供水压力对气水喷雾雾化特性及降尘效果的影响

为了掌握供水压力对气水喷雾雾化特性及降尘效果的影响,基于自主研发的气水喷雾降尘实验平台,对不同供水压力下的气水喷雾喷嘴流量、雾化特性参数及降尘效率进行了测定.结果表明:随着供水压力的增加,喷嘴耗气量以指数形式不断递减,而耗水量以指数形式递增;喷嘴雾化射程和雾滴体积浓度均随着供水压力的增加而增大,而雾化角先增大后减小;随着供水压力的增加,雾滴粒径呈现先增大后减小的变化规律,且供气压力越大所对应的拐点供水压力越高;随着供水压力的增加,气水喷雾对全尘和呼吸性粉尘的降尘效率均呈现先升高后降低的变化规律;气水喷雾对不同粒径粉尘的降尘效率存在差异,分级效率随着粉尘粒径的增加呈现先增大后减小的变化规律;气水喷雾分级效率存在一峰值,位于峰值粒径区域的粉尘保持较高的降尘效率,峰值粒径与雾滴粒径保持相同的变化趋势.在矿山采掘工作业场所进行气水喷雾降尘时,供水压力即不能过高也不能过低,为确保全尘和呼吸性粉尘的降尘效率,应选择接近且略高于供气压力的供水压力.     

喷雾降尘效率的研究与分析

为了有效地利用喷雾技术沉降工矿企业作业场所中的粉尘,通过对水雾粒度与供水压力的内在联系进行理论分析与研究,结合粉尘沉降效率与水雾粒度的关系,得出粉尘沉降效率与喷雾水压力之间的关系,应用MATLAB软件将其绘制成曲线图。针对一定口径的雾化喷嘴,不同的供水压力对应不同的粉尘沉降效率曲线,且压力越大,效率越高。通过实践,实测降尘效率与曲线图上对应的值很接近,因此,可以以该曲线图为依据指导实际工作。当限定耗水量时,宜选择小口径雾化喷嘴,可以提高喷雾水压力获得细微的水雾,从而达到较高的降尘效率;对于粒径大于2μm的粉尘,在相同供水压力下,各级别粒度的粉尘沉降效率变化不大。此外,惯性碰撞捕尘机理对于粒径小于2μm的粉尘,沉降效率急剧下降,尤其是在供水压力比较低的情况下。     

引发剂用量对悬浮聚合PVC聚集态的影响

本文考察了引发剂用量对氯乙烯悬浮聚合树脂的影响。实验结果表明:随着引发剂的含量的增加,达到相同压降的反应时间缩短,粒子平均粒径由370.2μm降低到293.9μm,树脂吸油率由12.71%降低到8.31%,表观密度由0.454 g/m L上升到0.494 g/m L。根据以上的变化构建出了在不同引发剂含量下颗粒的成粒模型。热量衡算结果表明,PVC树脂分子量降低是因为引发剂浓度提高,单位时间内在单体内放出的热量大而形成的热点造成的;分子量的降低使得PVC树脂在加工时扭矩和热稳定时间减小。引发剂的含量在一定程度上影响树脂的分子量以及加工性能,这对工业化生产有一定的借鉴意义。     

风流影响雾滴与尘粒耦合沉降的实验研究

为了确定风流影响雾滴与尘粒耦合沉降的规律,分析了雾滴与尘粒耦合沉降机理,并自主设计实验装置进行了风流影响雾滴与尘粒耦合沉降实验。由实验结果可知:随着风流速度的增大,喷雾场雾滴粒径平均值整体呈增大趋势,喷雾场上风侧的雾滴粒径一般小于下风侧,测点处雾滴的粒径增大值及增大率均不断减小,喷雾场对全尘、呼尘的降尘率分别由风速为0.5m/s时的49.3%和47.5%降至风速为1.5m/s时的42.7%和39.2%。研究结果表明:风流速度越大,越不利于雾滴耦合沉降尘粒、尤其小粒径尘粒。     

一种涡流除雾器的实验与数值模拟研究

为了解决火电厂使用的折流板除雾器对小粒径雾滴脱除效果差的问题,提出一种新型的涡流除雾器,通过在除雾器中产生涡来使流场复杂,从而增加对小粒径雾滴的脱除效果。通过数值模拟方法研究涡流除雾器和折流板除雾器,并且通过实验对数值模拟进行验证。研究结果表明:当流速为3~7 m/s时,涡流除雾器的总除雾效率比折流板除雾器的总除雾效率大10.8%~29.8%;当流速为3~7 m/s时,涡流除雾器对于20μm雾滴的除雾效率便能达到90%以上;涡流除雾器对小粒径雾滴的脱除效果比折流板除雾器好,如当粒径为10μm时,涡流除雾器的效率比折流板除雾器大17.8%~18.2%;涡流除雾器的压降要比折流板除雾器大,当流速为3 m/s时,差值为193 Pa,而后差值随着流速的增大而增大。     

