双层滤料颗粒床与金属纤维毡梯级过滤特性

为了提高双层滤料颗粒床对亚微米粉尘的过滤效率,进行了双层滤料颗粒床与金属纤维毡梯级过滤实验研究。结果表明:不加金属纤维毡的双层滤料颗粒床的过滤效率为96.35%、出口粉尘浓度为85.5 mg?m~(-3)、总压降为1 840 Pa;加金属纤维毡时,双层滤料颗粒床与金属纤维毡梯级过滤的总过滤效率为99.13%、出口粉尘浓度为19.8 mg?m~(-3)、总压降为1 730 Pa。双层滤料颗粒床与金属纤维毡梯级过滤大幅度地降低了出口粉尘浓度;并且由于金属纤维毡替代了稳流层,还降低了总压降。     

基于GT-Power柴油机颗粒捕集器捕集性能的仿真研究

利用GT-Power软件建立了柴油机颗粒捕集器(DPF)仿真模型,进行了仿真计算。研究了颗粒捕集器本身结构参数对其捕集效率与压降的影响。结果表明,影响颗粒捕集器捕集效率的主要参数有通道密度(CPSI)、过滤体孔隙率、过滤体微孔直径以及过滤壁厚度;影响颗粒物压降的主要参数有通道密度、过滤体渗透率、过滤体孔隙率以及过滤壁厚度。     

超细无碱玻纤复合滤料的过滤性能

袋式除尘是一种高效的除尘技术,对PM_(2.5)具有较高的过滤效率,但是其运行阻力较大,因此,研发高效、低阻过滤材料是解决大气污染问题的关键所在。以耐高温的PPS纤维针刺布为上下层,超细无碱玻纤为中间层,经过超声波粘合或线缝合技术制备了多层复合过滤材料,研究了滤料在容尘状态下的过滤效率、过滤阻力,以及孔径变化。结果表明,该复合滤料的初始阻力低于150 Pa,容尘后对0.2~2μm的颗粒物的过滤效率达80%以上;随着粉尘的沉积,滤料的过滤效率有了较大提高,对1μm以上颗粒物的过滤效率可达99.99%以上,对最易透过粒径(MPPS)的过滤效率达95%以上;过滤前后,滤料的孔径分布发生了变化,过滤后滤料出现了1~5μm的孔径分布。该复合滤料在工业高温粉尘过滤中将会有较好的应用前景。     

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。     

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。     

移动颗粒床除尘器的除尘性能

为进一步了解移动颗粒床除尘器的除尘性能,首先解决了除尘器中容易出现的流动静止区域的消除问题,并实验研究了除尘效率及压降与表观过滤风速和滤料质量流率之间的关系,结果表明当表观过滤风速为0.3 m·s~(-1),滤料质量流率为300 g·min~(-1)时,除尘效率高达99.8%,压降最大还不及180 Pa。另外,通过数值仿真得到了滤料床层内部气体的流场分布以及灰尘粒子在床层中的运行轨迹,发现除尘器结构部件对气体流场分布以及灰尘粒子轨迹有重要影响。对仿真过程中逃逸出滤料床层的灰尘粒子进行统计,并与实验数据相比较,验证了尘饼对增强细微灰尘捕集能力的重要性。     

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。     

颗粒层非稳态过滤捕集效率的研究

为计算颗粒层非稳态过滤效率,通过改进经典过滤理论模型,考虑颗粒在过滤介质中的沉积,理论推导得出非稳态过滤效率的计算公式,而经典颗粒层过滤效率计算公式仅为此计算公式的特例。因为理论计算公式是隐函数,不便于工程实际应用,所以,在常温条件下,对非稳态过滤时的过滤时间、过滤风速、过滤层厚度、粉尘浓度和颗粒层滤料均粒径等五个因素进行了正交实验研究。采用多元回归的方法得出各影响因素与过滤效率呈显性关系的效率关联计算公式,其计算结果与实验测试结果基本吻合。     

