液雾荷电高效团聚颗粒物实验研究

针对颗粒物危害环境及人类健康但难以高效脱除的问题,以粉煤灰和碳黑颗粒为研究对象,提出了结合化学团聚和水雾荷电两种方法的液雾荷电团聚技术,并对颗粒物进行了团聚捕集实验。研究发现,液雾荷电能够有效促进颗粒物的团聚。以粉煤灰为例,其团聚效率分别比水雾增湿、水雾荷电和化学团聚提高了34.1百分点、13.8百分点、11.9百分点。在团聚剂中羧甲基纤维素钠的质量分数为0.3%、喷雾量为800mL/h、荷电电压为6.0kV的工况下,粉煤灰的团聚效率最佳值可达58.5%。     

烟气参数对细颗粒湍流聚并的影响

细颗粒湍流聚并技术是控制燃煤烟气中细颗粒排放的有效措施之一。为了研究烟气参数对湍流聚并效果的影响,在一种细颗粒湍流聚并器中分别对烟气流速、烟气温度、颗粒物浓度以及烟气含湿量进行实验测试。结果表明:烟气流速能显著增大聚并器内湍流强度,提高飞灰颗粒的聚并效率,烟气流速为16 m·s-1时,PM2.5聚并效率为44.51%;烟气温度在酸露点以上时,其对飞灰颗粒聚并效率的促进作用有限;颗粒物浓度越大,则烟道内单位体积的颗粒物数量越多,从而增加了颗粒间的碰撞概率,飞灰颗粒聚并效率明显提高,颗粒物浓度为35 mg·L~(-1)时,PM2.5的聚并效率达到52.48%;烟气含湿量较低时对飞灰颗粒聚并过程影响不大。     

燃煤颗粒物电除尘器内相互作用模拟

由燃煤电站导致的大气颗粒物污染问题日益严峻,运用颗粒团聚技术实现除尘器内部细颗粒的高效捕集是未来除尘技术发展的重要趋势。为了实现除尘器尾部细颗粒的减排,本模拟对燃煤颗粒物在电除尘器内部不同团聚机理下细颗粒的相互作用进行了研究,基于Fluent软件,利用颗粒群平衡模型(PBM),通过自定义函数(UDF)功能导入团聚核函数分别就细颗粒在热团聚、湍流团聚、电团聚下的团聚情况进行计算。研究结果表明,细颗粒在电场团聚作用下团聚效果最佳,热团聚和湍流团聚效果次之。     

降温凝膜影响颗粒物脱除特性的实验研究

为了探究降温凝膜对颗粒物脱除特性的影响,采用电称低压冲击器对模拟烟气(过饱和湿烟气)在静电除尘器前后的颗粒物进行在线监测和分析,得到颗粒物浓度及粒径分布特征,研究了不同降温幅度下凝结相变对颗粒物脱除特性的影响,并着重关注细颗粒物。研究结果表明:降温幅度增大,细颗粒物核化凝结长大,发生凝并、团聚,粒径明显变大;降温凝膜后,静电除尘器对细颗粒物脱除效果明显增强;降温5℃与降温0℃时对比,PM10的质量脱除效率提高约30百分点。降温幅度为4℃时,PM2.5的质量总脱除效率和数量总脱除效率分别已达到73.09%、67.44%。考虑到降温成本,实际应用中,降温幅度选择4℃为宜。     

聚并元件结构和来流颗粒粒径对细颗粒物湍流聚并的影响

文章亮点 将V型钝体用于湍流聚并,钝体后方形成了大量稳定的强旋涡,明显提高了聚并效率. 发现细颗粒物的聚并消除主要发生在聚并元件尾部生成旋涡的区域,在下游区域较少发生碰撞和聚并. 发现烟气中大、小颗粒混杂的情况下小颗粒的去除效率得到明显提升,工业中可充分利用这一特点来进行细颗粒物的消除.     

