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。     

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。     

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。     

粉尘预荷电与荷高压导电多孔陶瓷管耦合的除尘新技术研究

研究了粉尘预荷电与荷高压导电多孔陶瓷管耦合的除尘新技术。该技术首先通过设置直流负电晕(-20kV)的预荷电器对粉尘进行荷电,再使含尘气体穿过荷载高压负电(-5 000V)的导电多孔陶瓷管的管壁而进行过滤除尘。结果表明,该技术降低了导电多孔陶瓷管除尘过程的气体压降。在相同除尘时间(60min)内比较,该技术的粉饼压降(787Pa)仅为无荷电条件下粉饼压降(4 300Pa)的0.183倍;在相同粉饼质量(1 000g)的情况下比较,该技术的粉饼压降仅为无荷电条件下40 min粉饼压降(2 747Pa)的0.286倍。这很可能是因为粉尘荷电导致的颗粒间斥力使粉饼更加疏松,而且导电多孔陶瓷管荷载与粉尘相同的电荷,两者结合松散,减小了过滤过程中的气体压降。该技术有望显著降低工业多孔陶瓷管除尘过程的气体压降,并延长其再生周期。     

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。     

双区式电凝并技术对提高细微粉尘凝并效率的影响

为了进一步提高电凝并装置对细微粉尘的凝并效率,降低细微粉尘对人体的危害,设计一种由双极芒刺预荷电区和平行板收尘区组成的双区芒刺式电凝并装置,通过实验探究了安装双区芒刺预荷电装置、极配间距、外加电压3个凝并参数对细微粉尘凝并效率的影响。结果表明:当外加电压≤13 kV时,细微粉尘的凝并效率随外加电压的升高而增大,而当外加电压13 kV时,电凝并效率无明显提高;安装双极芒刺预荷电装置和缩短极配间距都可以有效提高细微粉尘凝并效率,当外加电压为13 kV时,极配间距由0.03 m缩短至0.02 m,各粒径粉尘的凝并效率均有10%以上的提高。根据实验结果可以得出,细微粉尘电凝并最优实验参数为安装双极芒刺预荷电装置、极配间距0.02 m、外加电压13 kV。以上研究结果可为电凝并技术的推广及工业应用提供参考。     

脉冲供电技术去除高阻比粉尘

在高比电阻粉尘含量较多的环境下,荷电粉尘释放电荷速度慢,导致负电粉尘层吸附在收尘极板上而不易被振打装置所清除的反电晕现象,严重降低除尘率。提出了一种直流基础电压叠加高压脉冲的供电方案以消除电除尘器上的反电晕现象,通过研制用于消除反电晕现象的脉冲电源,在现场进行一系列除尘率受脉冲参量影响的实验研究。结果表明:叠加脉冲电源后除尘率高达98.66%,相较未叠加脉冲电源,其出口粉尘浓度降低了73.52%;其中,除尘率与脉冲的幅值、脉冲宽度和重复频率都有关。依据工况,在适当的幅值电压与重复频率之下,可以有效地消除反电晕现象,并提高除尘率,使粉尘排放浓度降低到17.31 mg·m~(-3)以下。     

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。     

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。     

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。     

废印刷电路板的静电分选实验研究

金属与非金属材料的分离是回收利用废印刷电路板的关键环节。对废印刷电路板物料的静电分选进行了实验研究。实验以电压、辊筒转速、电晕电极与辊筒之间的距离、静电极位置、电晕电极位置、电晕电极数量等为考察因素,研究各因素对电选效果的影响规律。结果表明,影响金属与非金属材料分离的主要因素是电压、辊筒转速和电晕电极与辊筒之间的距离,对于-0.9 0.45mm的破碎物料,当电压为24kV,辊筒转速为15Hz(54.6r/min),电晕电极与辊筒之间的距离为5.2cm时,得到最大静电分选综合效率67.37%。     

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.     

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%。     

脉冲电晕反应器结构对乙硫醇消除效果的影响

研究了脉冲电晕等离子体反应器结构的变化对乙硫醇消除效果的影响规律。结果表明,在反应器内设置折流板,可以增加气流的湍动程度,有利于活性粒子与污染物的充分接触,从而提高消除率。高压电极间距对电晕区范围及消毒效果有较大影响,间距较小将导致各电极产生的电场相互干扰明显,消除率减小;而电极间距过大,虽然电极间电场分布相互干扰小,但是反应器内可排布的电极数减少,总电晕区减少,消除率也减小。根据实验结果,电极间距设置为50 mm比较合理。另外,在相同的电场强度和脉冲频率下,毛刺形高压电极比线电极结构能耗低,能量利用率高。     

