煤矿井下高压喷雾雾化特性研究

为分析煤矿井下高压喷雾雾化特性,采用自行设计的喷雾降尘实验系统,对雾滴粒径的空间分布以及雾化参数的影响因素进行了全面的研究。结果表明,沿喷嘴轴线方向,随着距喷嘴距离的增加,雾滴粒径不断增大;在离喷嘴一定距离的纵断面上,雾滴粒径由内向外不断增大,但增幅较小。随着喷雾压力的增加,喷嘴流量和雾流射程不断增大,而雾化锥角和雾滴粒径不断减小。在相同的喷雾压力下,随着喷嘴直径的增加,喷嘴流量和雾化锥角不断增大,而雾流射程基本保持不变;随着喷嘴直径的增加,喷雾形成的雾滴粒径也逐渐增加,且增幅越来越大。在相同耗水量下,随着喷嘴直径的增加,喷雾压力和雾流射程不断减小,而雾化锥角和雾滴粒径不断增大。     

基于Fluent多喷嘴喷雾干涉数值模拟分析

对于发尘强度大的尘源,需要布置多个喷嘴进行联合抑制,多个喷嘴联合布置会伴有干涉现象。干涉区域雾滴之间的相互碰撞和再次破碎在微雾除尘过程中起着重要作用。同时,喷嘴数量和位置也显著影响整体雾化效果。为了进一步了解雾滴在运动过程中发生的一系列动力学事件,基于碰撞模型、破碎模型以及蒸发模型,采用UDF方法对雾化场进行了数值模拟,模拟结果表明,增加喷嘴数目可以适当提高雾滴粒径分布的均匀性,进而提高除尘效率;随着雾化压力提高,雾滴初始动能增加,对小于5μm的呼吸性粉尘有很好的除尘效果。     

烟气脱硫喷淋塔内液滴停留时间

对于烟气脱硫喷淋塔中的雾化浆液液滴在塔内的运动以及停留时间进行了分析计算。给出了液滴下落速度随时间的变化 ;计算了单个液滴及浆液总体的停留时间。结果表明 ,对于粒径为dp=1 3～ 3 0mm的单个液滴 ,停留时间为t=3 0～ 1 3s ;雾化液滴尺寸分布对总体停留时间影响显著 ;合适的雾化液滴尺寸应为dp=0 7～ 1 5mm。     

SH抑尘剂固化建设场地类型土的抗雨蚀性能

经抑尘剂固化后的抗雨蚀性能是影响抑尘剂使用时效性的关键因素之一。以高分子材料——SH抑尘剂为研究对象,考虑建设场地扬尘来源(即建设场地类型土)、喷洒量、坡度、坡面形态及固化时间等因素,借助冲刷量、冲刷面破坏形态及冲刷颗粒物分布状态评价SH抑尘剂在仅固化建设场地类型土表层条件下的抗雨蚀效果。实验结果表明,SH抑尘剂可与表层土颗粒形成具有抗雨蚀能力的保护层。粉土、黏土、粉煤灰及碎石土经SH抑尘剂固化后,在暴雨强度下冲刷颗粒物少且呈散粒状,土样表面的整体完整性保持良好,无明显冲刷痕迹;SH抑尘剂对各种坡面形态及坡度均具有较好适应性,SH抑尘剂适用于场地土及裸露地表的固化;随SH抑尘剂喷量及固化时间的增加,固化土的抗雨蚀能力先增大后趋于平缓,从施工和经济角度,建议选取的SH抑尘剂喷量为1.2 kg/m~2,固化时间为3 d。     

基于表面活性剂的施工扬尘抑尘剂及其性能

针对建筑施工扬尘控制的需求,研究了适用于建筑施工扬尘的抑尘剂配方。该抑尘剂是由吸湿剂、凝并剂和表面活性剂组成的。采用含湿量、筛上和筛下土壤尘质量之比、渗透性作为指标,确定了组分及其浓度范围,通过正交实验筛选出最优抑尘剂配方,并对其抑尘性能进行了研究。结果表明,抑尘剂的最优组成为25%的氯化钙、0.25%的聚丙烯酰胺和0.05%的椰油酰胺丙基甜菜碱。在吸湿放湿性实验中,喷洒过该抑尘剂溶液的土壤尘样品的10 d后含湿量大于9%;在抗风蚀性实验中,喷洒过抑尘剂溶液的土壤尘样品的损失率为0。     

