大高差溜槽粉尘颗粒扩散运动规律数值模拟

为解决大型露天矿回填溜槽运输系统产生的粉尘污染问题,运用溜槽物料牵引流、落料诱导气流和剪切气流理论分析了溜槽工艺的粉尘析出机理。研究发现,溜槽运输系统粉尘的析出是诱导空气的尘化作用、剪切压缩尘化作用的结果,粉尘析出的主要影响因素包括物料的基本属性、运行速度及溜槽出口落差。基于气固两相流理论,利用数值模拟方法计算小空间粉尘颗粒的扩散规律和颗粒运动轨迹,结果显示溜槽系统粉尘粒径范围在0~100μm,物料流速度大于10m/s时,粉尘大部分被扬起,溜槽出口距离平台距离越大粉尘析出量越大。为制定多尺度、综合的粉尘防治措施提供必要的理论支撑与科学依据。     

选煤厂输煤系统转载点粉尘产出控制技术

针对选煤厂输煤系统转载点多、产尘量大、粉尘污染严重的问题,对输煤系统转载点处的产尘原因进行了分析,提出了加装特殊设计的导料槽、安装复膜扁布袋除尘器及增加湿式降尘系统等控制措施,并对改造前后转载点处的粉尘浓度进行了对比.结果表明,改造后转载点处的作业环境达到了治理目标的要求.     

餐厨垃圾与活性污泥混合厌氧发酵研究

为实现固体废弃物的能源化利用,对餐厨垃圾与污水处理厂活性污泥进行混合厌氧发酵,通过单因素实验考察了餐厨垃圾与活性污泥的物料配比、TS质量分数、接种量及温度等因素对产气性能的影响,在此基础上利用正交实验探索多因素共同作用对混合厌氧发酵产气特性及产甲烷量的影响。结果表明,多因素对累积产甲烷量的影响顺序为接种量TS质量分数温度物料配比,混合厌氧发酵的最佳条件为物料配比4∶6(质量比)、TS质量分数6%、接种量55%(质量分数)、温度40℃。三次函数可以用于模拟最佳条件下混合厌氧发酵过程中日产甲烷量与发酵时间的关系,模型拟合效果较好(P0.001),达到极显著水平,R~2为0.832,拟合结果可靠性高。     

烟气和粉尘性质对除尘效率影响的仿真研究

应用欧拉-拉格朗日多相流模型对影响电除尘器内部气流分布的烟气含尘浓度、烟气湿度、粉尘粒径及真密度等因素进行了数值仿真。分析了烟气和粉尘性质对除尘效率的影响。由于在仿真过程中考虑了烟气特性和粉尘性质等因素,不仅可获得各因素对气流分布均匀性的影响,而且仿真结果更能反映电除尘器气流分布的实际情况。提出的烟气和粉尘性质仿真方法可以为电除尘器除尘效率分析提供新的途径。     

输煤皮带转载点密闭罩流场模拟与结构优化

为了研究输煤皮带转载点密闭罩内流场对吸尘效果的影响,采用Fluent软件对某转载点密闭罩内气固两相流动情况进行了数值模拟。通过气流分布和煤尘浓度分布的分析,发现溜槽转折处较大的气流偏转会增加煤尘起尘量和导致局部煤尘积聚,吸尘罩的开口角度对吸尘效果也有较大影响。为了疏导气流并加强吸尘效果,提出了溜槽转折处和吸尘罩的结构优化设计方案。研究表明,改进后气流分布更加均匀,吸尘效果有所提高,从而为转载点密闭罩的优化设计提供了参考。     

电除尘器比电阻软件测算研究与应用

为了进一步提高静电除尘器的收尘效率、降低能耗,对粉尘比电阻这一重要影响因素进行了研究。依据粉尘比电阻值定义,建立了收尘极板上粉尘层压降模型,提出了利用压降模型和伏安拟合特性曲线数学表征式来在线测算真实工况下粉尘层比电阻的实现方法。以480C型阳极板、RS芒刺阴极线极配形式进行了模拟验证实验,结果表明测算所得的比电阻数值与实际值相符。最后对现有电除尘控制系统中基于比电阻值的反馈控制方法做了简要介绍。     

脉冲喷吹大风量滤筒除尘器的清灰变化过程研究

褶皱比高、过滤面积大的大风量滤筒除尘器存在不完全清灰的随机性更大,因为脉冲清灰过程中脉冲气流在滤筒内的流场分布不均引起滤筒侧壁压力的不均匀分布。主要通过检验大风量滤筒(325×1 000 mm)侧壁压力峰值变化过程和探寻引起侧壁压力峰值分布的气流动态变化过程。实验结果表明,冷态实验时,有诱导喷嘴时,滤筒侧壁压力峰值呈现从上到下减小的趋势,滤筒侧壁压力变化过程与滤筒上粉尘剥落的过程相一致;动态实验时,随着过滤风速增大,滤筒侧壁压力峰值出现增大的现象,因为脉冲气流受到系统过滤气流的影响,脉冲气流在轴向的速度降低的要缓慢一些,动压转化为静压的速度要缓慢一些,出现滤筒650 mm位置侧壁压力峰值明显增大,而在滤筒850 mm位置侧壁压力峰值并未增大,将动态实验用于实际现场,结果表明,长时间运行滤筒底部出现清灰效果差的现象。     