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。     

气流组织形式对室内微生物气溶胶的影响

为探明空调房间气流形式与通风量对室内微生物气溶胶的影响规律,在一个标准气流实验室,使用Andersen六级撞击式空气采样器对空气中的细菌与真菌气溶胶进行采样,分析了其浓度变化特点,及其与大气细颗粒物PM_(2.5)的相关关系。结果表明,晴朗天气下,气流室内不同气流形式和通风量对微生物气溶胶浓度的影响不同。总体来说,不管是哪种气流形式,通风量的增加均在一定范围内降低了室内微生物气溶胶及大气细颗粒物浓度,其中细菌气溶胶和PM_(2.5)在通风方式为侧面送风侧面排风时的去除效果最好,且分别在换气次数为3次/h和4次/h时其浓度达到最低,其去除效率分别为88.5%和42%,而真菌气溶胶在侧面送风顶面排风时的去除效果最好,在4次/h浓度最低,去除效率为6%。研究结果可以为探究室内环境空气质量及控制室内微生物污染提供基础数据。     

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。     

基于单颗粒气溶胶质谱法的雾霾过程中细颗粒物组分分析及来源研究

为了解雾霾过程中细颗粒物的组分与来源,采用单颗粒气溶胶质谱(SPAMS)法,于2015年12月在西安城市运动公园对雾霾过程进行连续观测。根据细颗粒物的质谱特征,将其化学组分分为10类,为有机碳(OC)、元素碳(EC)、混合碳(ECOC)、左旋葡聚糖(LEV)、矿尘(MD)、重金属(HM)、富钾颗粒物(RK)、富钾钠颗粒物(RNa K)、富铵颗粒物(RNH+4)以及其他颗粒物。将本次雾霾过程分为5个阶段,各个阶段占比最大的化学组分均为OC、EC、ECOC;在雾霾生长阶段,RK、RNa K及RNH+4增长明显。将细颗粒物来源分为8类:机动车(36.3%)、燃煤(22.5%)、扬尘(7.1%)、生物质燃烧(5.1%)、工业(7.3%)、餐饮(0.5%)、二次合成(7.9%)和其他来源(13.3%)。结果表明,机动车和燃煤是本次雾霾的主要来源,二次合成对雾霾生长和消退有重要作用。     

环境相对湿度对颗粒物过滤性能的影响

以吸湿性氯化钠(NaCl)颗粒和非吸湿性氧化铝(Al₂O₃)颗粒为实验对象,使用纤维材料过滤介质,引入纳米和微米两类颗粒物尺度,考察不同相对湿度(RH)环境下颗粒物过滤性能的变化规律及内在机理。结果表明：低湿度下(RH20%和50%)过滤吸湿性颗粒时,压降呈线性增长趋势,高湿度下(≥RH80%)会出现压降的急剧升高;非吸湿性颗粒受湿度变化的影响较小,但在饱和湿度下(RH100%)压降增长较为显著;滤料初始过滤效率对环境中相对湿度的变化不敏感,也不会受到颗粒吸湿性能差别的影响;在颗粒加载过程中,受滤料纤维表面颗粒物沉积的影响,过滤效率持续缓慢增长,但湿度超过颗粒潮解点后,对吸湿性颗粒的过滤效率出现一定程度下降,类似液体过滤机制;此外,环境湿度的变化对于纳米颗粒物过滤性能的影响远比微米颗粒更为显著。研究结果可为空气污染防治中颗粒物过滤技术的应用与改进提供参考。     

珠江三角洲夜间降雨对大气颗粒物清除作用的研究

因独特的发生时段与气象边界条件,夜间降雨(以下简称夜雨)对大气污染物的迁移转化过程影响较大。利用珠江三角洲56个环境监测站于2014年5月至2019年3月记录的逐时大气颗粒物(PM2.5、PM10)浓度数据及同期18个气象监测站记录的逐时降雨观测资料,统计分析夜雨和日间降雨(以下简称日雨)影响下的大气颗粒物浓度变化特征,比较了不同降雨强度、降雨持续时间的夜雨和日雨对大气颗粒物的清除作用,并通过相关分析证明了降雨清除作用的滞后效应。结果表明:降雨通过湿沉降作用可以有效清除大气颗粒物,对PM10的清除效率高于PM2.5,其中夜雨对大气颗粒物的清除效率相对日雨更高;降雨强度越大,降雨持续时间越长,夜雨清除效果的优越性越明显;在降雨后6d内,夜雨和日雨对大气颗粒物仍存在清除作用。     

