静电除尘器中汞与颗粒污染物协同脱除数值研究
发布时间：2021-11-08 08:23
汞及超微细颗粒污染物均是燃煤电厂所排放的主要污染源之一,对人体健康与环境有着巨大的破坏作用,而静电除尘器(ESP)作为目前燃煤电厂最为成熟的污染物控制装置之一,不可避免的承担了对汞及超微细颗粒物协同脱除的任务,但对于静电除尘器内汞及微细颗粒污染物协同脱除的机理目前还有进一步研究的空间,且缺少可靠的模型来定性定量地描述该过程。因此本文建立了经过充分验证的耦合电场、流场、颗粒运动及荷电、汞吸附的多物理场数值模型,基于该模型初步揭示了静电除尘器除汞除尘的协同机理,为理论研究与实际生产提供了有效指导。首先全面考察了电场、湍流、颗粒运动和活性炭汞吸附之间的相互作用,以及对汞脱除效率的影响。研究发现在ESP内汞吸附主要存在悬浮颗粒吸附和壁面颗粒层吸附两种不同的吸附机制作用,且壁面吸附除汞效率较低。减小活性炭粒径,能提高喷射脱汞的效率,但可能产生额外的颗粒污染物如PM2.5。而初始汞浓度和活性炭颗粒浓度与汞脱除率成正比,其中烟气汞浓度对汞脱除的影响相对较弱。离子风能在ESP内形成漩涡增加湍流强度,提高悬浮活性炭对汞的吸附作用和收尘极壁面对汞烟气的吸附速率,但若通过提升电压的方式来提高离子风强度可能反...
【文章来源】： 浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
术语表
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 汞污染排放及其危害
1.1.2 汞污染控制技术
1.1.3 超微细颗粒污染排放及其危害
1.1.4 静电除尘器除尘除汞机理简介
1.2 研究现状
1.2.1 活性炭喷射除汞数值模拟研究现状
1.2.2 静电除尘器内超微细颗粒脱除数值模拟研究现状
1.3 本文的研究内容
第二章 数理模型及其验证
2.1 控制方程组
2.1.1 流场控制方程
2.1.2 电场控制方程
2.1.3 颗粒荷电控制方程
2.1.4 颗粒受力模型
2.1.5 活性炭汞吸附模型
2.1.6 自定义标量输运方程
2.2 数值方法
2.2.1 离子密度修正算法
2.2.2 多场耦合算法
2.3 模型验证
2.3.1 电场模型验证
2.3.2 颗粒迁移模型验证
2.3.3 微米级颗粒沉积效率验证
2.3.4 超微细颗粒脱除效率验证
2.3.5 汞吸附模型验证
2.4 物理模型及网格划分
2.5 本章小结
第三章 静电除尘器内活性炭喷射脱汞特性
3.1 活性炭粒径对汞脱除的影响
3.2 汞及活性炭质量浓度对汞脱除的影响
3.3 离子风对汞脱除的影响
3.3.1 离子风对悬浮活性炭颗粒除汞的影响
3.3.2 离子风对壁面颗粒层除汞的影响
3.3.3 离子风对悬浮活性炭和壁面颗粒层除汞耦合作用的影响
3.4 本章结论
第四章 静电除尘器内超微细颗粒运动与荷电特性
4.1 超微细颗粒荷电特性
4.1.1 颗粒荷电密度对电流体场特性和颗粒运动的影响
4.2 超微细颗粒运动与受力特性
4.3 超微细颗粒的沉积效率
4.4 本章小结
第五章 静电除尘器内汞与微细活性炭颗粒协同脱除特性
5.1 汞及活性炭颗粒污染物协同脱除效率
5.2 烟气速度对除汞除尘协同效率的影响
5.3 运行电压对除汞除尘协同效率的影响
5.4 颗粒粒径对除汞除尘协同效率的影响
5.5 本章结论
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PLS-SEM模型的包容性创新绩效实证研究 [J]. 高霞,杨中楷,孙兆刚. 科技进步与对策. 2019(06)
[2]温度对静电除尘器内颗粒受力影响的数值模拟 [J]. 毕文剑,李艳,罗坤,樊建人. 中国科学院大学学报. 2017(02)
[3]模拟烟气活性炭喷射脱汞实验研究 [J]. 周强,段钰锋,洪亚光,朱纯,佘敏,韦红旗. 中国电机工程学报. 2013(35)
[4]活性炭喷射脱汞实验研究和预测模型 [J]. 周强,段钰锋,洪亚光,朱纯,佘敏,韦红旗. 东南大学学报(自然科学版). 2013(06)
[5]静电除尘器数值模拟 [J]. 龙正伟,冯壮波,姚强. 化工学报. 2012(11)