介质阻挡放电与脉冲电晕放电修复芘污染土壤的对比研究

选取芘作为多环芳烃的代表污染物,利用介质阻挡及脉冲电晕2种放电方式产生的低温等离子体对芘污染的土壤进行修复。通过污染物处理率、影响因素和能量利用效率等实验计算结果对2种放电方式下土壤的修复效果进行比较,并从放电方式的原理、特点和反应器结构等角度进行分析。结果表明:在芘初始浓度为100 mg·kg~(-1)、电极间隙为14 mm时,介质阻挡放电对土壤中芘的处理率较高,可达60.6%,经GC-MS图谱检测分析,其多数产物分子量小、结构简单,但该放电方式受电气参数影响较大,当电极间隙增大到20 mm时,处理率则低至28.3%,其最高能量效率仅为0.321 mg·k J~(-1);而脉冲电晕放电在不同条件下处理效果稳定,电极间隙为14~20 mm时,处理率均能达50%左右,且在不同实验条件下,其能量效率为2.29~3.76 mg·k J~(-1),是介质阻挡放电的10余倍。脉冲电晕放电方式在处理比污染土壤时要优于介质阻挡放电。     

电絮凝同步去除水中铜(Ⅱ)和铬(Ⅵ)复合污染物的影响因素及其作用机理

铜(Cu(Ⅱ))和铬(Cr(Ⅵ))是水和废水中一类重要的重金属复合污染物。电絮凝(electrocoagulation,EC)是目前很有效的重金属深度处理技术,因此,采用电絮凝静态反应器对水中Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的复合污染物的同步去除进行研究。在单极式连接条件下,考察电极材料、电流密度、初始pH、极板间距和电导率等因素对电絮凝效果的影响。结果表明,与铁电极相比,铝电极显示出更好的Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)同步去除效果。因此,采用铝电极进行因素筛选实验,筛选出的实验条件为:Cu(Ⅱ)的进水浓度为18.73~20.08 mg·L~(-1),Cr(Ⅵ)的进水浓度为12.98~14.35 mg·L~(-1),在初始pH为3~6,电流密度为11.57 A·m~(-2),极板间距为1 cm,电导率在899~2 000μS·cm~(-1)的范围内。去除结果表明,总铬(TCr)、Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)的去除率均在94%以上,出水Cu(Ⅱ)、TCr和Cr(Ⅵ)的浓度分别为0.081.24、0.491.21和0.120.49 mg·L~(-1),出水pH在6~9之间,可以满足《污水综合排放标准》(GB 8978-7996)要求。     

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。     

生活垃圾分选线上柔性破袋机的原理与设计

通过设计高速柔性破袋机并在垃圾分选生产线上进行实验,系统探索了整机构造、鞭具、转辊以及安装位置等重要因素对破袋效果和稳定性的影响,得出了最优鞭型为直径?3~6 mm的钢丝绳,在鞭具根部固定方式保持不小于30°的环向自由度时,可消除疲劳,鞭具最优线速度为10~20 m·s~(-1)。柔性破袋机结构轻简、能耗低,其破袋效果可满足生活垃圾分选线的要求。在防缠方面,相对于鞭具静止的辊子壁面防缠效果更明显。柔性破袋机可以骑跨在输送设备上,在分选线上多点布置,达到破袋率累积的效果。柔性破袋机布置在水平料流面上方时,要比布置在直立料流面一侧防缠效果更好。     

高温袋式除尘器金属滤袋脉冲喷吹清灰性能分析

为解决高温袋式除尘器在应用中因压缩空气温度偏低导致金属滤袋糊袋,以及因清灰参数选取不当导致滤袋残余阻力上升和除尘器运行阻力升高的问题,使用滤料微观模型分析过滤状态下颗粒在清洁金属和有机纤维层的穿透过程;并结合物理模型与数值模拟正交实验研究不同因素对不锈钢金属滤袋脉冲喷吹清灰过程的影响;以传统有机滤袋做对照,通过数值模拟实验研究在高温状况下脉冲喷吹清灰气流对金属滤袋袋口区域结露的影响。结果表明,在相同的颗粒粒径条件下,清洁金属滤料纤维的颗粒穿透量和穿透距离更大,拦截效应低于有机纤维滤料。滤袋清灰效果整体呈现上部>底部>中部的趋势,且金属滤袋清灰评价指标测试值整体低于传统有机滤袋;显著影响滤袋清灰的因素均为喷吹压力和喷吹孔径,金属滤袋最佳喷吹距离为200 mm,喷吹时间为100 ms。当脉冲喷吹气流温度为0℃时,滤袋袋口0.5～2 m处有结露风险,升高至50℃可有效防止工业窑炉烟气滤袋袋口区域结露现象的产生。该研究结果可为高温袋式除尘器金属滤袋的喷吹参数设计和结构优化提供参考。     

线-板式介质阻挡放电反应器的优化

研制了一种新型线-板式介质阻挡放电反应器。通过分析V-Q Lissajous图,得出了反应器放电过程的特征,以乙烯的降解率为指标,优化了反应器的结构,并考察了工艺参数(相对湿度、乙烯初始浓度和停留时间)变化对反应器性能的影响。实验结果表明,反应器放电时,输入功率的增加不会使放电电压增大,增加的是放电电流;优化后的反应器以2.5mm厚的陶瓷板做阻挡介质,以间距为0.5 mm的钼丝做电晕极,放电间距3 mm;乙烯的降解效率受湿度的影响小于10%,随初始浓度的增加或停留时间的减小而降低;最佳的工艺参数为湿度24%(298 K)、初始浓度17 mg·m~(-3)、停留时间1 s。与传统的平行板式反应器相比,该反应器起晕电压较低、能量效率较高,适于降解低浓度的乙烯气体。