新型电袋复合除尘器性能研究

为了提高布袋除尘器对细微粒子的捕集效率,同时降低压力损失,提出了一种新型的电袋复合除尘器,并利用这种新型的除尘器对2 500目的超细滑石粉进行了实验研究。通过普通布袋过滤、电袋复合过滤的对比实验研究,得到了电场强度、气布比、压损、清灰周期和除尘效率等参数的变化规律。实验结果表明,使用新型的复合除尘器过滤粉尘时,粉尘在进入袋室之前就被荷电,通过在滤料表面施加较强的静电场,使得被处理粉尘在滤料的表面有序堆积和排列,能有效地降低压力损失,提高过滤风速,除尘效率均达到97%以上。Vf=3.5 m/min,U=12.3 kV时,新型复合除尘器与普通布袋过滤相比压力损失降低了90 Pa;PM2.5的捕集效率提高了5.9%;清灰周期从10 min延长至36 min。     

双极电袋复合除尘器的增效减阻效应

为提高现有电袋复合除尘器的除尘效率,降低压力损失,改进清灰效果,设计出一种线管式双极电袋复合除尘器,并对其增效减阻作用和单极电袋复合除尘器进行了对比研究。在硅微粉中位径1.74μm、过滤风速3 m·min~(-1)、入口粉尘浓度2 500 mg·m~(-3)的实验条件下,双极电袋复合除尘器比单极电袋复合除尘器的粉尘透过率、压力损失分别降低25%、27%以上。为分析双极荷电粉尘的静电凝并增效作用,测定了滤料表面沉积粉尘层的粒度分布,发现单极荷电和双极荷电沉积尘的中位径分别为1.83μm和1.92μm,表明双极荷电粉尘具有较好的静电凝并作用,所形成的较粗团聚颗粒物不易透过滤料,使除尘效率提高。为阐明双极荷电粉尘的减阻作用,采用自然堆积法测出双极荷电粉尘的堆积密度小于单极荷电粉尘,证明粉尘双极荷电后会在滤料表面形成较蓬松的粉尘层,这将有助于降低压力损失、提高清灰效果。     

不同后整理工艺方法对袋式除尘器滤料过滤性能的影响

选取6种不同后整理方法处理的涤纶针刺滤料,通过实验研究探索不同后整理方法对袋式除尘器滤料过滤性能的影响关系。结果表明:过滤效率方面,在1 m/min过滤风速下,6种滤料对粒径≥0.26μm的颗粒物的分级过滤效率分别为轧光滤料≥47.74%、烧毛-轧光滤料≥54.82%、PTFE涂层滤料≥65.14%、PTFE浸渍≥61.86%、覆膜滤料≥97.54%、抗静电滤料≥49.09%,PTFE覆膜、涂层、浸渍后整理方法对滤料过滤效率的提高有显著作用;过滤阻力方面,PTFE覆膜、浸渍滤料的过滤阻力远大于其他4种滤料,PTFE覆膜、浸渍后整理方法可大幅增大滤料过滤阻力,而其他4种后整理方法对滤料过滤阻力的影响差距不大;过滤品质因数方面,品质因数Q值由大到小为:PTFE涂层滤料抗静电滤料烧毛-轧光滤料轧光滤料覆膜滤料PTFE浸渍滤料,综合滤料的过滤效率和阻力因素,涂层后整理方法可使滤料具有低阻高效的性能特征。     

粉尘双极荷电对滤料电荷累积抑制作用

为解决单极性电袋复合除尘器因滤料电荷积累导致清灰难和反电晕烧袋问题,将线管式双极荷电器引用到电袋复合除尘技术中。基于电晕电流最大化方法进行荷电器的电极结构优化实验。当电晕极采用RS芒刺线、管电极采用不锈钢管时,荷电器的较优极配为管电极直径25 mm、管间距120 mm、电晕线到管电极的异极距80 mm。在荷电器和导电纤维滤料组装成的静电增强纤维过滤装置上,分别进行粉尘单极荷电和非对称双极荷电情况下滤料电荷积累量的对比实验。实验粉尘采用中位径3.5μm硅微粉。在过滤风速为0.17 m·s~(-1)、平均电场强度2.5~3.0 kV·cm~(-1)的实验条件下,当气流含尘浓度为700 mg·m~(-3)时,双极荷电粉尘在滤料上累积电荷产生的电流值比单极荷电粉尘滤料上累积电荷产生的电流值低约25%,表明双极荷电对滤袋电荷积累有明显的抑制作用。     

