超细颗粒物PM25控制技术综述

PM2.5由于其较小的粒径、巨大的比表面积、较大的危害等特点受到世界各国的广泛研究。对此从亚微米粒子的来源、性质、危害等方面进行阐述,对比和总结国内外目前常用的控制技术,详细叙述了静电和其他除尘器相结合以及交流凝并技术脱出超细颗粒物的原理。交流凝并是一种适合收集亚微米粒子的有效方法,这种方法收集效果好,经济实用,适用于去除炼钢、焊接、煤炭燃烧后产生的悬浮性粉尘粒子等方面。研究粒子的荷电、凝并对继续完善荷电凝并理论,提高亚微米粒子的收集效果是十分必要的。     

电袋复合除尘器高效捕集微细粉尘PM2．5的机理探讨

电袋复合除尘器捕集粉尘除了静电凝并作用外,滤袋表面的二次粉尘层和一次粉尘层中粉尘颗粒之间的微米级间隙,以及滤料纤维层中纤维间距的微距,加上荷电粉尘层形成的（内）电场力和（或）外加电场的作用,使微细粉尘发生极化、库伦和电场吸附,是实现高效捕集微细粉尘PM2．5的重要机理。     

燃煤锅炉烟气中可吸入颗粒物的声凝并研究

可吸人颗粒物排放控制技术是现阶段的一个研究热点.声凝并是一种新型的控制燃煤锅炉可吸人颗粒物排放的方法之一.在内壁光滑的圆筒反应器中.利用压电换能器产生行波可以对小颗粒产生凝并作用.凝并效率受到凝并时间、声强、声波频率以及烟气温度等因素的影响.在1～2.5kHz范围内,1.5kHz是较好的声波频率;在同一频率下,随着声强的增加,凝并效率会相应提高,同时能耗也增加;随着温度的升高,凝并效率也逐渐增加;对于PM2.5来说,最佳凝并时间为3.3s,凝并效率可达60%以上.     

SBR系统外加磁场对微生物群落多样性和处理效果的影响

SBR反应器的应用越来越普遍,为进一步提高其处理效率,提出在SBR反应体系再外加一个磁场来提高其运行性能.研究了不同磁感应强度对反应系统污染物降解效率的影响,并采用Mi Seq高通量测序技术解析了磁场条件下活性污泥微生物群落多样性变化.结果表明,磁场的加入在一定程度上提高了SBR系统的运行性能,且当磁感应强度为7×10~(-2)T时效果最明显.其中,外加磁场对SBR反应系统中总氮去除效果的影响显著,在7×10~(-2)T时脱氮率从无磁场的65.69%提高到85.98%.外加磁场显著提高了污泥脱氢酶活性,因而也会对各种污染物的去除产生积极作用.通过对不同磁感应强度下活性污泥微生物群落多样性的比较发现,7×10~(-2)T磁场下活性污泥微生物丰度及多样性最高.实验SBR反应器中的细菌域共鉴定出14个门,主要以变形菌门Proteobacteria(25.3%~61.5%)、拟杆菌门Bacteroidetes(18.6%~46.2%)、放线菌门Actinobacteria(5.3%~47.2%)、酸杆菌门Acidobacteria(0.4%~4.0%)为主.重要的脱氮细菌:如α-Proteobacteria的Rhodoblastus、Paracoccus;β-Proteobacteria的Alicycliphilus、Comamonas、Xenophilus、Acidovorax、Dechloromonas、Thauera;δ-Proteobacteria的Desulfovibrio;Planctomycetes门等,在中等磁感应强度尤其是7×10~(-2)T时,丰度最高,与脱氮效率增加有内在的联系.典型的PAOs如Acinetobacter、Pseudomonas、Propionicimonas等,在中等磁场条件下含量较高,与除磷率变化趋势相同.活性污泥中细菌群落结构变化与污水处理效率存在一定相关性,外加磁场通过改变微生物群落结构影响污水处理效果.     

脱除燃烧源PM2.5过程中蒸汽相变机理应用研究

本文对脱除燃烧源PM2.5过程中蒸汽变相机理应用进行试验。结果表明在拖出燃烧源过程中,蒸汽相变机理对燃油PM2.5的拖出率可达65%。其中相变核化室壁、蒸汽饱和度等对PM2.5凝并长大效果都有影响,不仅能改善蒸汽相变效果,同时也有助于增加相变效果。     

交变电场中电凝并收尘理论与实验研究

应用类似于Ｗｉｌｌｉａｍｓ求声凝并系数的方法导出异性荷电粉尘在交变电场中的凝并九，根据并于粉尘凝并过程趋于“自保分布”的概念，建立了多分微性粉尘粒度分布随凝并变化的函数式，异性荷电粉尘在交变电场中的凝并实验结果表明，新型双区电凝并除尘装置的除尘效率不仅高于电除尘器，而且优于三区电凝并除尘装置。     

基于非圆球模式的大气超细颗粒物在沉积和凝并共同作用下的动力学模型研究

数值模拟了封闭环境内非球形超细颗粒物的动力学演化,以探讨颗粒物的沉积和凝并行为.采用泰勒展开方法导出了描述颗粒物动力学这两种行为共同作用的矩方程.通过与实验结果对比表明:本文得出的矩方程相对于传统的矩方程模型更适于刻画颗粒物的扩散和重力沉积,能够精确地预测它们的动力学演变过程.通过将颗粒形状参数(分形维数,Df)纳入原始动力学方程,使得颗粒物凝并模型可以较为准确地描述真实情况下非球形颗粒的凝并行为.此外在高颗粒物浓度条件下,得出颗粒物的演变主要受到凝并作用的影响,沉积作用则相对较弱.     

