基于化学团聚的细微颗粒物脱除技术研究
发布时间：2020-12-20 01:38
钢铁行业生产过程中排放的细微颗粒物是大气环境的主要污染源之一,控制钢铁冶炼过程中引起的大气环境污染问题一直是国内外学者关注的重点。但由于高温冶炼过程的复杂性、细微颗粒物生成的微观性,以及现有常规除尘设备的有限性,细微颗粒物的捕集脱除效率仍有待提高。从理论层面对细微颗粒物的化学团聚机理进行了分析,在硬团聚理论、絮凝团聚理论的基础上,阐述了细微颗粒物团聚结构变化的三个阶段:颗粒成核阶段、快速增长阶段和团聚结构稳定形成阶段。采用扫描电子显微镜（SEM）对团聚结构的微观形貌进行了观察,分析认为颗粒物之间的“架桥”和亚微米颗粒物的附聚是团聚结构变化过程中的主要作用形式。以细微颗粒物化学团聚室为研究对象,通过ICEM-CFD软件对团聚室进行几何建模和网格划分,采用FLUENT软件对团聚室内流场进行数值模拟,指导化学团聚系统的设计。模拟结果表明,团聚剂雾化液滴在0.03s时接触化学团聚室壁面,同时团聚作用也主要发生在接触点截面及以下的区域。当入口烟气流速为1m/s时,雾化液滴有回流现象,雾化液滴与颗粒物的碰撞团聚可能性较高。研究分析了烧结、转炉细微颗粒物的理化特征,并根据数值模拟结果设计搭建了细微颗...
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
种转炉除尘灰的微观形貌
灰团聚后具有自相似的结构，并提出分形团聚模型来预测煤飞灰在声场中的颗粒团聚。陈厚涛等[34]通过实验得出低频高强声场对细颗粒有较好的团聚效果，并且声场强度的增加有利于颗粒的声波团聚清除。徐鸿等[35, 36]建立了以同向凝聚和流体力学作用为机理的烟尘气溶胶声波团聚动力学模型，通过数值模拟得出的结果与实际的实验结果保持一致，即在声压级为 140dB，声波频率为 1.72kHz 的条件下，PM2.5相对初始分布减少了 63.7%，细微颗粒的团聚效果非常明显。张光学等[37]建立了声波尾流效应理论模型，采用数值计算的方法，研究了颗粒夹角、粒径和频率对声波尾流效应下的聚合速度的影响。Yuen 等[38]利用非线性声学效应，声学流动和声辐射压力对气道中细微颗粒物的团聚去除效果进行了可行性的研究，并提出了一种将非线性声学技术应用于细颗粒物团聚的节能除尘系统，如图 4 所示，模拟结果和实测结果均表明，声辐射压力引起了细颗粒物的团聚长大现象，通过沉降和惯性撞击，进一步加剧了表面沉积。同时，与传统系统相比，所提出的声学技术具有最小的压降，直接降低了声波团聚过程中的能量消耗。
图 5 细颗粒物声团聚室分割模型Fig.5 Schematic diagram of aerosol agglomeration chambe是指磁性或弱磁性颗粒物经磁场作用，即磁选或产生碰撞团聚的技术。磁团聚技术已经较早的应等工业，磁化后的可吸入颗粒物在相互之间的磁生相对运动，碰撞聚并成较大颗粒，结合常规设]将磁旋风除尘器应用于重介质分选，发现外加ng等[43]在高梯度磁场中建立了一种突破性的模型离试验，实验表明磁种可以促进废水中矿物颗粒增加，以及流量的降低，颗粒物的去除效率提高
【参考文献】：
期刊论文
[1]细颗粒物PM2.5团聚除尘技术的研究进展[J]. 李海英,张春奇,刘东. 环境工程. 2018(09)
[2]大型钢铁企业绿色制造创新实践与展望[J]. 王新东,田京雷,宋程远. 钢铁. 2018(02)
[3]转炉除尘灰的理化性质及其催化煤粉燃烧效果[J]. 吴浩,邹冲,赵俊学,李小明. 钢铁钒钛. 2017(05)
[4]机械活化烧结粉尘和高炉粉尘的物理化学性质[J]. 吴胜利,常凤,张建良,鲁华. 钢铁. 2017(04)
[5]北京市大气细颗粒物污染与来源解析研究[J]. 韩力慧,张鹏,张海亮,程水源,王海燕. 中国环境科学. 2016(11)
[6]超细颗粒物团聚行为数值模拟[J]. 盘思伟,马斯鸣,杨建平,张凯,李丽,张军营,赵永椿. 热力发电. 2016(09)
[7]烧结烟气超细颗粒物排放规律及其物化特性[J]. 范晓慧,甘敏,季志云,陈许玲,姜涛. 烧结球团. 2016(03)
[8]转炉干法除尘系统粉尘特性实验研究[J]. 李海英,张滔,滕军华,姬爱民,吴海东. 工业加热. 2016(02)