[6]模拟烟气中汞吸附系统的数学模型 [J]. 任建莉,周劲松,骆仲泱,钟英杰,岑可法. 浙江大学学报(工学版). 2006(10)
[7]燃煤锅炉颗粒物粒径分布和痕量元素富集特性实验研究 [J]. 岳勇,陈雷,姚强,李水清. 中国电机工程学报. 2005(18)
硕士论文
[1]火电厂WESP细微颗粒物脱除特性分析与效率的数值模拟[D]. 王沛迪.上海电力学院 2016
[2]高温静电除尘过程的数值模拟研究[D]. 李艳.浙江大学 2015
[3]燃煤电站活性炭喷射脱汞系统流场的组织与模拟[D]. 冯戈.北京交通大学 2008
本文编号：3483359
【文章来源】： 浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
术语表
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 汞污染排放及其危害
1.1.2 汞污染控制技术
1.1.3 超微细颗粒污染排放及其危害
1.1.4 静电除尘器除尘除汞机理简介
1.2 研究现状
1.2.1 活性炭喷射除汞数值模拟研究现状
1.2.2 静电除尘器内超微细颗粒脱除数值模拟研究现状
1.3 本文的研究内容
第二章 数理模型及其验证
2.1 控制方程组
2.1.1 流场控制方程
2.1.2 电场控制方程
2.1.3 颗粒荷电控制方程
2.1.4 颗粒受力模型
2.1.5 活性炭汞吸附模型
2.1.6 自定义标量输运方程
2.2 数值方法
2.2.1 离子密度修正算法
2.2.2 多场耦合算法
2.3 模型验证
2.3.1 电场模型验证
2.3.2 颗粒迁移模型验证
2.3.3 微米级颗粒沉积效率验证
2.3.4 超微细颗粒脱除效率验证
2.3.5 汞吸附模型验证
2.4 物理模型及网格划分
2.5 本章小结
第三章 静电除尘器内活性炭喷射脱汞特性
3.1 活性炭粒径对汞脱除的影响
3.2 汞及活性炭质量浓度对汞脱除的影响
3.3 离子风对汞脱除的影响
3.3.1 离子风对悬浮活性炭颗粒除汞的影响
3.3.2 离子风对壁面颗粒层除汞的影响
3.3.3 离子风对悬浮活性炭和壁面颗粒层除汞耦合作用的影响
3.4 本章结论
第四章 静电除尘器内超微细颗粒运动与荷电特性
4.1 超微细颗粒荷电特性
4.1.1 颗粒荷电密度对电流体场特性和颗粒运动的影响
4.2 超微细颗粒运动与受力特性
4.3 超微细颗粒的沉积效率
4.4 本章小结
第五章 静电除尘器内汞与微细活性炭颗粒协同脱除特性
5.1 汞及活性炭颗粒污染物协同脱除效率
5.2 烟气速度对除汞除尘协同效率的影响
5.3 运行电压对除汞除尘协同效率的影响
5.4 颗粒粒径对除汞除尘协同效率的影响
5.5 本章结论
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PLS-SEM模型的包容性创新绩效实证研究 [J]. 高霞,杨中楷,孙兆刚. 科技进步与对策. 2019(06)
[2]温度对静电除尘器内颗粒受力影响的数值模拟 [J]. 毕文剑,李艳,罗坤,樊建人. 中国科学院大学学报. 2017(02)
[3]模拟烟气活性炭喷射脱汞实验研究 [J]. 周强,段钰锋,洪亚光,朱纯,佘敏,韦红旗. 中国电机工程学报. 2013(35)
[4]活性炭喷射脱汞实验研究和预测模型 [J]. 周强,段钰锋,洪亚光,朱纯,佘敏,韦红旗. 东南大学学报(自然科学版). 2013(06)
[5]静电除尘器数值模拟 [J]. 龙正伟,冯壮波,姚强. 化工学报. 2012(11)
[6]模拟烟气中汞吸附系统的数学模型 [J]. 任建莉,周劲松,骆仲泱,钟英杰,岑可法. 浙江大学学报(工学版). 2006(10)
[7]燃煤锅炉颗粒物粒径分布和痕量元素富集特性实验研究 [J]. 岳勇,陈雷,姚强,李水清. 中国电机工程学报. 2005(18)
硕士论文
[1]火电厂WESP细微颗粒物脱除特性分析与效率的数值模拟[D]. 王沛迪.上海电力学院 2016
[2]高温静电除尘过程的数值模拟研究[D]. 李艳.浙江大学 2015
[3]燃煤电站活性炭喷射脱汞系统流场的组织与模拟[D]. 冯戈.北京交通大学 2008
本文编号：3483359
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