工程相变凝并器内超细颗粒长大与脱除性能分析
发布时间：2021-01-27 04:53
传统的除尘系统脱除粗颗粒效率高,而脱除超细颗粒效率非常低,我国燃煤电厂脱除超细颗粒效率无法达到国家标准。湿式相变凝并技术是脱除烟气中超细颗粒的新技术。考虑颗粒性质以及通风因子,改进了超细颗粒凝并长大数学模型。将改进的数学模型写入颗粒群平衡模型中,模拟对比了超细颗粒在管束型相变凝并器和波纹板型相变凝并器内的长大特性及脱除效率。结果表明,两种相变凝并器都能明显提高超细颗粒的脱除效率,但管束型相变凝并器对烟气的冷却效果比波纹板型相变凝并器好。管束型相变凝并器能促进颗粒长大7.71倍,是波纹板型相变凝并器的1.4倍。管束型相变凝并器对颗粒数量浓度脱除效率高达64.7%,而波纹板型相变凝并器对颗粒数量浓度脱除效率为27.2%。
【文章来源】：化工学报. 2020,71(11)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
颗粒凝并长大示意图
刘润哲[31]利用自行搭建的生长管实验平台，研究了颗粒在生长管内凝并长大特性。实验中，生长管直径为15 mm，高为600 mm，入口烟气湿度为10%，温度为307.15 K,蒸汽添加量为0.08 kg?m-3,温度为376.15 K，颗粒在生长管内生长时间为2 s，进出口颗粒粒径分布采用激光粒度仪进行测量。本文将改进的数学模型与原数学模型分别写入颗粒群平衡模型中，边界条件按照文献[31]实验条件进行模拟。图2是生长管进出口颗粒粒径分布实验测量曲线和两种数学模型的模拟结果曲线，纵坐标体积分数表示流过生长管出口每单位体积含尘湿空气中颗粒的体积。通过对原数学模型和改进数学模型的模拟结果与实验结果对比，模拟结果为实验测量值的88.2%，比原数学模型模拟精度提高了11.3%，改进的数学模型更能准确地模拟颗粒凝并长大。2 物理模型
目前工程上利用湿式相变凝并技术脱除超细颗粒的相变凝并器主要有两种，一种是由交错排列的细管组成，另一种是由中空波纹板平行排列组成。由于两种相变凝并器结构的高度对称性，本文选取两种相变凝并器的一个截面简化后进行模拟，简化后的二维模型如图3所示。图3(a）为交错排列的细管组成的管束型相变凝并器，其中管的直径为40 mm，同行相邻管的中心距为60 mm，同列相邻管之间的距离为120 mm，管束型相变凝并器总高为1100 mm、宽为1430 mm。图3(b）为一组中空波纹板平行排列组成的波纹板型相变凝并器，其中波纹板中空间距为20 mm,两个波纹板之间烟气流道间距为40 mm，波纹板高为1100 mm,波纹板形状由y=130 sin x确定。相变凝并器宽度对颗粒长大以及脱除不影响，因此两种相变凝并器宽度可不同。由于简化后的二维模型结构规则，采用四边形单元对其划分网格。2.2 边界条件
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于分子运动学的水汽在细颗粒表面异质核化的数值模拟[J]. 余廷芳,高巨,熊桂龙,李水清,姚强. 化工学报. 2020(07)
[2]湍流聚团过程中非球形颗粒聚团碰撞频率分析研究[J]. 郑建祥,李玉凯,孙笑楠,周怀春. 化工学报. 2019(S2)
[3]细颗粒物对呼吸系统相关疾病的影响[J]. 任清泉,肖纯凌. 沈阳医学院学报. 2019(02)
[4]旋风除尘器最优化设计及CFD数值验证[J]. 郗元,霍浩,代岩. 机械设计与制造. 2018(08)
[5]湿式相变凝聚器协同多污染物脱除研究[J]. 谭厚章,熊英莹,王毅斌,曹瑞杰,杨祖旺,郑海国. 中国电力. 2017 (02)
[6]湿式相变凝聚技术协同湿式电除尘器脱除微细颗粒物研究[J]. 谭厚章,熊英莹,王毅斌,曹瑞杰. 工程热物理学报. 2016(12)
[7]相变凝聚器对WESP提效研究及工程应用[J]. 王东歌,朱法华,惠润堂,韦飞,许芸,王娴娜. 中国电机工程学报. 2016(16)
[8]超细颗粒聚团模型及湍流聚并器聚团研究[J]. 郑建祥,许帅,王京阳. 中国电机工程学报. 2016(16)
[9]湿式相变冷凝除尘技术对微细颗粒物的脱除研究[J]. 熊英莹,谭厚章. 洁净煤技术. 2015(02)
