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基于激光测量技术的煤尘污染静电治理研究

2020-12-05阅读(994)

基于激光测量技术的煤尘污染静电治理研究

论文摘要

本文采用激光测量方法及静电除尘技术对煤尘区域污染的治理进行了较为系统的研究。以翻车机房区域污染治理为应用对象,设计了吹吸互动并加设导流板的捕尘方式,设计了基于激光测量技术的智能静电除尘(ESP)控制系统。在工程应用中,证明该设计实时性好、抗干扰性强、除尘效率高。主要研究结果和创新点包括：1、分析了各种粉尘浓度、粒径的测量方法,确定了以激光技术为手段的在线监测方法；针对收尘管道中的高浓度粉尘,设计了旁路采样测量方法,利用Fluent仿真软件模拟计算了测量管中气流的运动状态,证明了旁路测量装置的可行性；采用吹扫系统解决了激光透镜污染的问题,提高了测量的稳定性与准确性。2、针对静电放电系统的复杂环境,采用实验与理论相结合的研究方法,分析了放电系统中的伏安特性,离子风速、离子浓度特性；得到了ESP极配的经验公式。提出了以粉尘收集效果确定静电除尘器工作状态的研究方法,确定了ESP的起始工作电压；证明了直流放电系统中,不完全荷电粒子具有很强的凝并作用,并给出了凝并起始电压；证明了放电电压对不同粒径粉尘的收集作用具有选择性。通过实验确定了ESP的一些运行参数范围。3、以翻车机房区域煤尘污染为应用研究目标,分析了污染区的扬尘动力学过程,确定了污染区煤尘的时空分布及扬尘粒径分布,确定了该污染区是实施本文研究成果的理想场所。针对污染区分析了各种捕尘罩的作用,提出的捕尘方式使煤尘的无组织排放变成有序流动,从而降低了污染治理的运行费用。4、针对煤尘的燃爆特性,设计了软启动恒流高压供电电源的控制。利用软件解决了噪声对粉尘浓度、粒径激光测量弱信号的影响,提高了ESP控制系统在强噪声、强干扰场合下的运行稳定性。本研究成果可以在更广阔的粉尘治理场所得到应用。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 我国大气环境污染状况分析
  • 1.1.1 大气污染物类型
  • 1.1.2 大气污染物的主要危害
  • 1.1.3 煤尘污染的危害
  • 1.2 激光粉尘粒径、浓度测量方法国内外现状
  • 1.3 静电除尘器研究现状
  • 1.3.1 静电除尘器国内研究现状
  • 1.3.2 静电除尘器国外研究现状
  • 1.4 主要研究内容
  • 第2章 粉尘测量方法及激光测量原理
  • 2.1 粉尘浓度、粒径测量方法
  • 2.1.1 取样测量法
  • 2.1.2 非取样测量法
  • 2.2 粉尘激光测量原理
  • 2.2.1 Mie散射原理
  • 2.2.2 粉尘粒度激光测量方法
  • 2.2.3 粉尘浓度激光测量方法
  • 第3章 静电除尘工作原理
  • 3.1 常用粉尘收集方法与原理
  • 3.2 静电除尘工作原理
  • 3.2.1 电晕放电机理
  • 3.2.2 颗粒荷电过程
  • 3.2.3 荷电粒子受力及其运动规律
  • 3.2.4 静电除尘器除尘效率
  • 第4章 激光测量装置设计
  • 4.1 管道内气流运动状态
  • 4.2 粉尘浓度旁路测量装置设计
  • 4.3 透镜吹扫装置设计
  • 4.4 本章小结
  • 第5章 静电除尘器放电特性研究
  • 5.1 引言
  • 5.2 放电电场场强分布数值模拟
  • 5.3 板线结构放电特性研究
  • 5.3.1 实验装置
  • 5.3.2 板极间距、电晕极间距与放电特性的关系
  • 5.4 板线放电结构中离子风速、浓度实验研究
  • 5.4.1 实验装置
  • 5.4.2 板线放电结构中离子风速特性
  • 5.4.3 线板放电结构中离子浓度特性
  • 5.5 管式放电系统中粉尘的运动状态
  • 5.5.1 试验设备与材料
  • 5.5.2 不同粒径颗粒物在放电通道中的运动结果
  • 5.6 本章小结
  • 第6章 除尘器电场对收尘效果的影响
  • 6.1 实验设备与测量装置
  • 6.2 实验结果及数据分析
  • 6.2.1 第一电场收集效果分析
  • 6.2.2 第二电场收集效果分析
  • 6.2.3 收集粉尘粒径分布规律
  • 6.3 除尘器收集效果分析
  • 6.4 本章小结
  • 第7章 翻车机房煤尘污染分析
  • 7.1 翻车机房污染现状及其对周围环境的影响
  • 7.1.1 污染源分析
  • 7.1.2 煤尘对区域环境的影响
  • 7.2 翻车机房扬尘动力学分析
  • 7.3 翻车机房现场测试
  • 7.3.1 翻车机房污染测试原则
  • 7.3.2 翻车机房污染测试结果分析
  • 7.3.3 翻车机房扬尘时空分布
  • 7.4 翻车机房模拟实验
  • 7.4.1 模拟实验的目的
  • 7.4.2 模拟实验的方法与结论
  • 7.5 本章小结
  • 第8章 捕尘装置设计
  • 8.1 捕尘罩及气流组织
  • 8.1.1 气流组织
  • 8.1.2 捕尘罩形状选择
  • 8.2 翻车机房捕尘装置设计
  • 8.2.1 翻车机房捕尘方案
  • 8.2.2 捕尘风量设计
  • 第9章 控制装置设计
  • 9.1 电控系统布置与流程设计
  • 9.1.1 静电除尘器电源控制电路
  • 9.1.2 静电除尘器控制系统布置
  • 9.1.3 静电除尘器运行控制流程
  • 9.1.4 功能控制及运行信号传输
  • 9.1.5 控制系统上位机监控
  • 9.2 静电除尘器电场运行控制设计
  • 9.2.1 引言
  • 9.2.2 浓度、粒径信号采集单元的设计
  • 9.2.3 除尘器电场的单片机控制单元设计
  • 9.3 本章小结
  • 第10章 结束语
  • 参考文献
  • 附录:攻读博士学位期间发表论文及研究成果目录
  • 致谢

    • 相关论文文献

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