粉尘对电除尘器气流分布影响仿真研究

为了更加精确地研究电除尘器入口气流分布特征, 论文采用欧拉-拉格朗日多相流模型，对电除尘器内部气流分布进行了数值仿真。由于在进入除尘器的气流中引入了粉尘粒子，不仅可获得粉尘及粉尘颗粒粒径大小对气流分布均匀性的影响，而且这种模拟更加接近除尘器的气流实际情况。提出的模拟方法为电除尘器的气流分析提供了一条新的途径。     

新型湿式除尘器在烧结厂粉尘抑制中的实践

在对烧结厂转载点附近沉积粉尘进行分析的基础上,提出了以单个转载点为处理单元,新型湿式除尘器就近处理、分类排放的治理方案。运行显示:0～9.98μm的呼吸性粉尘的除尘效率约为92.3%,而9.98～55.36μm的较大粒径粉尘的除尘效率高达96.8%～98.9%,而大于55.36μm的大粒径粉尘的除尘效率接近100%;每个转载点除尘能耗约为3.5kW,能耗不足改造前的10%;除尘水和尘淤达到完全回用,入风口粉尘结块现象得到很好解决。     

粉尘颗粒在单纤维表面沉积的计算机模拟

采用随机模拟方法模拟研究了粉尘颗粒在单纤维表面上的沉积过程,Kuwabara流场用于计算粉尘颗粒运动的轨迹,模拟中考虑了粉尘颗粒的粒径分布和单纤维在气流作用下的扭曲行为对粉尘颗粒沉积的影响.模拟结果表明.粉尘颗粒在单纤维表面上的沉积形态与分布特征依赖于Stokes数、粉尘颗粒粒径分布和纤维扭曲程度;模拟获得的粉尘树枝结构与相关文献提供的实验结果相似.     

双室电除尘器流量分配数值计算

采用计算流体动力学(CFD)方法对大型电除尘器双室流量分配和除尘器进口管道内气流流动进行了数值计算。根据数值计算结果确定管道导流板和隔流板的布置方案:隔流板长度150 mm,与水平方向夹角27°;导流板长150mm,与管壁等间隔平行布置3块导流板。利用数值计算指导模型实验设计,并验证数值计算结果。结果显示,数值计算、模型实验、现场实验所得电除尘器两室流量偏差分别为±1.8%、±1.7%和±2.1%,三者吻合较好,均满足《电除尘器气流分布模拟试验》性能考核要求。     

二氧化硅负载无定型磷酸氢钛对铅的吸附

用共沉淀法制备了SiO2负载无定形磷酸氢钛材料(TiP/SiO2),用于去除废水中的Pb(II)。通过不同温度、pH和时间条件研究分析TiP/SiO2对Pb(II)吸附的影响因素。结果表明,TiP/SiO2对Pb(II)的吸附量随着pH的增加而增加;其动力学过程符合Lagergren准二级模型,平衡时间为2 h;等温吸附符合Freundlich模型;实验计算所得的热力学参数显示,该吸附过程是自发的吸热过程;D-R模型拟合参数表明,该吸附主要以离子交换为主。     

滤筒除尘器脉冲清灰动态分析

对常用规格φ325 mm×660 mm滤筒采用普通喷吹孔和诱导喷嘴进行脉冲清灰实验研究,测试滤筒侧壁压力峰值和压力上升速度,并使用高速动态分析仪拍摄清灰时粉尘从滤筒壁面脱落的动态过程。实验证明了滤筒脉冲清灰时,粉尘的脱落是从滤筒上部到下部依次进行,滤筒侧壁第一个压力峰值、最大压力峰值和压力上升速度对清灰效果均有影响,且脉冲气流形成的第一个侧壁压力峰值对滤筒的第一次冲击对清灰来说起着决定性的作用,回流气流形成的侧壁压力峰值作用较弱。而压力上升速度不能完全作为评价清灰效果好坏的指标。实验证明,采用诱导喷嘴可以改善滤筒内部流场,提高清灰效率。     

电磁浮动床除尘装置的设计与实验研究

针对所设计的电磁浮动床除尘装置,为了掌握该装置的运行规律以及除尘效果,以铁磁颗粒为床料,通过实验分析了铁磁颗粒质量对床层高度的影响,以及风量和磁场强度等因素对床层高度和压强降的影响,并对风量和磁场强度与除尘效率的关系进行了研究,确定最佳运行条件:进口含尘气体浓度为20 g·m-3,磁场强度为300 Gs,风量为110 m3·h-1,除尘效率高达99.34%,为电磁浮动床用于高温除尘工艺奠定了基础。     