[10]我国电除尘行业2013年发展综述[J]. Electrostatic Precipitation Committee,CAEPI;. 中国环保产业. 2014(11)
硕士论文
[1]细颗粒在蒸汽异相凝结过程中核化长大特性研究[D]. 刘润哲.华东理工大学 2019
本文编号：3002452
【文章来源】：化工学报. 2020,71(11)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
颗粒凝并长大示意图
刘润哲[31]利用自行搭建的生长管实验平台，研究了颗粒在生长管内凝并长大特性。实验中，生长管直径为15 mm，高为600 mm，入口烟气湿度为10%，温度为307.15 K,蒸汽添加量为0.08 kg?m-3,温度为376.15 K，颗粒在生长管内生长时间为2 s，进出口颗粒粒径分布采用激光粒度仪进行测量。本文将改进的数学模型与原数学模型分别写入颗粒群平衡模型中，边界条件按照文献[31]实验条件进行模拟。图2是生长管进出口颗粒粒径分布实验测量曲线和两种数学模型的模拟结果曲线，纵坐标体积分数表示流过生长管出口每单位体积含尘湿空气中颗粒的体积。通过对原数学模型和改进数学模型的模拟结果与实验结果对比，模拟结果为实验测量值的88.2%，比原数学模型模拟精度提高了11.3%，改进的数学模型更能准确地模拟颗粒凝并长大。2 物理模型
目前工程上利用湿式相变凝并技术脱除超细颗粒的相变凝并器主要有两种，一种是由交错排列的细管组成，另一种是由中空波纹板平行排列组成。由于两种相变凝并器结构的高度对称性，本文选取两种相变凝并器的一个截面简化后进行模拟，简化后的二维模型如图3所示。图3(a）为交错排列的细管组成的管束型相变凝并器，其中管的直径为40 mm，同行相邻管的中心距为60 mm，同列相邻管之间的距离为120 mm，管束型相变凝并器总高为1100 mm、宽为1430 mm。图3(b）为一组中空波纹板平行排列组成的波纹板型相变凝并器，其中波纹板中空间距为20 mm,两个波纹板之间烟气流道间距为40 mm，波纹板高为1100 mm,波纹板形状由y=130 sin x确定。相变凝并器宽度对颗粒长大以及脱除不影响，因此两种相变凝并器宽度可不同。由于简化后的二维模型结构规则，采用四边形单元对其划分网格。2.2 边界条件
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于分子运动学的水汽在细颗粒表面异质核化的数值模拟[J]. 余廷芳,高巨,熊桂龙,李水清,姚强. 化工学报. 2020(07)
[2]湍流聚团过程中非球形颗粒聚团碰撞频率分析研究[J]. 郑建祥,李玉凯,孙笑楠,周怀春. 化工学报. 2019(S2)
[3]细颗粒物对呼吸系统相关疾病的影响[J]. 任清泉,肖纯凌. 沈阳医学院学报. 2019(02)
[4]旋风除尘器最优化设计及CFD数值验证[J]. 郗元,霍浩,代岩. 机械设计与制造. 2018(08)
[5]湿式相变凝聚器协同多污染物脱除研究[J]. 谭厚章,熊英莹,王毅斌,曹瑞杰,杨祖旺,郑海国. 中国电力. 2017 (02)
[6]湿式相变凝聚技术协同湿式电除尘器脱除微细颗粒物研究[J]. 谭厚章,熊英莹,王毅斌,曹瑞杰. 工程热物理学报. 2016(12)
[7]相变凝聚器对WESP提效研究及工程应用[J]. 王东歌,朱法华,惠润堂,韦飞,许芸,王娴娜. 中国电机工程学报. 2016(16)
[8]超细颗粒聚团模型及湍流聚并器聚团研究[J]. 郑建祥,许帅,王京阳. 中国电机工程学报. 2016(16)
[9]湿式相变冷凝除尘技术对微细颗粒物的脱除研究[J]. 熊英莹,谭厚章. 洁净煤技术. 2015(02)
[10]我国电除尘行业2013年发展综述[J]. Electrostatic Precipitation Committee,CAEPI;. 中国环保产业. 2014(11)
硕士论文
[1]细颗粒在蒸汽异相凝结过程中核化长大特性研究[D]. 刘润哲.华东理工大学 2019
本文编号：3002452
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3002452.html
教材专著