离散颗粒抑制热喷流红外辐射的大涡模拟

为了探究气溶胶离散颗粒对飞行器排气喷管热喷流3～5μm波段的红外辐射的抑制效果,设计地面状态下气溶胶颗粒投射的仿真环境,采用大涡模拟和颗粒离散相模型对含气溶胶颗粒的飞行器排气喷管尾部气固两相剪切流进行数值模拟研究,系统地分析颗粒的质量流量、粒径和喷射速度对离散颗粒空间分布形态以及热喷流红外辐射抑制的影响规律。研究结果表明：颗粒的质量流量和粒径对于红外抑制效率的影响较为明显,增加颗粒质量流量对颗粒的空间分布形态影响较小,但能够显著提升红外抑制效率;当颗粒粒径大于1.0μm时,颗粒空间分布均匀,红外抑制效率最高;颗粒的喷射速度对于颗粒的空间分布以及红外抑制效率的影响较小。     

微细颗粒在固阀洗涤塔内的洗涤脱除特性

以亲水玻璃微珠、改性疏水玻璃微珠、空气和水为实验介质,采用单因素方法,研究了固阀洗涤塔中颗粒粒径、入口颗粒浓度、两相流动参数、颗粒润湿性对粒径小于10μm颗粒的洗涤效率的影响。结果表明:粒径大于2μm的颗粒的洗涤效率均可达到90%以上;粒径大于0.5μm的颗粒,洗涤效率随粒径增加而升高;粒径小于0.1μm的颗粒,洗涤效率随粒径增加而下降;粒径为0.1~0.5μm的颗粒,洗涤效率随粒径的增加,先升高后降低。对于粒径小于2μm的颗粒,其洗涤效率随入口颗粒浓度、两相流动参数的增加,先升高后降低。颗粒润湿性对粒径小于2μm的颗粒,尤其是粒径为0.1~0.5μm的颗粒的洗涤效率影响显著,润湿性越好,洗涤效率越高,而对粒径大于2μm的颗粒的洗涤效率影响不大。     

露天矿爆破扬尘规律及水炮泥配比优化

为简单有效解决露天矿台阶爆破产生的粉尘污染问题,解决目前大多数露天矿台阶爆破水炮泥使用效率不够理想的现状,研究爆破扬尘机理和水炮泥-固体炮泥最佳配比.以抚顺露天矿台阶爆破为工程背景,运用气固两相流及爆炸力学理论,采用Fluent软件数值模拟与现场测试相结合的方法,实现对爆破扬尘污染的实时模拟.研究结果表明:冲击运动阶段及蘑菇云形成阶段,爆生气体急速膨胀,大量的粉尘在爆破冲击动能的作用下,冲入开放的大气空间,随后扩散阶段,粉尘在无风条件下运移速度很低.粒径60~100μm的粉尘沉降缓慢,粒径在40μm以下粉尘由于受风流扰动强烈,自然沉降困难.推导出水炮泥-固体炮泥配比公式,既满足爆破效果的要求,又达到良好的降尘效果.     

水平和下旋气流对初始气溶胶运动的影响

该文考虑液滴的碰撞和破碎以及水平和下旋气流的影响,采用离散相模型对空中释放的气溶胶云团在开放空间中的气液两相流流场进行仿真,获得气溶胶颗粒群的运动规律,并进行了实验验证。由仿真模拟和实验可知,在水平和下旋气流速度均较小(小于1 m/s)、喷射角度大于30°、初始粒径为100μm、喷射速度约为80 m/s时,释放形成的气溶胶颗粒在短时间内可沉降至地面附近;当水平气流速度增大至3 m/s时,同样条件下释放的气溶胶颗粒更容易在空气中悬浮,不易沉降至地面。在上述两种情况下,喷射角度和下旋气流速度越大,气溶胶颗粒越容易沉降至地面附近。     