PPS滤布对柴油机排放PM的过滤效率

基于柴油机实验台架和颗粒捕集装置,采用聚苯硫醚(PPS)针刺毡滤布过滤柴油机排放的颗粒物(PM)。利用称重法,以Whatman玻璃纤维滤纸为对比滤纸,间接测试了3种PPS滤布的过滤效率;同时实验探索了表面涂覆聚四氟乙烯的PPS滤布的深床过滤时间。实验结果表明,3种滤布在180℃的加热条件下将出现颜色和形态的变化;3种滤布在深床过滤期对PM的平均过滤效率分别为78.8%、76.9%和83.7%;表面涂覆聚四氟乙烯的PPS滤布的深床过滤时间为15~20 min,此后其过滤效率可接近100%。     

固定床中粒状脱硫剂除尘效率的研究

建立了非稳态过滤下的固定床颗粒层除尘效率模型.该模型尽可能地包含了影响固定床颗粒层除尘的参数,反映了沉积粉尘对除尘效率的影响;研究了以粒状脱硫剂为滤料的固定床在不同颗粒层厚度、空床气速、粒径下的除尘效率.结果表明,在颗粒层厚度为400～800 cm、空床气速≤0.4 m/s的条件下,颗粒层的除尘效率可达90％以上.     

多孔介质过滤细颗粒

以活性炭为过滤介质,利用其多孔结构脱除细颗粒,实现低压降除尘工艺。研究活性炭颗粒粒径、滤层厚度以及表观过滤风速等条件对多孔介质过滤细颗粒效果的影响,并通过表面光滑的不锈钢珠进行实验作对比,分析多孔介质过滤细颗粒的机理。结果表明:活性炭颗粒对细颗粒的过滤效率明显高于表面光滑的不锈钢珠。过滤效率随活性炭颗粒粒径和表观过滤风速的减小而增加,当粒径从1.5 mm降至0.45 mm时,平均过滤率从53.17%升至80.34%,当表观风速从26.54 cm·s~(-1)降到1.66 cm·s~(-1)时,平均过滤率从41.89%升至75.24%。过滤效率随滤层厚度的增加明显增加,当层厚从60 mm增加到140 mm时,过滤效率从47.62%增大到70.78%。不同实验条件下,过滤压降都没有随时间有明显变化,细颗粒没有在活性炭颗粒表层形成粉尘层。活性炭颗粒床主要是依靠细颗粒扩散、惯性碰撞和拦截效应沉积在活性炭多孔结构内,从而脱除细颗粒。     

高炉除尘灰细微颗粒物单/双预荷电强化滤袋过滤特性

传统袋式除尘器对于细微颗粒物的捕集效率不甚理想,在袋式除尘器入口前增加预荷电装置是一种切实可行的强化其过滤特性的技术手段。设计搭建线板式直流高压预荷电器,研究了不同正/负匹配电压及风速对于双极预荷电高炉除尘灰电凝并行为的影响规律,对比分析了滤袋对未荷电、单极负荷电以及双极荷电高炉除尘灰细微颗粒物(PM_2.5)的捕集效率与压差特性,得到了不同预荷电方式高炉除尘灰细微颗粒物在滤袋表面沉积的微观形貌结构。结果表明：随着过滤风速(1.5～0.5 m·s^-1及匹配负电压(-16～-12 kV)的降低,双极荷电颗粒物凝并效率提高;高炉除尘灰细微颗粒物单/双预荷电均能提高滤袋的过滤效率;对于粒径<0.5μm颗粒,双极预荷电技术对滤袋捕集效率的强化效果好于单极预荷电技术;对粒径为0.5～2.5μm颗粒,单极预荷电技术的强化效果超过了双极预荷电技术;颗粒物单/双预荷电技术还使得滤袋阻力增量值及其增长速率值降低,且单极预荷电技术对于阻力降低效果更为明显。本研究可为利用单/双预荷电技术提升传统袋式除尘器对高炉除尘灰中细微颗粒物的捕集脱除特性提供参考。     