细颗粒物凝并长大技术研究进展

随着各类高效除尘器的开发与改进,目前96%～99%以上质量的粉尘已能被有效去除,但细颗粒物的去除效率较低,逃逸粉尘中细颗粒物占比高。通过预凝并技术使细颗粒物团聚长大进而提高其脱除效率,是目前除尘技术研究的一个重要方向,对大气污染的防治起到关键作用。细颗粒物预凝并按机理可以分为湿法凝并、电凝并、声波凝并、磁凝并、湍流凝并、光凝并和热凝并等。重点针对上述前4种凝并技术,对国内外最新研究进展进行总结与分析讨论,并在此基础上对各凝并技术的发展前景进行展望。     

利用洛伦兹力进行水的净化和离子浓缩

水溶液中溶解的电解质离子带有正电荷和负电荷,像其它带电质点一样,当其在外磁场内运动时,将受到洛伦兹力的作用。若设法使正负离子受力方向相同,则在该力作用下正负离子将向同一方向移动,从而可产生一种浓缩离子、制备纯水的新型方法。     

汽车排气尾流中微粒分布及其变化特性的研究

根据微粒核化、凝并及凝结模型对汽车排气尾流中微粒分布的变化特性进行了分析.结果表明,微粒的核化增加了排气尾流中超细微粒的数量;微粒的凝并和凝结将改变排气尾流中的微粒分布.在核化、凝并及凝结过程同时存在时,核化对微粒分布的影响相对较小,微粒分布的变化主要受凝并和凝结的作用.在排气管出口处,微粒的核化、凝并及凝结过程比较剧烈,微粒分布变化较大;随着距排气管出口距离的增加,微粒演变逐渐减弱.研究工作可以为汽车排放控制策略的确定以及汽车微粒对人体健康影响的研究提供依据.     

离子风和磁场作用下分布指数对线板式ESP中PM_(2.5)捕集效率的影响

为了分析分布指数对线板式静电除尘器(ESP)中PM2.5捕集性能的影响,给出了基于电磁场、流场和颗粒动力场的数学模型,数值模拟了PM2.5分级效率、综合效率分别与分布指数的变化关系,比较了有无离子风和磁场作用时PM2.5的捕集性能。结果表明:数值模型与D-A公式相比具有较高的计算精度;离子风和外加磁场均能提升PM2.5的捕集性能,且捕集效率均随着分布指数的增大而逐步降低,为进一步提升ESP捕集性能提供技术参考。     

旋流雾化脱硫塔除尘效果试验研究

在研究传统湿法脱硫塔的除尘效果基础上,提出了一种基于旋流雾化的协同脱硫除尘技术。该技术利用切圆布置旋流雾化器的湍流与雾化作用,使得烟气与浆液产生强烈碰撞,混合更加均匀,强化了细微颗粒湍流凝并作用,同时加剧了微细颗粒的相变凝并,提高了脱硫效率、雾滴及粉尘捕集效率。采用该技术对某300 MW火电机组进行脱硫除尘改造,现场测试结果表明:使用该技术的脱硫效率可达到99%以上,粉尘排放浓度由脱硫塔入口的50~60 mg/m~3降低到6~12 mg/m~3,旋流雾化技术在脱硫塔内具有脱硫降尘的双重作用。     

利用“对称性”和“三步找”研究带电粒子在磁场中的运动

<正>带电粒子在磁场中的运动是高中物理的重点内容,这类问题对学生的时空想象能力、分析综合能力、应用数学知识处理物理问题的能力、逻辑推理能力有较高的要求,是考查学生多项能力的极好载体,因此成为高考的热点。一、带电粒子的"对称性"带电粒子经历一定的空间位置变化后一些物理状态出现对称性。利用对称性往往能删繁就简,事半功倍。(一)直线边界的对称性从同一直线边界射入的粒子又从同一直线边界射出时,速度方向与边界的夹角     

烟道荷电凝并电场对电捕集微细粉尘效率的影响

针对目前电除尘技术存在亚微米(0.01~1μm)粉尘捕集难的问题,进行了微细粉尘的交变电场荷电凝并及对电除尘效率影响实验研究.结果表明,随着气体粒子动量、电场强度的增加,离子浓度也在增加,最大离子浓度为1.97×109/cm3;在电离电场强度峰峰值为1.75 kV/cm,频率为100Hz的交变电场里,中位径为0.2μm硅粉中的粒径<2μm的质量为71%,凝并后降至53%,粒径为5~10μm的硅粉质量增加了162%;中位径为0.2μm硅粉质量除尘效率提高了27.6%,除尘效率提高了近1倍;粉尘浓度对电凝并后的除尘效率影响有限.高流场中微细粉尘的交变电场荷电凝并技术为电捕集亚微米粉尘的有效途径.     