柴油机Urea-SCR系统喷射雾化的数值模拟

为研究柴油机Urea-SCR系统喷射雾化规律,应用CFD软件建立喷射雾化模型,对喷嘴喷射距离、喷射位置与方向、喷孔数目与孔径对催化剂载体入口处的浓度分布情况的影响进行了数值模拟。结果表明,喷嘴距反应器距离为排气管直径5倍为宜;采用四喷孔、孔径为0.5 mm、喷嘴处于管道中心,喷射方向为径向时喷射雾化均匀性最好。通过台架实验,验证了采用喷距5D、径向、四孔、小孔径喷嘴方案可使NOx的转化率达到95%以上。     

烟气脱硫喷淋塔内液滴停留时间

对于烟气脱硫喷淋塔中的雾化浆液液滴在塔内的运动以及停留时间进行了分析计算。给出了液滴下落速度随时间的变化；计算了单个液滴及浆液总体的停留时间。结果表明，对于粒径为dp=1．3～3．0mm的单个液滴，停留时间为t=3．0～1．3s；雾化液滴尺寸分布对总体停留时间影响显著；合适的雾化液滴尺寸应为dp=0．7～1．5mm。     

在线喷水加湿控制道路扬尘排放的研究

利用实验室模拟装置,模拟道路扬尘在自由下落过程中的飞扬溢出情况,并采用气水两相流雾化喷头,通过在线喷水加湿的方法以控制道路扬尘的排放量,探讨了喷头的空气压力和加水流量对道路扬尘排放的影响,并考察了最佳加湿条件(最佳的空气压力和加水流量)下道路扬尘中可吸入颗粒物的排放控制效果.结果表明,当气水两相流雾化喷头的空气压力为0...     

气液两相旋流喷嘴雾化特性

为提高烟尘净化用喷嘴的雾化性能,提出一种气液两相旋流喷嘴,用CFX软件对该喷嘴内部流场模拟的结果表明,强烈的气旋作用使液流呈环状,使气液混合流在达到喷嘴末端时易于破碎成雾。在实验室条件下,利用Winner313型喷雾激光粒度分析仪对喷嘴进行了雾化粒度测定,分析发现雾滴中位径与气液比的关系呈幂函数衰减,这一规律将有助于在工程应用时确定喷嘴工况。     

四喷嘴射流曝气器性能的三维数值模拟与实验研究

应用FLUENT对四喷嘴射流曝气器在不同工况下的引射空气性能进行三维数值模拟,分析了射流器内的场分布特性与气液两相流动结构;同时建立射流器性能实验台,对四喷嘴射流曝气器的性能进行实验研究。研究表明,四喷嘴射流器性能较高,能量损失较少,两相流动结构稳定;相对于单喷嘴射流器,四喷嘴射流器的流量比和效率随压力比的变化显著;四喷嘴射流曝气器在工况4下工作性能最好,其流量比q为3.20,效率η为36%,而相似工况下单喷嘴结构流量比q仅为1左右,效率η不超过20%;数值模拟结果与实验结果吻合较好。     

甘蔗渣抑尘剂的微波聚合制备及性能表征

以聚乙烯醇为单体,过硫酸铵为引发剂,氢氧化铝为交联剂,丙三醇为塑化剂,在微波反应器中制备聚乙烯醇接枝纤维素基甘蔗渣抑尘剂。通过正交实验和极差法确定了影响粘度和保水性的显著因素分别是单体质量、温度和交联剂的用量。采用SEM、FT-IR对综合性能最佳的抑尘剂进行结构表征,观察到其表面平整,结构致密,接枝成功。自制抑尘剂与4种市售抑尘剂对比结果显示,自制抑尘剂粘度达到23.95 mm~2·s~(-1),55.13 h内都能保持含水率在4%以上,在抗压性、抗雨水冲刷性、抗风蚀性、耐寒耐热性和渗透性等技术指标及经济性方面均优于市售产品,市场前景较好。     