纤维种类对纤维束过滤器除尘性能的影响

为了探究聚丙烯腈纤维、玻璃纤维和聚丙烯纤维3种纤维对纤维束过滤器除尘性能的影响,以路面扬尘为研究对象,在入口颗粒物浓度0.58 g·m~(-3)、风速1.0 m·s~(-1)、流量63.62 m~3·h~(-1)、纤维填充率0.67%的条件下,研究不同过滤单元材质(聚丙烯腈纤维、玻璃纤维和聚丙烯纤维)除尘效率和压降的变化情况。结果表明,3种材质中聚丙烯腈纤维束除尘性能最好,除尘效率为70%～80%,其除尘效率比聚丙烯纤维束整体高20%。通过过滤介质表面电荷密度测定发现,在实验过程中,3种纤维表面都存在电荷,且聚丙烯腈纤维电荷密度玻璃纤维电荷密度聚丙烯纤维电荷密度。通过SEM检测发现,粉尘颗粒以静电吸附和纤维间填充2种方式赋存于过滤器内部,这表明纤维束过滤器除尘机理为静电作用和机械拦截作用的联合。     

土壤生物过滤去除畜禽养殖臭气

研究土壤生物过滤去除畜禽养殖臭气,旨在为土壤生物滤体除臭装置主要结构参数和运行参数及其优化配置提供依据。建立能同时进行多个处理的生物过滤除臭实验装置,分析影响土壤生物过滤法除臭效果的环境因子。结果表明,活性滤料组合草腐土75%,珍珠岩20%,黑炭5%,滤层高度1 000 mm,滤料表面负荷18 m3/(m2.h),滤料湿度55%的条件下,主要恶臭气体和温室气体释放物NH3、CH4、H2S和CO2去除率>95%,CO和NO2去除率>85%,与畜禽臭气共同扩散的总挥发性有机物(TVOC)、可吸入颗粒物(PM10)和总悬浮物(TSP)去除率>95%,系统排出气体的臭气浓度7.5～8.0,均符合达标排放要求。系统加湿策略应控制滤料湿度(52±3)%,不会出现气道"短路"现象,除臭效果稳定。     

新型颗粒层过滤性能的宏观数学模型

根据固定床颗粒层内气流含尘浓度的连续方程、颗粒层过滤规律和新型颗粒层的过滤特点,建立了固定床颗粒层过滤过程和新型颗粒层过滤性能的宏观数学模型;根据颗粒层的过滤机理和实际灰尘颗粒粒径的分布状态,在实验的基础上,修正了过滤速度对颗粒层过滤效率的影响;根据实验结果对过滤效率方程式、床层压降方程式中的特征参数进行了回归,得到了具体过滤介质的颗粒层宏观过滤数学模型。模型表明新型颗粒层过滤过程是一个不随过滤时间变化的准稳态过程,只与过滤介质特性和循环清灰周期有关,模型计算值能准确地反映颗粒层的过滤性能。     

新型低气阻高效除尘器的研究与应用

为了提高除尘器对细颗粒物的捕捉效率,制备了一种由蜂窝陶瓷、聚酰胺材质扭线刷和缚尘剂组成的除尘模块。其中填充了聚酰胺扭线刷的蜂窝陶瓷为除尘模块的主体,该主体独有的结构将拦截尘粒的滤料纤维分布在与气流方向垂直的平面上,有利于含尘气体的捕捉。缚尘剂为除尘模块的增强因子,它可以在除尘模块表面形成液膜,用来抑制除尘时的二次扬尘,提高除尘效率。通过对涂覆有缚尘剂的除尘模块的除尘效率的研究表明,含尘气体通过除尘模块,对粒径2μm的颗粒除尘效率最高可达到97.08%,表明了除尘模块去除细颗粒物的潜力;另外,在实验中设定的条件下,系统的压降保持在85 Pa以下。总体而言,该除尘模块在保持较低压降的同时对细颗粒物有较高的去除效率,有应用在工业除尘的潜力。     