典型海滨城市与海洋气溶胶中水溶性离子的粒径分布

为研究厦门地区不同粒径颗粒物中水溶性离子的来源及海洋气溶胶对海滨城市大气颗粒物的影响,利用8级大流量MOUDI碰撞采样器分不同季节在厦门大学海洋楼及台湾海峡采集了气溶胶分级样品,并用离子色谱方法对气溶胶中的水溶性离子进行了分析.结果表明:城市点大气气溶胶中水溶性离子总质量浓度表现为春季最高(60.38μg/m~3)、夏季最低(8.76μg/m~3)、秋冬季介于两者之间的季节特征;而海洋气溶胶中水溶性离子质量浓度的季节差异较小(30.77~35.13μg/m~3).城市气溶胶中SO_4~(2-)和NH_4~+呈单模态分布,峰值粒径为0.44~1.0μm;NO_3~-呈双模态分布,峰值粒径分别为2.5~10.0μm和0.44~1.0μm.海洋气溶胶中NH_4~+和SO_4~(2-)的粒径分布规律与城市气溶胶类似,但NO_3~-在细模态(0.44~1.0μm)没有出现峰值,Cl~-和Na~+在大于16μm的粒径段有非常高的浓度,说明海浪飞沫的影响较大,在粗模态中的比例也明显高于城市气溶胶.干沉降速率为颗粒物大小的函数,其中在0.1μm左右的颗粒干沉降速率最小;通过干沉降速率和它们的浓度分布来计算无机氮(NO_3~-和NH_4~+)的沉降通量,估算得到远海颗粒态无机氮的干沉降通量明显超过近海(秋季NH_4~+除外).     

尾矿浓密中泥层沉降速度变化及颗粒沉降特性

通过开展全尾矿絮凝沉降宏观实验,研究不同料浆质量分数、絮凝剂单耗下的尾矿静态絮凝沉降特征,分析泥层沉降速度变化趋势;基于沉降阶段与泥层沉降速度的对应关系,得到全尾砂絮凝沉降速度规律曲线;开展不同沉降区域尾矿颗粒微观实验,使用环境扫描电子显微镜(ESEM)观测尾矿絮凝沉降样品,分析不同沉降区域的尾矿颗粒粒径分布状况,探究不同粒径尾矿颗粒的沉降特性。研究结果表明:不同区域沉降颗粒分布存在差异,伴随不同沉降区域的形成、过渡和消失,全尾砂絮凝沉降速度规律曲线分为5个阶段,分别是自由沉降前段、自由沉降末段、干涉沉降前段、干涉沉降末段和压密段;沉降速度与颗粒粒径密切相关,粒径82.0μm以上颗粒不发生絮凝,以颗粒形式沉降到底部,粒径26.5～82.0μm颗粒难以发生絮凝,粒径10.0～26.5μm颗粒不易絮凝,粒径10.0μm以下颗粒易絮凝并以絮团形式沉降。     

硅藻土/β-环糊精复合高吸水树脂的研究

采用水溶液聚合法,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,在丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)共聚交联反应的基础上添加一定比例的硅藻土和β-环糊精(β-CD),制备硅藻土/β-环糊精复合高吸水树脂。考察了硅藻土与β-环糊精的质量比、单体质量比、交联剂的用量、引发剂用量、反应温度和丙烯酸中和度对复合树脂吸水率的影响。实验结果表明,当m(硅藻土)∶m(β-环糊精)=1∶3,m(AA):m(AM)=5∶1,w(交联剂)=0.04%,w(引发剂)=0.3%,反应温度T=75℃,AA中和度为70%时,复合高吸水树脂最大吸水率为783 g·g~(-1),最大吸盐水率为85 g·g~(-1)。     

湿式除尘风机三相除尘运行参数研究

针对湿式除尘风机内部气液固三相流场的特点,在FLUENT中采用欧拉法描述气相湍流流动,采用拉格朗日法描述粉尘与液滴的运动,同时考虑气、液、固三相之间的耦合关系,运用Euler/DPM/DPM模型对其内部流场进行数值模拟。将数值计算结果与实验结果进行比较,验证该数值模型用于模拟风机三相流场的可行性与准确性,为进一步优化湿式除尘风机提供依据,并在此基础上研究湿式风机的除尘效率与粉尘粒度、风机转速及液气比等参数的相互关系。研究结果表明:粉尘粒度越大、风机转速越高、液气比越大,除尘效率越高;当粉尘粒度由15μm减少到1μm时,除尘效率从99%降至65%;当风机转速由1 500 r/min增加到1 700 r/min时,粒度为3~10μm的颗粒除尘效率可提高3%~5%;提高增大液气比(0.1~0.4 L/m~3)可明显提高小粒度粉尘颗粒(1~10μm)的除去效率。     