湿式烟气脱硫喷淋塔内部流场数值模拟研究

以300MW机组湿法烟气脱硫喷淋塔为研究对象,利用计算流体力学通用软件对其内部两相流场进行模拟。气相湍流由标准k 模型描述,喷淋液滴由拉格朗日颗粒轨道模型描述。预测了无喷淋和有喷淋2种条件下的气相湍流流场分布、沿塔高方向不同截面上的气速分布以及喷淋液滴的轨迹。模拟结果表明,引入喷淋液后,出口截面气速分布明显均匀化,其最大值由无喷淋时的12m/s降至6m/s。该最大值出现在靠近塔壁处,是由塔壁附近喷淋密度较低造成的,可通过改进周边喷嘴的布置方式及喷嘴型式进行优化。     

混凝土尘抑尘剂配方研制及其性能表征

针对建筑工地扬尘控制需求,研究了适用于混凝土尘的抑尘剂。以高温抗蒸发性、抗研磨性、渗透性作为指标,研究了以吸湿剂、凝并剂和表面活性剂为组成的抑尘剂配方,并对其抑制混凝土尘性能进行了表征。结果表明:(1)混凝土尘粒径越小,越难被润湿。200目混凝土尘粒径均一;Ca含量最多,其次是Si,质量分数占11.10%;真密度为6.41g/cm3。(2)抑尘剂最优配方为25%(质量分数,下同)CaCl2、0.15%蔗糖、0.10%吐温-20。(3)10d后喷洒抑尘剂溶液的混凝土尘含湿量仍能达到10%,具有很好的吸湿放湿性。持续14m/s风速1h后,混凝土尘的损失率为2.23%(质量分数),具有良好的抗风蚀性能。     

二次风喷嘴角度对炉排式垃圾焚烧炉内燃烧及选择性非催化还原脱硝的影响

利用CFD技术,对某城市处理量为750 t·d~(-1)的垃圾焚烧炉内燃烧与选择性非催化还原脱硝(SNCR)过程进行建模分析,重点研究了二次风喷嘴角度的改变对焚烧炉内燃烧温度场的影响及其对提高SNCR脱硝效率的作用。模拟结果表明,焚烧炉二次风喷嘴角度调整为相互交叉45°,可以改善炉内燃烧状况,促进炉膛内烟气与空气的混合,使炉膛内温度场分布均匀,有利于SNCR还原反应;二次风喷嘴角度改变后,在一定程度上保证了SNCR系统喷入的尿素液滴在炉膛内的停留时间。与平行二次风相比,使用交叉二次风送风方案,前墙喷嘴脱硝效率提高4.8%,后墙喷嘴脱硝效率提高了19.7%。     

湿式烟气脱硫喷淋塔内部流场数值模拟研究

以300MW机组湿法烟气脱硫喷淋塔为研究对象，利用计算流体力学通用软件对其内部两相流场进行模拟。气相湍流由标准κ-ε模型描述，喷淋液滴由拉格朗日颗粒轨道模型描述。预测了无喷淋和有喷淋2种条件下的气相湍流流场分布、沿塔高方向不同截面上的气速分布以及喷淋液滴的轨迹。模拟结果表明，引入喷淋液后，出口截面气速分布明显均匀化，其最大值由无喷淋时的12m／s降至6m／s。该最大值出现在靠近塔壁处，是由塔壁附近喷淋密度较低造成的，可通过改进周边喷嘴的布置方式及喷嘴型式进行优化。     

环境友好型煤尘抑制剂的制备

我国是煤炭消耗大国,每年因煤炭开采、运输等向大气环境中排放大量煤尘颗粒物,对环境质量和人民的健康生活造成严重影响,并造成巨大的经济损失和资源浪费。以秸秆、淀粉、碱为主要原料,开展环境友好型煤尘抑制剂的制备研究。通过响应面法优化并检验各因素及其对抑尘剂黏度和分散度的影响,得到一种性能优良的环境友好型煤尘抑制剂,并测定其抑尘性能。研究结果表明,抑尘剂原料秸秆、淀粉和碱的最佳质量比为10∶6∶0.9;抑尘性能测试表明,本抑尘剂可在5~6级风速下有效抑制煤尘,表干后成膜结壳,无毒无害,具有较高的环境、经济和社会价值。     

