加热温度可降低至 1 2 0 0℃ ,固化处理后的粉尘达环保标准 ,填埋弃置不会对环境造成污染 .并采用TGA ,DTA和FTIR对固化产物进行热分析 ,可为固化产物的进一步开发利用提供热分析依据     

碰撞诱发颗粒团聚及破碎的力学分析

有别于以往对颗粒团聚问题宏观而粗略的研究,提出从微观受力的角度探索颗粒团聚及破碎的机理。对循环流化床内运动颗粒的全受力分析表明,一般流化条件下,影响颗粒团聚及破碎最主要的作用力为弹性力和vanderWaals力。通过建立基本的Newton运动学方程并结合材料力学可以推导出碰撞变形过程中弹性力和vanderWaals力随碰撞时间的变化规律;进一步对比两者在碰撞过程中的相对大小可对颗粒团聚和破碎的趋势进行力学解释。     

磁场中铁磁性胶粒的聚沉性质

分析了铁磁性胶粒及其周围电解质离子在磁场中的磁化行为和胶粒外磁场分布状况。利用双电层理论计算了在磁场作用下铁磁性胶粒周围离子的分布情况 ,给出磁场作用下胶粒间势能表达式、体系聚沉的临界磁场和聚沉速率表达式 ,并以常温常压下水溶胶在 0 .0 0 3T磁场作用下的情况为例进行了计算。结果表明 ,磁场作用对胶粒周围电解质离子浓度分布的影响较小 ,对铁磁性胶粒间势能和胶粒间聚沉速率的影响较大。粒子浓度为 10 16m-3的水溶胶体系发生聚沉的临界磁场强度为 0 .0 0 2 7T ,磁场作用加快了聚沉速率。     

轴压作用下双层碳纳米管屈曲问题的数值分析

考虑双层碳纳米管层间范德华力和弹性介质的作用,利用弹性梁理论,对轴压作用下弹性介质中碳纳米管屈曲问题进行了数值分析。     

轴压作用下双层碳纳米管屈曲问题的理论分析

考虑双层碳纳米管层间范德华力和弹性介质的作用,利用弹性梁理论,建立了轴压作用下弹性介质中碳纳米管屈曲问题的理论分析模型,并给出了相应的临界屈曲应力。     

重力场中粘性纳米液滴气溶胶间的碰并

研究重力场中粘性纳米气溶胶液滴之间的碰并问题.重力场中,纳米液滴之间的碰并属于低Péclet数情况,可以使用奇异扰动理论中的匹配渐近展开法,以此求解粘性纳米液滴气溶胶间的对分布方程,得到了该条件下碰并率的三阶渐近展式.     

范德华力对双层碳纳米管扭转屈曲的影响

基于弹性壳体模型对双层碳纳米管的扭转屈曲问题进行了研究,计及层间范德华力的影响,建立了双层碳纳米管扭转屈曲的临界条件,并进行了数值计算.研究表明,当管径比较小时,范德华力的影响较小.     

外电场作用下R-R分布的荷电颗粒的凝聚

静电除尘器中入口飞灰颗粒群的粒径分布一般符合R-R分布。该文采用分段数值模拟的方法,将控制方程在计算域内按照质量和荷电量离散,研究外电场作用下初始粒径分布符合R-R分布,同一粒径的颗粒荷电量符合Boltzmann平衡电荷分布的荷电颗粒的凝聚。结果表明:荷电颗粒群经历外电场作用下的凝聚过程后,其粒径分布仍然保持R-R分布状态,只是平均粒径加大,粒径分布更加集中;同一粒径的颗粒荷电量仍然保持Boltzmann平衡电荷分布。静电除尘器各电场间增加凝聚场以降低燃煤锅炉可吸入颗粒物污染是可行的。     

外电场作用下R-R分布的荷电颗粒的凝聚

静电除尘器中入口飞灰颗粒群的粒径分布一般符合R-R分布。该文采用分段数值模拟的方法,将控制方程在计算域内按照质量和荷电量离散,研究外电场作用下初始粒径分布符合R-R分布,同一粒径的颗粒荷电量符合Bo ltz-m ann平衡电荷分布的荷电颗粒的凝聚。结果表明:荷电颗粒群经历外电场作用下的凝聚过程后,其粒径分布仍然保持R-R分布状态,只是平均粒径加大,粒径分布更加集中;同一粒径的颗粒荷电量仍然保持Bo ltzm ann平衡电荷分布。静电除尘器各电场间增加凝聚场以降低燃煤锅炉可吸入颗粒物污染是可行的。