表面活性剂的强化喷雾降尘实验

利用自行设计制作的喷雾降尘实验装置,针对粒径小于75μm范围的煤尘,通过回归分析方法研究了SDS、SDBS、OP乳化剂和Tween60等4种表面活性剂及其质量浓度的喷雾降尘效果.实验结果表明,表面活性剂种类及其质量浓度对降尘效果影响很大,实验所用4种表面活性剂降尘均优于纯水效果,尤其是OP乳化剂溶液降尘效率比纯水降尘效率高22.9%.研究成果对完善煤尘喷雾沉降理论,提高煤矿井下喷雾降尘效果提供技术支撑.     

淀粉接枝丙烯酸制备高吸水性树脂

利用硅酸钠为交联剂,过硫酸铵为引发剂,对淀粉接枝丙烯酸制备高吸水性树脂进行了实验研究。结果表明,最佳合成工艺条件为:丙烯酸中和度为80%,交联剂用量为淀粉用量的0.3%(质量分数),反应温度60℃,反应时间3～4h;制备出的树脂吸水率可达300%(质量分数)以上。本实验为制备高吸水性树脂的工艺研究提供了参考。     

EPA/HEPA/ULPA过滤材料计数效率的检测方法

理清0.1~0.2μm法、0.2~0.3μm法、准单分散法和最易穿透粒径(most penetrating particle size,MPPS)法4种滤料计数效率检测方法的适用范围,有利于促进滤料检测行业的发展。该文针对3种颗粒发生装置,基于4种计数法,在5种不同滤速情况下,计算和分析了7个等级过滤材料的过滤效率。结果表明:0.1~0.2μm和0.2~0.3μm法中,邻苯二甲酸二辛酯(dioctyl-phthalate,DOP)气溶胶比NaCl气溶胶更适于计数效率测量;准单分散法比0.1~0.2μm和0.2~0.3μm法更适合计数法效率测量。     

聚丙烯酸类互穿聚合物网络高吸水性树脂的合成

以丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,以N,N′–亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,将改性聚乙烯醇引入聚合体系,采用水溶液聚合法制备聚丙烯酸型吸水性树脂.重点研究了n(AM)∶n(AA)、丙烯酸中和度、交联剂和引发剂用量以及聚乙烯醇含量对吸水树脂性能的影响,研究了吸水树脂粒径与吸水速率的关系.实验结果表明:实验范围内n(AM)∶n(AA)=1∶2、丙烯酸中和度为60%,、改性聚乙烯醇用量为AM质量的10%,、交联剂和引发剂分别占单体总质量的0.04%,和2.5%,时,树脂的吸水率和耐盐性都达到最佳效果.此外,产物粒径为120目时,前30,s内吸水速率最快;但是粒径为100目时,吸水树脂最先达到吸水饱和.     

物理凝聚力和化学凝聚力在粉尘控制中的作用

粉尘颗粒间的物理凝聚力和化学凝聚力是促使粉尘凝聚的主作用力,用物理的方法增大颗粒粒径可以达到降尘的目的,同样,用化学方法增大颗粒间的凝聚力也可实现降尘。通过对粉尘颗粒间物理凝聚力和化学凝聚力作用比较分析,可以得到采用化学方法比物理方法降尘效果会更加明显。     

YCH抑尘剂抑制露天矿路面扬尘的实验研究

矿山采场路面喷洒YCH抑尘剂后,逐日测定了路面粉尘含湿量、路面粉尘粒径分布、汽车行驶后瞬时扬尘浓度.路面喷洒抑尘剂10d后,瞬时扬尘浓度仅为4.9mg.m-3,降尘效率可达98.4%.与矿山路面每天喷洒4次水相比,路面喷洒YCH抑尘剂时节水率98%,降尘成本降低31%.     

模板剂的用量对SAPO-5分子筛微球大小和形貌的影响

在高压微波条件下制备了具有特殊表面结构的SAPO-5分子筛微球,研究了模板剂用量对分子筛微球表面大小及形貌的影响,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)进行了表征.实验结果表明,模板剂对分子筛微球的合成具有结构导向作用,且模板剂的用量对分子筛微球的聚集状态影响很大,模板剂的用量比在2.00~2.60范围时,生成由粒径为5μm左右的大粒径SAPO-5分子筛的晶体;当模板剂的用量减少到1.12~1.30时,生成由粒径为2~3μmSAPO-5分子筛小颗粒组成的18~25μm微球.