论文摘要
煤炭是我国的主要能源。煤炭的大量燃烧,造成了严重的环境污染。燃煤排放的烟尘是大气环境中可吸入颗粒物的重要来源。可吸入颗粒物尤其是细颗粒物PM2.5是影响我国空气质量的重要污染物,这些颗粒物粒径小、数目多、富集多种有害物质,对环境和人体健康造成了严重的危害。但目前常规的除尘设备,如静电除尘器和旋风分离器对其清除效率都很低。声波团聚对于细颗粒的清除是一种有效和可行的方法。通过外加声波的作用,细颗粒会发生碰撞团聚长大,在很短的时间内,颗粒的分布将发生从小尺寸向大尺寸方向的演变,团聚后产生的细颗粒团聚物的平均粒径会增大,这样就可以很容易地通过常规的除尘设备将其从尾部烟气中清除,从而达到控制细颗粒排放的目的。本文设计并搭建了声波团聚试验台,采用频率为20 KHz的高强度声波作为声源,并对试验台中的给料系统作了设计和试验研究。由于本试验台中需要连续、均匀、稳定的微量给料,我们设计了螺旋微量给料机。通过试验对其进行标定,研究了给料速度与螺距、螺杆转速之间的关系。分析了料斗内物料的流动形式和搭桥结拱的原因,并通过设计搅拌装置解决料斗内搭桥的问题。对燃煤电厂飞灰进行了声波团聚试验,经声波辐射处理后,产生了一定的团聚效果,粒径较小的颗粒数量减小,粒径较大的颗粒数量增多,颗粒的浓度降低。由于采用的声波频率较高,因而细颗粒的团聚效果很好。通过试验,研究了声波强度、烟尘浓度、颗粒停留时间等参数对声波团聚效果的影响。并分析了提高团聚室内的空气湿度对声波团聚效果的影响。采用声波团聚中最重要的正向动力团聚机理和流体力学机理建立模型,推导得到声波团聚核函数。通过数值计算法对气溶胶声波团聚的动力学方程进行求解,与试验结果进行对比,吻合较好。
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摘要Abstract目录第一章 绪论1.1 研究背景10/PM2.5的定义和危害'>1.2 PM10/PM2.5的定义和危害1.3 超细颗粒物的团聚技术1.4 声波团聚技术的研究概述1.5 声波团聚机理研究1.5.1 同向凝聚理论1.5.2 流体力学作用机理1.6 目前研究存在的问题1.7 本文主要内容第二章 声波团聚试验台架及设备2.1 引言2.2 试验台架的整体设计2.3 声波团聚室2.4 给料系统2.5 声源系统2.6 采样装置2.6.1 ELPI工作原理2.6.2 ELPI的关键设备2.6.3 其他附件2.6.4 采样方法2.7 其他辅助设备2.7.1 送风机和引风机2.7.2 布袋除尘器第三章 微量给料系统的设计和试验研究3.1 引言3.2 给料系统设计的基本思路3.3 给料机设计3.3.1 螺旋给料机的工作原理3.3.2 物料特性3.3.3 螺旋给料机的结构设计3.3.4 给料效果3.3.5 各因素对给料率的影响3.4 搅拌装置3.4.1 料斗搭桥产生的原因3.4.2 搭桥成拱的解决方法3.5 风粉混合器的设计3.5.1 混合器的作用3.5.2 文丘里管混合器工作原理3.5.3 文丘里混合器的设计计算3.5.4 其他参数的选择3.6 本章小结第四章 超细颗粒物的团聚试验4.1 引言4.2 声波衰减测试4.3 声波团聚实验结果4.4 各参数对声波团聚效果的影响4.4.1 声压级对团聚效果的影响4.4.2 初始含尘浓度对团聚效果的影响4.4.3 停留时间对团聚效果的影响4.4.4 团聚室内的空气湿度对声波团聚效果的影响4.5 本章小结第五章 气溶胶颗粒声波团聚的数值计算5.1 引言5.2 声波团聚模型的建立5.2.1 声波夹带系数和团聚体5.2.2 气溶胶团聚动力学方程5.2.3 声波团聚核函数5.2.4 核函数与声波参数之间的关系5.3 气溶胶团聚动力学方程及其求解5.3.1 数值求解的方法5.3.2 数值模拟与试验结果的比较5.4 本章小结第六章 全文总结和展望6.1 全文总结6.2 存在不足和工作展望参考文献附录Ⅰ 作者在硕士期间参与的科研项目Ⅱ 作者在硕士期间发表的论文致谢
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标签：可吸入颗粒物论文; 声波团聚论文; 微量给料论文; 团聚核函数论文; 数值模拟论文;