不同高岭土体系混凝过程中絮体形态的变化

针对2种高岭土体系进行了不同混凝条件下的混凝实验研究,结果表明,使用AlCl3做混凝剂时,微米级高岭土体系絮体粒径随着颗粒物浓度的增加呈现先增加后减小的趋势。当破碎强度为400 r/min时,恢复因子随颗粒物浓度呈现先下降后升高的趋势,在20 mg/L的颗粒物浓度时达到最低。在颗粒物浓度为10 mg/L时,纳米体系强度因子和恢复因子均小于微米体系。继续增加颗粒物浓度(20 mg/L或40 mg/L),纳米颗粒本身的团聚作用和吸附混凝剂之后的纳米颗粒所起的架桥作用使得在200 r/min破碎强度下强度因子和恢复因子升高。当投加相同投加量的高聚合态聚合氯化铝(Al30)作为混凝剂时,由于其具有较高的电中和能力,所以絮体平衡后的粒径与恢复因子较使用AlCl3时降低。     

电袋复合除尘器阻力特性研究

利用电袋复合除尘器试验平台,探讨了清洁滤料过滤阻力特性、电场与过滤风速对过滤阻力的影响及本体阻力与测试风量的关系。结果表明:清洁滤料过滤阻力与过滤风速成线性关系,滤料阻力系数为5.39×10~7 m~(-1);无电场作用下,过滤阻力增长率为2.31Pa/min;而65kV电场作用下,过滤阻力增长率仅为0.63Pa/min,主要因为在电场作用下,颗粒层渗透率增大,且荷电粉尘在滤料表面排列疏松,空隙较多,过滤阻力增加慢,可以有效延长喷吹时间,减少喷吹过程对滤袋的冲刷;过滤阻力增长率随过滤风速的增加而增加,过滤风速由0.65m/min增加到0.97m/min,过滤阻力增长率由0.13Pa/min增加到0.63Pa/min;电袋复合除尘器本体阻力(ΔP,Pa)和测试风量(Q,m~3/s)的拟合方程为ΔP=72.15Q~2+25.07Q。     

改性火山岩滤料去除矿井水中铁锰离子影响因素研究

以改性火山岩滤料作为除铁除锰的滤料,通过对模拟矿井水的过滤试验,研究了滤速、pH值、滤层厚度及铁锰离子浓度对其除铁除锰效率的影响。结果表明：改性火山岩滤料能实现模拟矿井水中Mn²⁺的100%去除,效果明显优于未改性火山岩;最为合理的过滤滤速为7～8 m/h;除铁除锰的过程主要发生在滤层厚度为90 cm的上部滤层中;随着铁锰浓度的升高,改性火山岩滤料除铁的效率变化很小,除锰效率呈快速、线性降低;中性或偏碱性的环境有利于改性火山岩滤料充分发挥高效吸附去除能力。     

不同过滤介质对PM_(2.5)过滤性能与效果

测定了不同孔径结构的无纺布和聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜电晕前后对Particulate Matter 2.5(PM_(2.5))的过滤性能,研究了材料的孔径与结构、过滤气流量、电晕放电对PM_(2.5)过滤效率的影响。结果表明,聚酯无纺布和PVDF微滤膜对PM_(2.5)的过滤性能差别较大,电晕放电处理技术能有效提高过滤介质对PM_(2.5)的过滤效率。过滤介质有效过滤面积为10.2 cm~2、过滤气流量为4 L/min时,克重数为50 g/m~2的聚酯无纺布电晕处理后对PM_(2.5)的过滤效率为77%,过滤压降为2.3 k Pa;而孔径分布为0.7~1.0μm的PVDF微滤膜电晕处理后对PM_(2.5)的过滤效率达到99.79%,过滤压降为2.2 k Pa,具备了高效低阻的性能。