工程相變凝并器內(nèi)超細(xì)顆粒長大與脫除性能分析
發(fā)布時(shí)間:2021-01-27 04:53
傳統(tǒng)的除塵系統(tǒng)脫除粗顆粒效率高,而脫除超細(xì)顆粒效率非常低,我國燃煤電廠脫除超細(xì)顆粒效率無法達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。濕式相變凝并技術(shù)是脫除煙氣中超細(xì)顆粒的新技術(shù)。考慮顆粒性質(zhì)以及通風(fēng)因子,改進(jìn)了超細(xì)顆粒凝并長大數(shù)學(xué)模型。將改進(jìn)的數(shù)學(xué)模型寫入顆粒群平衡模型中,模擬對(duì)比了超細(xì)顆粒在管束型相變凝并器和波紋板型相變凝并器內(nèi)的長大特性及脫除效率。結(jié)果表明,兩種相變凝并器都能明顯提高超細(xì)顆粒的脫除效率,但管束型相變凝并器對(duì)煙氣的冷卻效果比波紋板型相變凝并器好。管束型相變凝并器能促進(jìn)顆粒長大7.71倍,是波紋板型相變凝并器的1.4倍。管束型相變凝并器對(duì)顆粒數(shù)量濃度脫除效率高達(dá)64.7%,而波紋板型相變凝并器對(duì)顆粒數(shù)量濃度脫除效率為27.2%。
【文章來源】:化工學(xué)報(bào). 2020,71(11)北大核心
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
顆粒凝并長大示意圖
劉潤哲[31]利用自行搭建的生長管實(shí)驗(yàn)平臺(tái),研究了顆粒在生長管內(nèi)凝并長大特性。實(shí)驗(yàn)中,生長管直徑為15 mm,高為600 mm,入口煙氣濕度為10%,溫度為307.15 K,蒸汽添加量為0.08 kg?m-3,溫度為376.15 K,顆粒在生長管內(nèi)生長時(shí)間為2 s,進(jìn)出口顆粒粒徑分布采用激光粒度儀進(jìn)行測量。本文將改進(jìn)的數(shù)學(xué)模型與原數(shù)學(xué)模型分別寫入顆粒群平衡模型中,邊界條件按照文獻(xiàn)[31]實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行模擬。圖2是生長管進(jìn)出口顆粒粒徑分布實(shí)驗(yàn)測量曲線和兩種數(shù)學(xué)模型的模擬結(jié)果曲線,縱坐標(biāo)體積分?jǐn)?shù)表示流過生長管出口每單位體積含塵濕空氣中顆粒的體積。通過對(duì)原數(shù)學(xué)模型和改進(jìn)數(shù)學(xué)模型的模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,模擬結(jié)果為實(shí)驗(yàn)測量值的88.2%,比原數(shù)學(xué)模型模擬精度提高了11.3%,改進(jìn)的數(shù)學(xué)模型更能準(zhǔn)確地模擬顆粒凝并長大。2 物理模型
目前工程上利用濕式相變凝并技術(shù)脫除超細(xì)顆粒的相變凝并器主要有兩種,一種是由交錯(cuò)排列的細(xì)管組成,另一種是由中空波紋板平行排列組成。由于兩種相變凝并器結(jié)構(gòu)的高度對(duì)稱性,本文選取兩種相變凝并器的一個(gè)截面簡化后進(jìn)行模擬,簡化后的二維模型如圖3所示。圖3(a)為交錯(cuò)排列的細(xì)管組成的管束型相變凝并器,其中管的直徑為40 mm,同行相鄰管的中心距為60 mm,同列相鄰管之間的距離為120 mm,管束型相變凝并器總高為1100 mm、寬為1430 mm。圖3(b)為一組中空波紋板平行排列組成的波紋板型相變凝并器,其中波紋板中空間距為20 mm,兩個(gè)波紋板之間煙氣流道間距為40 mm,波紋板高為1100 mm,波紋板形狀由y=130 sin x確定。相變凝并器寬度對(duì)顆粒長大以及脫除不影響,因此兩種相變凝并器寬度可不同。由于簡化后的二維模型結(jié)構(gòu)規(guī)則,采用四邊形單元對(duì)其劃分網(wǎng)格。2.2 邊界條件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于分子運(yùn)動(dòng)學(xué)的水汽在細(xì)顆粒表面異質(zhì)核化的數(shù)值模擬[J]. 余廷芳,高巨,熊桂龍,李水清,姚強(qiáng). 化工學(xué)報(bào). 2020(07)
[2]湍流聚團(tuán)過程中非球形顆粒聚團(tuán)碰撞頻率分析研究[J]. 鄭建祥,李玉凱,孫笑楠,周懷春. 化工學(xué)報(bào). 2019(S2)