褶型筒式空气过滤器过滤压降的数值模拟

基于计算流体力学(CFD),采用FLUENT中的多孔介质模型对褶型空气过滤器进行数值模拟研究,通过模拟计算和实验研究得到了空气过滤器的一些阻力性能。结果表明,褶型空气过滤器在过滤气体中的杂质时,过滤器的阻力随着进口风量的增大而增大;而增加过滤器的褶数会增大过滤器的过滤面积,过滤器的过滤面积增大之后过滤器的过滤速度会相应减小,由此可以减小过滤器的阻力。但是增加过滤器的褶数之后会相应的改变过滤器滤芯的褶间距,褶间距的大小会对气流的流动产生影响。气流的流动会影响过滤器的阻力。这些研究可以为过滤器滤芯的设计及应用提供一定的依据。     

烟热分离系统砖瓦隧道窑的数值模拟及烟气含氧量影响因素分析

为降低砖瓦隧道窑烟气含氧量,使烟气中的污染物稳定达标排放,设计了正交实验并应用数值模拟方法对影响砖瓦隧道窑烟气含氧量的因素进行了分析;在此基础上,调整了相关参数并进行了现场运行测试及数值模拟方法的实测验证.结果 表明:现场测试结果与数值模拟结果具有良好的一致性;降低排烟风机入口压力、急冷风机风量和冷却风机风量有利于降低烟气含氧量;以标况排烟风量为评价指标,各因素对烟气含氧量的影响程度依次为:排烟风机入口压力＞急冷风机风量＞余热风机入口压力＞冷却风机风量.在隧道窑稳定运行情况下,仅通过调整排烟风机运行状态进行烟气含氧量控制实验,结果表明,烟气含氧量由调控前的18.24％降低至16.57％～17.12％,标准状态下烟气量由24000 m3·h-1降至19000～20000 m3·h-1.在该隧道窑排烟风机运行状态优化调整后,已稳定运行6个月,且烟气含氧量稳定控制在18％以下.本研究结果可为隧道窑烟气含氧量控制及烟热分离系统的调控提供参考.     

诱导喷嘴改进滤筒清灰效果的数值模拟

采用计算流体动力学数值模拟方法,对规格为325 mm×660 mm滤筒在采用高效诱导喷嘴(超音速引流喷嘴和气流散射器)喷吹时的内部流场进行研究。通过分析喷吹气流在滤筒内的压力分布云图和喷嘴处的速度分布图,得出模拟结果与脉冲喷吹实验结果基本一致,验证了数值模拟的可靠性和实验的准确性。进而从微观上分析得出采用诱导喷嘴可使气流更加稳定的进入滤筒内部,以此确保滤筒长度方向上内壁清灰压力的均匀性,对滤筒清灰效果有明显的改善作用,为解决滤筒的清灰问题提供了一定的指导。     

无动力除尘器尺寸的数值模拟

为考察无动力除尘器不同尺寸结构的除尘效果,建立粉尘和空气耦合下的数学理论模型。采用Gambit软件构造无动力除尘器的实体结构,将自定义的UDF函数导入到Fluent软件中进行数值模拟,并应用了静压差计算不同除尘器尺寸结构下的含尘气体回流效果。数值模拟结果表明,当无动力除尘器回流管直径为600 mm,向下倾斜为10°,以及落料管入口高度距回流管口为1 150 mm时,无动力除尘器内含尘气体回流效果显著。     

下脚料制备生物菌肥的工艺优化及养分测定

以游离氨基酸态氮为评价指标,研究了转速、料液比、接种量、发酵温度和发酵时间5个因素对发酵效果的影响,在单因素实验基础上,对转速、接种量和温度3个因素用Box-ehnken设计及响应面分析方法,确定了最佳发酵工艺参数为:转速203 r/min、接种量5%、温度30℃。在此条件下,发酵液中游离氨基酸态氮含量达到13.891 g/L,较优化前(12.365g/L)提高了12.34%。另对初步放大实验所得的菌肥产品质量进行评价,结果显示,菌肥总氮含量约为15.8%,总有机质含量约为37%,两者指标均优于国家相关标准。     

黑曲霉固态发酵三七渣产纤维素酶

考察了硫酸铵添加量、磷酸二氢钾添加量、三七渣粒径、培养基含水率等因素对黑曲霉固态发酵三七渣产纤维素酶的影响,并采用正交实验对培养基制备条件进行了优化。研究结果表明,三七渣作为发酵培养基用于生产纤维素酶是可行的;含水率、硫酸铵添加量、磷酸二氢钾添加量以及三者之间的交互作用对实验结果的影响极显著(P0.01),这3个因素以及它们之间的交互作用对实验结果影响程度的排序为:硫酸铵添加量含水率磷酸二氢钾添加量交互作用;优化的培养基制备条件为:采用过80目的筛三七渣,硫酸铵添加量为40 mg/g干药渣,磷酸二氢钾添加量为10 mg/g干药渣,初始含水率为55%,pH值自然,在此条件下发酵,所产CMC酶活可达73.23 IU/g湿物料。