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《兰州大学》 2019年
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荷电-雾化超重力除尘技术去除细颗粒物的实验研究

刘红英  
【摘要】:近年来,随着人类社会的发展和科技的进步,工业化进程加快,致使大气环境污染问题日益严重。工业生产过程中排放的粉尘容易集中处理,因此采用适当的除尘技术去除这部分颗粒物,可以很大程度上改善空气质量。雾化超重力(Cloud-Air-Purifying,CAP)除尘技术不仅兼顾旋风除尘结构简单、投资省、占地规模小、能耗低、性能稳定的优点,还能够以较低的运行成本实现颗粒物的高效捕集。然而为满足国家越来越严格的环境质量标准,有必要对该技术进行优化,以达到高效去除细颗粒物(PM_(2.5))的目的。因此,本文提出荷电-雾化超重力除尘技术,即结合荷电技术与雾化超重力除尘技术,利用颗粒与液滴间的静电力作用,使颗粒更有效地凝结团聚长大,从而被高效去除。首先,建立荷电-雾化超重力除尘实验平台,针对工业常见粒径较小的分子筛与滑石粉颗粒,探究该系统对两种粉尘颗粒的去除效果。该除尘系统内设置电晕电场,含液滴气流通过该电场区域后,液滴会携带电荷,随后与颗粒物接触时产生碰撞团聚作用,使得细颗粒物粒径增长,在后续旋风除尘器中被高效去除。实验结果表明,荷电-雾化超重力除尘技术能够高效去除颗粒物,且能够显著提高PM_(2.5)的去除效率(分子筛颗粒去除效率可达90.64%,滑石粉颗粒去除效率可达98.66%),这是由于荷电以后,颗粒与液滴间的静电力加强了二者的碰撞团聚作用,提高细颗粒物长大幅度,从而改善粉尘颗粒的去除效率。通过分析实验后的粉尘样品也证明了这一点,其粒度分布测定结果与SEM图像均可说明荷电以后,粉尘颗粒的凝结团聚作用显著增强。其次,为探究荷电条件,如荷电方式及荷电效果对该系统除尘效率的影响,实验研究了颗粒荷电、颗粒与液滴异极性荷电、电解质的加入条件下的除尘效率。实验结果表明,颗粒与液滴异极性荷电可进一步提高粉尘颗粒的去除效率(分子筛颗粒去除效率可达92.57%,滑石粉颗粒去除效率可达99.10%),且对PM_(2.5)的去除效果也有提升。另外,在水中加入强电解质有助于去除粉尘颗粒,而加入弱电解质会对系统除尘效率产生负面影响,且弱电解质浓度越大,其去除效率越低。最后,探究了雾化超重力条件对该系统除尘效率的影响。随着入口流速的增加,该除尘系统的去除效率逐渐升高,但增长速率逐渐降低,然而增加入口流速会使旋风除尘器内压降增强,提高系统能耗。改变雾气浓度也能明显改变粉尘颗粒的去除效率,随着雾气浓度不断提升,粉尘颗粒去除效率先上升后趋于平缓,意味着颗粒长大所需的雾气量已达到饱和状态,无法进一步提高系统除尘效率。综上所述,荷电-雾化超重力除尘技术能够显著提高粉尘颗粒的去除效率,尤其对PM_(2.5)来说,其效率提升更大。通过参数研究发现,无论是改变荷电条件还是雾化超重力条件都会对粉尘颗粒的去除效率产生显著影响,因此对运行参数的研究有助于进一步优化荷电-雾化超重力除尘技术,以期使其发挥更大的工业应用价值,降低细颗粒物的排放,改善空气质量。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:X701.2

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1 刘红英;荷电-雾化超重力除尘技术去除细颗粒物的实验研究[D];兰州大学;2019年
2 程旭升;超重力技术在柴油发电机废气除尘中的应用研究[D];北京化工大学;2010年
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