[9]北京市2014年10月重霾污染特征及有机碳来源解析[J]. 方冬青,魏永杰,黄伟,蔡天骐,张阳,刘庆阳,张元勋. 环境科学研究. 2016(01)
[10]双气体射流作用下燃煤可吸入颗粒团聚研究[J]. 郑强强,张晓东,刘亚丽,孙德帅,秦婷婷. 环境工程. 2016(02)
博士论文
[1]燃煤排放PM2.5单颗粒特征及其在大气环境中的变化[D]. 赵承美.中国矿业大学(北京) 2016
[2]燃煤亚微米颗粒的形成和团聚机制的研究[D]. 魏凤.华中科技大学 2005
本文编号：2926956
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
种转炉除尘灰的微观形貌
灰团聚后具有自相似的结构，并提出分形团聚模型来预测煤飞灰在声场中的颗粒团聚。陈厚涛等[34]通过实验得出低频高强声场对细颗粒有较好的团聚效果，并且声场强度的增加有利于颗粒的声波团聚清除。徐鸿等[35, 36]建立了以同向凝聚和流体力学作用为机理的烟尘气溶胶声波团聚动力学模型，通过数值模拟得出的结果与实际的实验结果保持一致，即在声压级为 140dB，声波频率为 1.72kHz 的条件下，PM2.5相对初始分布减少了 63.7%，细微颗粒的团聚效果非常明显。张光学等[37]建立了声波尾流效应理论模型，采用数值计算的方法，研究了颗粒夹角、粒径和频率对声波尾流效应下的聚合速度的影响。Yuen 等[38]利用非线性声学效应，声学流动和声辐射压力对气道中细微颗粒物的团聚去除效果进行了可行性的研究，并提出了一种将非线性声学技术应用于细颗粒物团聚的节能除尘系统，如图 4 所示，模拟结果和实测结果均表明，声辐射压力引起了细颗粒物的团聚长大现象，通过沉降和惯性撞击，进一步加剧了表面沉积。同时，与传统系统相比，所提出的声学技术具有最小的压降，直接降低了声波团聚过程中的能量消耗。
图 5 细颗粒物声团聚室分割模型Fig.5 Schematic diagram of aerosol agglomeration chambe是指磁性或弱磁性颗粒物经磁场作用，即磁选或产生碰撞团聚的技术。磁团聚技术已经较早的应等工业，磁化后的可吸入颗粒物在相互之间的磁生相对运动，碰撞聚并成较大颗粒，结合常规设]将磁旋风除尘器应用于重介质分选，发现外加ng等[43]在高梯度磁场中建立了一种突破性的模型离试验，实验表明磁种可以促进废水中矿物颗粒增加，以及流量的降低，颗粒物的去除效率提高
【参考文献】：
期刊论文
[1]细颗粒物PM2.5团聚除尘技术的研究进展[J]. 李海英,张春奇,刘东. 环境工程. 2018(09)
[2]大型钢铁企业绿色制造创新实践与展望[J]. 王新东,田京雷,宋程远. 钢铁. 2018(02)
[3]转炉除尘灰的理化性质及其催化煤粉燃烧效果[J]. 吴浩,邹冲,赵俊学,李小明. 钢铁钒钛. 2017(05)
[4]机械活化烧结粉尘和高炉粉尘的物理化学性质[J]. 吴胜利,常凤,张建良,鲁华. 钢铁. 2017(04)
[5]北京市大气细颗粒物污染与来源解析研究[J]. 韩力慧,张鹏,张海亮,程水源,王海燕. 中国环境科学. 2016(11)
[6]超细颗粒物团聚行为数值模拟[J]. 盘思伟,马斯鸣,杨建平,张凯,李丽,张军营,赵永椿. 热力发电. 2016(09)
[7]烧结烟气超细颗粒物排放规律及其物化特性[J]. 范晓慧,甘敏,季志云,陈许玲,姜涛. 烧结球团. 2016(03)
[8]转炉干法除尘系统粉尘特性实验研究[J]. 李海英,张滔,滕军华,姬爱民,吴海东. 工业加热. 2016(02)
[9]北京市2014年10月重霾污染特征及有机碳来源解析[J]. 方冬青,魏永杰,黄伟,蔡天骐,张阳,刘庆阳,张元勋. 环境科学研究. 2016(01)
[10]双气体射流作用下燃煤可吸入颗粒团聚研究[J]. 郑强强,张晓东,刘亚丽,孙德帅,秦婷婷. 环境工程. 2016(02)
博士论文
[1]燃煤排放PM2.5单颗粒特征及其在大气环境中的变化[D]. 赵承美.中国矿业大学(北京) 2016
[2]燃煤亚微米颗粒的形成和团聚机制的研究[D]. 魏凤.华中科技大学 2005
本文编号：2926956
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