露天堆场防风抑尘网遮蔽效果的数值模拟

应用Fluent6.3标准k-ε方程对露天堆场周围空气流场进行数值模拟;计算来流风速6 m/s工况下,孔隙率为0、0.2、0.3、0.4、0.6、1时,抑尘网及料堆前后不同断面处风速的垂直分布及不同高度空气压力系数分布。结果表明,抑尘网网前1倍网高范围内,风速廓线受抑尘网影响显著,风速较无网工况最大降幅62.9%,且风速降幅随孔隙率增大而减小;抑尘网和料堆间区域,风速沿垂直高度非单调一致变化,30 m以下风速较无网工况小,30 m以上较无网工况大;堆后2倍堆高范围内,12 m高度以下处于回流区,风速较无网工况时大,12 m以上处于主流区,风速较无网工况时小;堆后3倍堆高距离外,各孔隙率风速廓线与无网工况一致。压力系数分布显示:网前3倍网高(66 m)至堆后3倍堆高(51 m)间压力系数变化显著,尤其在抑尘网处压力系数梯度大;孔隙率小于0.3时,迎风面负压最大,孔隙率大于0.4时,冠顶负压最大,至孔隙率为0.6时,料堆高度压力系数分布与无网工况一致。综合风速衰减和压力系数分布,孔隙率为0.2~0.4时,抑尘网遮蔽效果最佳。     

多孔孔板水力空化反应器的水力特性

设计不同孔分布的孔板空化反应器,通过测定空化数及.OH产生量,研究多孔孔板水力空化反应器空化特性,为高性能多孔孔板水力空化反应器的设计奠定基础。实验结果表明,空化数随孔板孔径的增加、入口压力的减小和溶液温度的升高而增大;.OH产生量随孔板孔径的减小和运行时间的增加而增加,随入口压力和溶液温度的升高先增加后减小。结果表明,多孔孔板水力空化反应器的水力空化效果与孔板结构及操作条件有关。     

新型离心式脱硫塔气液两相流数值模拟

利用FLUENT软件和SIMPLE算法对新型旋流脱硫塔的气液两相流场进行了数值模拟。计算中气相采用了RSM湍流模型,颗粒相采用了Lagrange坐标系下的随机轨道模型。分析结果表明,气相流场具有强旋流特性;喷射液滴的直径、喷淋量和烟气流速影响其在塔内的分布:喷射液滴粒径越大、喷射量越小、烟气流速越大,入口段降温越少;塔体上方截面平均浓度随液滴粒径的增加而降低,随液气比的增加而增加,随烟气流速的增加会先增加至最高值然后降低。喷淋液滴在其他运行参数不变时,平均粒径范围为0.5～1 mm,会对进口烟气起到较好的净化与降温的作用,并使塔体上方喷淋液滴在截面z=4.15 m处浓度分布均匀且覆盖率高;在保证液滴粒径较小时,通过降低烟气流速或增加喷淋量可提高液滴喷淋覆盖率,使得烟气与喷淋充分接触。计算得到的气相流场分布与实测值吻合较好,证明了数学模型的合理性,为进一步优化分离器结构提供了可靠依据。     

回转定位脉冲喷吹袋式除尘器滤袋长度可延长性分析

采用物理模型实验,对回转定位喷吹系统的扁圆形滤袋壁面峰值压力分布进行测试,得出该滤袋同一截面压力分布均匀,且其沿滤袋长度方向的壁面峰值压力分布规律也与圆形滤袋相似。在该规律成立条件下,将扁圆形滤袋运用等效面积法转化为圆形滤袋,通过数值模拟方法,设计正交实验得出:滤袋壁面峰值压力随着喷吹压力和喷嘴直径的增大而增大,而随滤袋长度增加无明显变化;并进行单因素实验得出,当滤袋长度增加至10 m,可满足工程设计清灰需要,为滤袋长度的设计提供了重要依据。