脉冲喷吹扁式方框滤筒除尘器的清灰性能

为探究新型扁式方框滤筒的清灰性能,在自建的脉冲喷吹实验台上,测得不同电磁阀、开孔型号、喷吹距离、喷吹压力下的侧壁压力峰值大小及其分布规律。通过进一步工业附粉,监测除尘器的阻力和清灰后的粉尘残余量,验证找到扁式方框滤筒的最佳喷吹清灰参数组合。结果表明:扁式方框滤筒的最佳开孔型号是7个7 mm孔,喷吹距离为20 mm;对于玉米秸秆粉尘,当过滤风速低于0.6 m·min~(-1)时,在1寸阀、0.2 MPa喷吹压力下可满足对其基本淸灰需求,且风速越小,清灰后的粉尘残余量越少,阻力也越小,低于150 Pa。另外,脉冲清灰过后,未被清除下来的粉尘多集中于扁滤筒的上部且是未正对喷吹孔的位置,如何进一步改善有待之后研究。     

新型干式微孔过滤除尘器的实验研究

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.介绍了该除尘器组成、特点、结构和陶瓷微孔管过滤原理.实验发现,在入口粉尘浓度范围1 000～3 000 mg/m<'3>,过滤速度1.0～1.5 m/min时,该过滤除尘器具有较高的除尘效率,在实验最大过滤速度2.02 m/min条件下,压力损失为926 Pa,能耗较小.与传统的袋式除尘器相比,该除尘器具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、使用寿命长和除尘效率高等优点.     

家居环境PM_(2.5)控制用空气滤料

针对目前家居环境净化PM2.5的要求,在现有空气过滤材料的基础上,探讨一种适合于家居环境移动式空气净化装置用低阻、高效和长寿命的过滤材料。采用实验研究的方法对常用玻纤滤纸以及驻极体空气过滤材料进行了过滤特性、电镜、孔径测试的对比实验研究。结果表明,当过滤风速为5 cm/s时,3种驻极体滤料对粒径≤4.5μm的颗粒物的分级过滤效率要高于玻纤滤纸且都在90%以上,其过滤阻力在4.9~6.4 Pa之间,而高效滤纸的过滤阻力在57.8~78.6 Pa之间;在实验风速条件下,驻极体滤料对PM2.5的过滤效率和过滤阻力分别高于和低于高效玻纤滤纸;对驻极体滤料进行蒸馏水洗涤后,其对颗粒物的过滤效率下降,驻极体滤料静电效应具有不稳定特性;电镜测试发现,玻纤滤纸纤维层排布致密,纤维存在断裂现象,而驻极体滤料较为蓬松,无纤维断裂现象;孔径实验表明,驻极体滤料的平均孔径为玻纤滤纸的11.9~14.7倍,驻极体滤料具有良好的透气和容尘特性。     

静电激发袋式除尘器(ESFF)阻力数学模型分析

静电激发袋式除尘器(ESFF),又称静电强化纤维过滤复合电袋除尘器,是一种新型的高效、低阻的除尘方式。基于传统的Kozeny-Carman(K-C)袋除尘阻力模型和静电强化纤维过滤理论,构建了ESFF的完整阻力模型,并利用MATLAB工具箱首次对ESFF的低阻成因进行了精确的数学描述。为了明确ESFF与袋除尘器阻力组成的内在联系,提出了阻力修正系数PRF,并探究了不同实验参数对PRF的影响,建立了一个新的阻力性能评价指标。实验结果表明,提高放电电压和降低粉尘负荷均会导致PRF变小,系统阻力变低。     

超高温烟尘过滤陶瓷滤料的制备

以硅酸铝纤维和莫来石纤维为主体材料,纳米二氧化硅作为高温陶瓷黏结剂,制备出一种适用于800℃下直接过滤的除尘滤料。研究了纳米二氧化硅添加量和烧成温度对多孔陶瓷过滤材料性能的影响,通过TG-DSC确定纳米二氧化硅的熔融温度,利用SEM表征材料的纤维粘结情况和孔隙结构。结果表明,纳米二氧化硅添加量为3%,烧成温度为1 300℃时,制备出的材料性能较佳,抗折强度为4.96 MPa,过滤阻力为139 Pa(过滤风速为1 m/min),气孔率为80%。     