荷电雾滴表面带电尘粒捕集的数值分析

通过数值计算分析了带电粉尘粒子在荷电雾滴上的捕集特性,主要考虑尘粒惯性和静电效应对于提高粒子捕集效率的相对强弱.结果表明,在不同粒径区间内,粒子的惯性效应和雾滴与粒子间的库仑力对强化粒子靶效率的作用需要仔细加以辨认,同时证明了当雾滴弱荷电时,对亚微米带电粒子捕集依然是有效的.     

能见度与颗粒物质量浓度之间的关系

文章利用江苏省常州市和苏州市PM2.5质量浓度、PM10质量浓度、能见度和相对湿度的观测资料,研究了能见度与PM2.5质量浓度、PM10质量浓度之间的关系以及相对湿度的影响。结果表明,能见度随着PM2.5质量浓度的增大而减小,但减小的速度越来越慢,为了定量描述这种现象,文章定义了一个新的敏感性参数。能见度的减小速度存在一个临界点,该临界点把能见度与PM2.5质量浓度之间的关系分为2部分。这2部分的敏感性参数在常州相差27倍,在苏州则相差16倍。由于颗粒物吸湿增长的作用,临界点所对应的能见度和PM2.5质量浓度随着相对湿度的增大而减小,临界点两侧敏感性参数的差异增大。因此,相对湿度大的地区(如沿海地区)能见度的治理面临着更大的挑战,也拥有更好的机遇。此外,与粗粒子相比,细粒子对能见度的影响更显著。     

开关柜内凝露现象数值模拟研究

对开关柜中的凝露现象进行了数值模拟研究,建立了开关柜中湿空气凝露现象的数学模型,分析了开关柜内湿空气初始相对湿度、外界环境温度、开关柜壁面与外界环境间的对流换热系数、冷凝壁面的位置等因素对开关柜内凝露现象的影响,结果表明:开关柜的初始空气相对湿度越大、环境温度越低、壁面与环境之间的对流换热系数越大,则冷凝速率越大。在本文模拟的情况中,当开关柜顶部与左壁面热边界条件相同时,在开关柜顶部更容易产生凝露。     

高频交流电场中细颗粒物凝并的实验研究

针对北京地区空气中粒径分别为0.3μm、0.5μm以及1.0μm的细颗粒物进行了高频交流电凝并的实验研究。分别研究了荷电电压、空气的污染程度、交流电电压、交流电频率以及平均气流速度对细颗粒物电凝并的影响。研究表明:采用空气中的细颗粒物作为颗粒源进行的高频交流电凝并实验研究效果明显,对0.3μm、0.5μm以及1.0μm粒径的细颗粒物,最高凝并效率分别可达65%、62%、55%;荷电电压的增加,可以使细颗粒物的电凝并效率增加,并且当荷电电压U115 k V时,荷电量达到饱和,电凝并效率趋于平缓;在相同荷电电压的情况下,细颗粒物浓度较高(空气污染程度为严重污染)时的凝并效率低于低浓度(空气优)时;交流电的电压对凝并的效率影响不大;交流电频率的增加,凝并效率增加;实验通道内的平均气流速度越大,电凝并效率越低。     

基于细微粒子污染的灰霾判定方法的研究

本文从细微粒子污染导致灰霾形成的角度出发,首先开展了灰霾监测实验,并对实验数据进行频数和描述性分析,研究了以PM10为主的细微粒子污染与灰霾的影响关系。确定了以PM10日平均浓度为灰霾目的判定依据,并根据中国大陆PM10污染指数的分级标准建立了灰霾等级指数,从而形成了一套根据PM10日平均浓度来确定不同等级的灰霾发生概率的方法,为灰霾预测及灰霾治理提供一定的理论依据。     

驻极体磁纤维捕集荷电Fe基细颗粒数值模拟

为了进一步实现超低排放,针对钢铁冶金以及铸造行业生产过程中产生的Fe基细颗粒,提出驻极体磁纤维提高对微细颗粒捕集的方法.本文基于计算流体力学-离散相模型（CFD-DPM）分别研究了纤维荷电量、颗粒预荷电电场强度、纤维磁感应强度以及颗粒磁化率对驻极体磁纤维捕集性能的影响.结果表明：在驻极体磁纤维周围颗粒所受到的磁场力相对于库仑力受距离影响更加明显,磁场力只在纤维附近极短距离内作用明显.捕集效率与纤维荷电量以及预荷电电场强度呈线性关系,对于0.5 μm颗粒,捕集效率随纤维荷电量以及预荷电电场强度的增长速率低于2.5 μm的颗粒.当颗粒粒径为0.5~1.0 μm时,增大驻极体磁纤维的磁感应强度以及提高颗粒磁化率对于捕集效率的提高作用较小.当颗粒粒径为1.5~2.5 μm时,增大驻极体磁纤维的磁感应强度以及提高颗粒磁化率能够明显提高纤维的捕集效率.