新型干式微孔过滤除尘器控制黑烟污染的实验研究

论文摘要

我国是目前世界以煤为主要能源的国家之一,工业燃煤陶瓷窑炉在煤的燃烧过程中会产生大量的黑烟。黑烟的主要成分是炭黑,造成了严重的大气污染。炭黑粒径较小,并具有疏水性的表面。由于炭黑的特殊性质,传统的烟尘治理技术难以有效去除炭黑。本论文首先从炭黑粒子产生的机理出发,对炭黑的物理化学性质作了深入的研究,为后面黑烟的去除作好准备。在对炭黑特性的详细研究、阅读大量文献的思考后提出了一种去除炭黑的新方法:对传统袋式除尘器进行改造、更新,采用陶瓷质微孔管代替传统的纤维滤料,研制开发出一种新型干式微孔过滤除尘器,用干法过滤去除黑烟。微孔陶瓷具有很好的化学稳定性和热稳定性,且机械强度高,刚性大,不容易外形变化和孔径变型,气孔分布均匀,使用寿命长,再生、清渣简易,维修方便,运行费用低。可以代替棉布、丝织物、塑料、贵金属网等滤材。价格低,并消除了这些滤材存在的缺陷,从而提高生产效率,降低生产成本,取得显著的经济效益。微孔陶瓷的这些优异性能,使它在化工、石油、冶金、机械、炼油、纺织、医药、食品、酿酒、火电、电镀、核工业等行业中广泛用于扩散、吸收、混合、流态化、过滤等操作。还可用作催化剂载体。在环保领域中,更显出微孔陶瓷在治理“三废”方面的独特功能和使用价值。本实验通过对微孔陶瓷干法过滤除尘器的研究,了解并介绍了微孔陶瓷滤料的基本性质。通过在不同的入口粉尘浓度和过滤速度的状态下对该设备进行测试,对风量、反吹时间等的具体操作方式进行了调整,让整个设备工作方式更加合理。并对反吹,粒径分布,分级效率等问题做了更加深入的研究和探讨。同时对设备本身的压力损失等工作情况做了初步的校核和测量,以供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景以及实验目的
• 1.1.1 我国的大气污染现状
• 1.2 工业燃煤陶瓷窑炉的主要污染物及其危害
• 1.2.1 黑烟简介及其危害
• 1.2.2 粉尘及其危害
• X 及其危害'>1.2.3 硫氧化物SO_X及其危害
• X 及其危害'>1.2.4 氮氧化物NO_X及其危害
• 1.3 黑烟的形成的相关问题
• 1.3.1 黑烟是能源浪费产生的结果
• 1.3.2 产生机理
• 1.3.3 燃烧过程中炭黑粒子的生成机理
• 1.4 影响控制燃煤窑炉产生黑烟的因素
• 1.4.1 煤种的差异
• 1.4.2 空气供应量
• 1.4.3 空气与煤挥发分的混合状况
• 1.4.4 炉温
• 1.4.5 燃烧时煤的挥发分停留时间
• 1.5 现阶段消除黑烟的技术
• 1.5.1 主要技术简介
• 1.5.2 治理难点
• 1.5.3 发达国家对工业陶瓷窑炉的污染控制
• 1.6 黑烟消除的新思路及研究方法
• 1.6.1 课题的目的和意义
• 1.6.2 根据炭黑性质特点提出去除黑烟的新方法
• 1.7 研究内容
• 第2章 微孔陶瓷的介绍和研究
• 2.1 微孔陶瓷材料的制备工艺
• 2.1.1 挤压成型工艺
• 2.1.2 颗粒堆积工艺
• 2.1.3 发泡工艺
• 2.1.4 添加造孔剂工艺
• 2.1.5 通过多孔模板复制形成气孔的制备工艺
• 2.1.6 溶胶－凝胶工艺
• 2.1.7 升华－干燥工艺
• 2.1.8 凝胶注模成型技术
• 2.2 微孔陶瓷材料的应用
• 2.2.1 熔融金属过滤材料
• 2.2.2 催化剂载体
• 2.2.3 隔热材料
• 2.2.4 作为布气材料
• 2.2.5 食品、医药行业用微孔陶瓷材料
• 2.2.6 生物工程材料
• 2.2.7 辐射活化材料
• 2.3 微孔陶瓷管的性能设计
• 2.3.1 孔径
• 2.3.2 渗透量
• 第3章 炭黑的性质
• 3.1 实验仪器与设备
• 3.2 炭黑的外观
• 3.3 炭黑的组成
• 3.4 炭黑的堆密度
• 3.5 粒径分布
• 3.6 炭黑的比表面积
• 3.7 炭黑的润湿性
• 3.8 炭黑的安息角
• 3.9 炭黑的粘附性
• 第4章 新型干式微孔过滤除尘器的性能实验及炭黑去除效果的研究
• 4.1 新型干式微孔过滤式除尘器简介
• 4.1.1 袋式除尘器工作原理
• 4.1.2 袋式除尘器技术特点
• 4.1.3 影响袋式除尘器效率和寿命的因素
• 4.2 新型干式微孔过滤除尘器
• 4.2.1 研发除尘器的原则
• 4.2.2 新型干式微孔过滤除尘器性能特点
• 4.2.3 新型滤料—微孔陶瓷
• 4.3 实验方法及结果分析
• 4.3.1 实验装置与设备
• 4.3.2 滤料空载压降实验
• 4.3.3 模拟新滤料荷尘实验
• 4.3.4 设备质量除尘效率测试
• 4.3.5 设备分级除尘效率测试
• 4.3.6 新型干式微孔过滤除尘器的清灰
• 结论
• 参考文献
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 致谢