渗透通风建筑室内颗粒物的污染特征

通过建立颗粒物穿透率与渗透通风房间换气次数的数学模型以及室内颗粒物浓度集总参数模型,对常州市某住宅建筑室内颗粒物污染特征进行分析,通过实验验证了颗粒物穿透率、室内颗粒物浓度模型的准确性。计算结果表明,对于室内无污染源的渗透通风房间,粒径为0.5、1.0、2.5μm的颗粒物以及PM_(2.5)穿透率随换气次数的增大而增加;当换气次数从0.2次·h~(-1)增加至0.5次·h~(-1)时,PM_(2.5)穿透率由70%增大至88%,增加25.7%。对于用香烟烟雾作为颗粒污染物尘源的房间,空气净化器的实际洁净空气量CADR值为152 m~3·h~(-1),相比实验舱标定工况320 m~3·h~(-1)衰减52.5%。     

湿法脱硫系统对烟气中可吸入颗粒物特性影响的实验研究

采用荷电低压颗粒冲击器对4套湿法烟气脱硫(WFGD)系统进出口颗粒物进行在线检测和采样分析,获得烟气中PM10、PM2.5质量浓度以及粒径分布特征,并通过场发射扫描电镜(FESEM)和元素能谱对飞灰颗粒的形貌特征和主要元素含量进行分析。实验结果表明,由于脱硫塔喷淋浆液的洗涤作用,WFGD系统对飞灰颗粒有一定的脱除效果,但喷淋浆液产生的小液滴以及石灰石/石膏颗粒被携带进入烟气,导致WFGD系统对烟气中颗粒物质量浓度及粒径分布影响较大。WFGD系统对飞灰颗粒组成成分也有一定影响,以WFGD系统B为例,出口飞灰颗粒中Ca和S的质量分数从进口的1.60%、2.81%上升到出口的6.12%、10.92%。FESEM观察结果表明,脱硫后小颗粒在脱硫浆液的促进作用下团聚凝并,形成大颗粒,呈现致密的不规则块状、层状或絮状结构。     

承德市降水对细颗粒物和可吸入颗粒物的清除作用分析

利用承德市2018—2020年逐小时细颗粒物(PM_2.5)和可吸入颗粒物(PM₁₀)监测数据和气象观测资料,分析PM_2.5和PM₁₀基础浓度时间变化特征及不同风速影响下浓度变化规律,探讨基础浓度和风速订正后降水对污染物的湿清除作用。结果表明：(1)PM_2.5和PM₁₀基础浓度均值均为11月至次年3月较大,4、10月次之,5—9月较小。(2)秋、冬季风对PM_2.5清除效果较明显;风对PM₁₀全年总体有清除作用,但风速大于8 m/s,会导致春季PM₁₀浓度暴增。(3)降水过程对PM_2.5和PM₁₀均有很好的清除作用,清除率大多随着降水等级的增大而增大,降水对PM₁₀的清除率高于PM_2.5。(4)中雨及以上等级降水过程结束后,PM_2.5和PM₁₀空气质量指数均为良好及...     

粉尘颗粒亲水性对其雾化离心去除率的影响

基于电声换能超声波雾化-旋风除尘器联用技术,研究了亲水性对粉尘颗粒去除率的影响。通过选择若干种亲水性不同的常见工业粉尘,在相同实验条件下研究其亲水性与离心去除率之间的关系。结果表明,在旋风分离前加入雾气,亲水性较好的粉尘颗粒去除率有明显的提升,在通入浓度为4 g·m~(-3)的雾气后,滑石粉颗粒的去除率从无雾气时的76.9%提高到90.1%,增长幅度为13.2%,而亲水性较差的S-zorb脱硫催化剂去除率从72.1%增加到80.1%,增幅仅为8.0%。这一现象尤其体现在粒径在2.5μm附近的细颗粒物上,滑石粉去除率增幅最高点出现在粒径为2μm的颗粒处,从无雾气时的31.5%增长到有雾气时的72.8%,增幅为41.3%,而亲水性较差的S-zorb脱硫催化剂去除率最高增幅只有17.7%,从无雾气时的43.9%增长到有雾气时的61.6%,去除率增幅最高点出现在粒径为2.3μm的颗粒处。实验前后粉尘颗粒形态的SEM扫描电子显微镜图像也证实亲水性对颗粒物团聚、长大有重要影响。研究亲水性对粉尘颗粒去除率的影响,可进一步优化、改进电声换能超声波雾化-旋风除尘器联用除尘技术,使其发挥更大的工业应用潜力,减少PM2.5排放。     

