电袋复合除尘器除尘特性的数值模拟与颗粒脱除特性机理实验研究

发布时间：2017-08-12 23:19

  本文关键词：电袋复合除尘器除尘特性的数值模拟与颗粒脱除特性机理实验研究

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【摘要】：细微颗粒物是大气环境中化学组成最复杂的污染物,现已成为影响环境质量和人体健康的主要危害因素之一。我国70%的发电量来自于燃煤锅炉,而燃煤锅炉产生的颗粒污染物是大气中颗粒物主要的来源。根据国标GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》规定,重点地区的燃煤锅炉烟尘排放限值为20 mg/m3,广东沿海地区甚至在开展低于5 mg/m3的超净排放的试点工作。环保标准的不断提高给燃煤电厂的除尘设备带来了极大的挑战。电袋复合除尘技术结合了电除尘和布袋除尘两者的优点,不仅可以保证99.9%以上的高除尘效率,对细微颗粒物的捕集能力强,且具有过滤压降小、滤袋不易破损等优点,在投入使用中已发挥积极作用。本文从实验、数值模拟及现场测试等几方面对电袋复合除尘器的除尘特性进行研究。在实验方面,利用电袋复合除尘实验平台进行细颗粒物脱除机理研究,通过改变烟气温度、含湿量及工作电压,探讨各因素对电袋复合除尘效率以及PM2.5除尘效率的影响。在数值模拟方面,运用三维建模软件PRO/E对1000MW级电袋复合除尘器进行建模,运用CFD软件FLUENT对某电厂提供的实际工况进行了数值模拟,模拟结果与实测数据对比,验证了研究方法的可靠性与模拟结果的准确性,然后对影响除尘效率的主要因素进行数值模拟研究,分析了操作条件和颗粒特性对除尘效率的影响;在现场测试方面,结合试验电厂颗粒物测试数据研究电袋复合除尘器对微细颗粒物的脱除特性。结果表明:(1)烟气温度降低、含湿量增加、流速减小、除尘器内部阻力增大,均可显著提高电袋复合除尘器的除尘效率;(2)从电除尘机理角度分析,当烟气中颗粒粒径增大,颗粒荷电量增多时,能够有效提高除尘效率;对于高比电阻的粉尘收集,降低温度能使粉尘比电阻减小,有利于提高除尘效率;(3)适当延长清灰周期至1.75倍范围之内,除尘器内部阻力的增大有利于提高细颗粒物脱除效率。本文研究结果可望为大型电袋复合除尘器的实际运行提供理论指导。
【关键词】：电袋复合除尘 除尘效率 数值模拟
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X773
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 课题背景与意义11
• 1.2 燃煤电厂除尘现状11-12
• 1.3 电除尘与袋除尘基础理论12-15
• 1.3.1 电除尘机理12-13
• 1.3.2 袋除尘机理13-15
• 1.4 国内外研究现状15-20
• 1.4.1 电袋复合除尘技术15-17
• 1.4.2 除尘性能优化研究17-20
• 1.5 本文研究内容20-21
• 第二章 颗粒脱除特性机理实验研究21-29
• 2.1 实验台介绍21-24
• 2.1.1 实验原料21
• 2.1.2 实验装置21-24
• 2.2 实验结果与分析24-28
• 2.2.1 含湿量对细颗粒物脱除效率的影响24-26
• 2.2.2 电压对细颗粒物脱除效率的影响26-27
• 2.2.3 烟气浓度对细颗粒物脱除效率的影响27
• 2.2.4 烟气温度对细颗粒物脱除效率的影响27-28
• 2.3 本章小结28-29
• 第三章 1000MW电袋复合除尘器的模型建立29-44
• 3.1 物理模型与假设29-30
• 3.2 湍流模型30-33
• 3.2.1 标准 κ-ε 双方程30-31
• 3.2.2 UDF & UDS简介31-33
• 3.3 电晕电场模型33
• 3.4 网格划分33-35
• 3.5 材料属性及边界条件35-36
• 3.6 可靠性检验36-43
• 3.6.1 无关性检验36-37
• 3.6.2 残差收敛判定37-38
• 3.6.3 系统流量守恒检验38
• 3.6.4 除尘器模拟结果与现场数据对比38-39
• 3.6.5 气流均匀性检验39-43
• 3.7 本章小结43-44
• 第四章 1000MW电袋复合除尘器模拟结果与分析44-54
• 4.1 操作条件对除尘效率的影响44-48
• 4.1.1 烟气量对除尘效率的影响44-46
• 4.1.2 除尘器阻力对除尘效率的影响46-48
• 4.2 颗粒特性对除尘效率的影响48-53
• 4.2.1 颗粒浓度对除尘效率的影响48-49
• 4.2.2 颗粒粒径对除尘效率的影响49-51
• 4.2.3 颗粒荷电量对除尘效率的影响51-52
• 4.2.4 比电阻对除尘效率的影响52-53
• 4.3 本章小结53-54
• 第五章 电袋复合除尘器现场应用情况54-62
• 5.1 细颗粒物脱除效率测试装置54-58
• 5.1.1 测试原理54-55
• 5.1.2 DLPI工作原理55-57
• 5.1.3 现场煤样与负荷情况57-58
• 5.2 试验电厂电袋复合除尘器细颗粒物测试58-61
• 5.2.1 测试目的58
• 5.2.2 测试方法58-59
• 5.2.3 测试结果59-61
• 5.3 本章小结61-62
• 结论与展望62-63
• 参考文献63-70
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果70-72
• 致谢72-73
• 附件73

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本文编号：664183