电解铝用滤袋缝合工艺对PM_(2.5)过滤效率的影响

针对常用涤纶滤料,分别采用不同道数的缝纫线缝合和在缝纫接口处的针孔上涂胶等不同的缝合工艺,实验测试并对比了涤纶滤料在不同的缝合工艺下的静态过滤效率,并讨论了滤袋缝合工艺对PM2.5过滤效率的影响。结果表明,清洁滤料在环境气溶胶中,缝纫线缝制道数越多,过滤效率就越低,每增加一道缝纫线过滤效率就降低1%~6%左右;采用胶合工艺将滤袋缝合处的针孔涂胶覆盖,对于粒径大于1μm以上的颗粒物的过滤效率有明显提高,最大提高值达7%;温度对胶合后的缝纫接口影响较小,过滤风速对过滤效率和过滤阻力影响较大。     

侧流电除尘增效机理与检验

针对现有许多电除尘器难以满足日益严苛的颗粒物排放要求而面临提效改造的现状,根据经典电除尘理论,降低电场风速是电除尘器提效的一个有效途径,进而提出一种通过改变烟气流向成倍降低电场风速的侧流电除尘器。首先,为阐明侧流电除尘器的增效机理,基于已有的关于紊流情况下流速对颗粒悬浮作用的研究结果,通过受力分析给出了在有悬浮升力影响下带电颗粒的电除尘效率理论表达式,证明了降低电场风速的增效作用比增加电场长度更有效。然后,在极配结构和处理流量相同、平均入口含尘浓度约1 400 mg·m~(-3)和场强在2.5~4.5 kV·cm~(-1)的情况下,采用中位径为3.5μm的硅微粉进行了侧流电除尘器和常规电除尘器的减排效果对比实验研究。结果表明,侧流电除尘器的平均排放浓度比常规电除尘器降低45%,减排作用突出。     

荷电水雾除尘器捕尘效率的实验研究

实验分析了影响荷电水雾除尘器除尘效率的主要因素,在此基础上提出了一种新的除尘效率数学模型,该模型明确地表达了过滤风速、喷雾量以及雾滴荷质比对除尘效率的贡献情况。对实验结果及数学模型的分析表明,对于带有振弦栅的荷电水雾除尘系统,喷雾量对除尘效率的影响比过滤风速及荷质比更为显著,新除尘效率模型的提出对指导生产具有重要意义。实验中同时确定了荷电水雾除尘器最佳操作参数,在粉尘入口浓度为412 mg/m3的情况下,当过滤风速为16 m/s,喷雾量为12×10-3 m3/min,雾滴荷质为3.5×10-4 c/kg时,除尘效率可达99.5%。     

烧结机头电除尘器的数值模拟及现场实测验证

为提高某600 m~2烧结机头电除尘器的实际工程应用效果,使用商业CFD软件进行数值模拟,分别采用k-ε模型、电磁流体模型(MHD)和离散相模型(DPM)模拟流场、电场和颗粒运动轨迹。结果表明:经气流分布优化后,计算得到电除尘器进口烟气量分配偏差为±1.5%、颗粒相质量流量偏差为±0.7%,电除尘器本体两侧阻力分别为127.1 Pa和123.7 Pa,电场截面气流分布均匀性相对均方根差分别为0.129和0.133,均优于标准JB/T7671-2017要求;得到电场内电势分布及颗粒运动规律,电除尘效率与供电电压、颗粒粒径具有相关性。经现场实测验证,各参数的实测值与模拟值一致性较好,实测电除尘器出口烟尘浓度为25.8 mg·m~(-3),除尘效率达99.20%,优于设计值;烟尘颗粒在0.03～10μm的分级除尘效率为80.35%～98.69%。0.1～1μm的颗粒段存在穿透窗口,其分级除尘效率仅为80.35%～91.81%。本研究结果可为烧结烟气的烟尘超低排放提供参考。     

超声辅助对污泥电脱水的特性改进

采用自制的超声波辅助电场污泥脱水装置进行实验,考察了超声波声强和作用时间等因素对污泥含水率的影响。结果表明,在固定频率20 k Hz条件下,在相同电场(电压60 V,作用时间5 min)和压力场(压力0.1 MPa,作用时间5.5 min)作用下,通过变换超声波声强和作用时间,得出最优处理条件为声强0.255 W/cm2,作用时间3.5 min。为了消除初始含水率与系统误差的影响,将脱水率作为比较各作用工况的重要指标。在上述最佳工艺条件下,污泥含水率由83.26%降低至72.90%,与单纯电渗透脱水相比,脱水率由4.88%增大到12.44%,同时减缓电流衰减的速率,增加电渗流量上升速率,增强了电渗透脱水效果。     