基于室内PM_(2.5)控制和节能的通风策略探讨

细颗粒物(PM_(2.5))随空调新风进入室内,和室内产生的PM_(2.5)粒子一起作用,导致人体暴露在室内细颗粒物环境中。为保证室内空气品质,最大限度节约空调系统运行能耗,建立了室内PM_(2.5)浓度与CO_2体积分数双组分模型,提出了适用于某会议室不同室内外PM_(2.5)源、不同人数以及不同天气状况下的最佳通风策略,利用Simulink对炎热天气室内有无PM_(2.5)散发源、温和天气室内有无PM_(2.5)散发源4种工况下的不同通风方式进行仿真对比。模拟结果表明:炎热天气存在最小新风量,该值由室内人数决定,过滤送风对控制室内PM_(2.5)浓度效果最好;温和天气存在最大新风量,且该值与过滤器效率成正比;在所研究的情况下,温和天气节能潜力比炎热天气大。     

成都市降水对大气颗粒物湿清除作用的观测研究

为研究成都市降水对大气颗粒物(以下简称颗粒物)的湿清除作用,对2014—2016年成都市的颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))和气象观测数据进行分析。结果表明:月、季尺度下,降水对PM_(2.5)、PM_(10)均有削减作用。降水时段的PM_(2.5)、PM_(10)浓度较非降水时段分别降低17.1%和15.8%,且冬季降幅最为明显。考察472次降水过程对颗粒物的湿清除作用,发现单次降水过程后PM_(2.5)、PM_(10)浓度增长频次(243、234次)和削减频次(229、238次)接近,但颗粒物浓度总体呈削减趋势。对于单次降水过程,颗粒物的初始浓度与降水对颗粒物的湿清除作用关系密切,特别是降水持续时间超过8h后,颗粒物初始浓度越高,削减效果越好。     

去除亚微米颗粒的带电除尘器

大气污染物中的颗粒物的控制,经过人们长时间的努力,从技术的角度来讲,已基本解决。亚微米颗粒,由于其质量小,单单依靠一次控制过程很难解决。为了控制这种对人体健康危害很大的亚微米颗粒,利用冷凝,凝聚和荷电可以使颗粒物被此团聚的原理,设计了一些新型的除尘装置,即所谓二次控制。例如,利用冷凝和凝聚作用设计的除尘装置,在我     

生物质锅炉排放细颗粒物质谱特征研究

使用单颗粒气溶胶质谱仪,研究了5种生物质成型燃料(咖啡渣、秸秆-花生壳、稻壳、混合型、木屑-刨花)锅炉烟气中细颗粒物的排放特征。木屑-刨花生物质锅炉排放细颗粒物的粒径介于0.20~2.00μm,呈双峰分布。其余的生物质锅炉排放细颗粒物的粒径介于0.20~1.20μm,呈单峰分布。受燃料类型、锅炉负荷、炉膛温度等因素影响,木屑-刨花生物质锅炉排放细颗粒物化学成分以含碳组分(17.4%(数浓度占比,下同)~29.7%)、含钾组分(26.2%)为主。其余生物质锅炉排放细颗粒物化学成分以无机矿物质与金属的混合物(3.0%~92.7%)、含钾组分(9.7%~53.4%)为主,明显不同于传统的生物质燃烧源。     

浙东沿海城市大气颗粒物污染特征及来源解析研究

对2009年夏季浙东沿海地区环境空气质量进行监测,监测大气颗粒物(TSP、PM10、PM2.5、PM1.0)浓度,分析颗粒物污染特征、水溶性离子及无机元素组成,运用化学质量平衡受体模型(CMB模型)对浙东沿海地区大气TSP来源进行解析.结果表明,浙东沿海地区的大气颗粒物主要以细颗粒物为主,颗粒物中主要的水溶性离子为SO2-4、NH+4、Ca2+,土壤尘是该地区大气TSP的主要来源,北仑、乐清和奉化TSP中土壤尘的分担率分别达到55.49%、42.52%、40.70%,各监测点TSP来源具有一定的地域特征.