新型无胶粉滤芯对车内空气的净化效果

基于自行研发的无(溶剂)胶粉活性炭滤布工艺,完全通过物理复合技术制备一种新型空调滤芯。依据Ro HS指令测得的铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚浓度均低于检测限。按GB/T 14295-2008进行性能测试,结果显示,阻力值和容尘量分别为129.5 Pa(180 Pa)和4.47 g(4 g)。在模拟车内空气条件下的颗粒物过滤实验中,滤芯对粒径范围在0.5~2.5μm的颗粒物平均去除率大于85%,而对粒径范围在2.5~(10μm)的颗粒物去除率在95%以上,高于普通滤芯在该粒径范围内30%~70%的去除率。车内空气净化实验表明,使用新型滤芯的车内PM_(2.5)浓度在内、外循环条件下稳定值为0.3μg·m~(-3)和1.2μg·m~(-3),而使用普通滤芯只能达到20.0μg·m~(-3)和30.2μg·m~(-3)。此外,该新型滤芯对NO_x在1 h内的吸附容量可达2 676 mg,具有较好的吸附性能。     

高温烟气净化用陶瓷纤维管的制备与性能

由于陶瓷纤维材料具有耐腐蚀强、耐高温和机械强度好等优点常常用于高温环境的过滤。主要研究了应用耐高温陶瓷纤维材料制备烟气净化用陶瓷纤维管及其性能分析。利用氧化铝陶瓷纤维及硅灰石纤维长度、直径不同等特征,使用两步成形的方法制成具有复合结构的纤维多孔陶瓷样品。并对影响材料性能的各种因素进行分析和探讨。采用扫描电子显微镜(SEM)和金相显微镜对陶瓷纤维管的显微结构进行了分析和测量。结果表明,如果选择在1 000℃烧成的样品抗折强度为9.7 MPa,4 m/min流速时的阻力为228 Pa,显气孔率达到78%。     

大风量低浓度VOCs气体二次吸附浓缩净化技术开发

针对许多生产工艺过程的VOCs排放呈现出大风量、低浓度和间歇排放的特点,本研究以活性炭和异丙醇为例进行了一种针对低浓度气体的吸附加中温再生二次吸附净化工艺的研发。结果表明,在入口浓度约400 mg/m3时,活性炭在30℃和70℃的平衡温度之间存在约4%的吸附有效工作容量。对再生能耗对比发现,进口VOCs浓度越低,新工艺节能效果越明显。吸附穿透曲线表明,随着过滤风速的减小,穿透前能处理的风量随之增加。对于低浓度吸附净化过程,采用中温脱附可以有效浓缩有机气体,最大可达5.62倍。以上结果表明,对于低浓度吸附净化过程,采用中温脱附加二次吸附可起到经济有效地浓缩有机气体的作用。     

铁表面改性石英砂去除混凝出水中的Cr(VI)

为了增加混凝出水中Cr(VI)的去除率,使用铁表面改性的石英砂进行了不同条件下的Cr(VI)吸附实验,实验结果表明,在实验p H值(2.0~13.0)范围内,表面附着的铁具有较高的稳定性。铁表面改性后石英砂的等电点向碱性范围内移动,有助于吸附去除带负电的Cr(VI)。随着吸附时间的增加,改性石英砂对Cr(VI)的去除能力逐渐提高。Cr(VI)的浓度逐渐减少,改性石英砂对Cr(VI)的吸附动力下降,110 min后,吸附基本达到平衡。腐殖酸对于Cr(VI)在改性滤料表面吸附的影响主要体现在与Cr(VI)的竞争吸附和对Cr(VI)的还原作用。随着Cr(VI)浓度的增加,Cr(VI)的去除率呈现先增大后降低的趋势,当Cr(VI)浓度为2.0 mg/L时去除率达到最高。未改性的石英砂对于混凝沉后水中的剩余Cr(VI)无明显的去除作用。当使用改性砂柱对AS混凝出水进行过滤时,30 min之内Cr(VI)的去除率仍然能够达到接近100%。当体系中无腐殖酸存在,Al_(30)做混凝剂时,Cr(VI)在较短的时间(20 min)通过滤柱。