[3]細(xì)顆粒物對(duì)呼吸系統(tǒng)相關(guān)疾病的影響[J]. 任清泉,肖純凌. 沈陽醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào). 2019(02)
[4]旋風(fēng)除塵器最優(yōu)化設(shè)計(jì)及CFD數(shù)值驗(yàn)證[J]. 郗元,霍浩,代巖. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2018(08)
[5]濕式相變凝聚器協(xié)同多污染物脫除研究[J]. 譚厚章,熊英瑩,王毅斌,曹瑞杰,楊祖旺,鄭海國. 中國電力. 2017 (02)
[6]濕式相變凝聚技術(shù)協(xié)同濕式電除塵器脫除微細(xì)顆粒物研究[J]. 譚厚章,熊英瑩,王毅斌,曹瑞杰. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2016(12)
[7]相變凝聚器對(duì)WESP提效研究及工程應(yīng)用[J]. 王東歌,朱法華,惠潤堂,韋飛,許蕓,王嫻娜. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(16)
[8]超細(xì)顆粒聚團(tuán)模型及湍流聚并器聚團(tuán)研究[J]. 鄭建祥,許帥,王京陽. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(16)
[9]濕式相變冷凝除塵技術(shù)對(duì)微細(xì)顆粒物的脫除研究[J]. 熊英瑩,譚厚章. 潔凈煤技術(shù). 2015(02)
[10]我國電除塵行業(yè)2013年發(fā)展綜述[J]. Electrostatic Precipitation Committee,CAEPI;. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2014(11)
碩士論文
[1]細(xì)顆粒在蒸汽異相凝結(jié)過程中核化長大特性研究[D]. 劉潤哲.華東理工大學(xué) 2019
本文編號(hào):3002452
【文章來源】:化工學(xué)報(bào). 2020,71(11)北大核心
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
顆粒凝并長大示意圖
劉潤哲[31]利用自行搭建的生長管實(shí)驗(yàn)平臺(tái),研究了顆粒在生長管內(nèi)凝并長大特性。實(shí)驗(yàn)中,生長管直徑為15 mm,高為600 mm,入口煙氣濕度為10%,溫度為307.15 K,蒸汽添加量為0.08 kg?m-3,溫度為376.15 K,顆粒在生長管內(nèi)生長時(shí)間為2 s,進(jìn)出口顆粒粒徑分布采用激光粒度儀進(jìn)行測量。本文將改進(jìn)的數(shù)學(xué)模型與原數(shù)學(xué)模型分別寫入顆粒群平衡模型中,邊界條件按照文獻(xiàn)[31]實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行模擬。圖2是生長管進(jìn)出口顆粒粒徑分布實(shí)驗(yàn)測量曲線和兩種數(shù)學(xué)模型的模擬結(jié)果曲線,縱坐標(biāo)體積分?jǐn)?shù)表示流過生長管出口每單位體積含塵濕空氣中顆粒的體積。通過對(duì)原數(shù)學(xué)模型和改進(jìn)數(shù)學(xué)模型的模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,模擬結(jié)果為實(shí)驗(yàn)測量值的88.2%,比原數(shù)學(xué)模型模擬精度提高了11.3%,改進(jìn)的數(shù)學(xué)模型更能準(zhǔn)確地模擬顆粒凝并長大。2 物理模型
目前工程上利用濕式相變凝并技術(shù)脫除超細(xì)顆粒的相變凝并器主要有兩種,一種是由交錯(cuò)排列的細(xì)管組成,另一種是由中空波紋板平行排列組成。由于兩種相變凝并器結(jié)構(gòu)的高度對(duì)稱性,本文選取兩種相變凝并器的一個(gè)截面簡化后進(jìn)行模擬,簡化后的二維模型如圖3所示。圖3(a)為交錯(cuò)排列的細(xì)管組成的管束型相變凝并器,其中管的直徑為40 mm,同行相鄰管的中心距為60 mm,同列相鄰管之間的距離為120 mm,管束型相變凝并器總高為1100 mm、寬為1430 mm。圖3(b)為一組中空波紋板平行排列組成的波紋板型相變凝并器,其中波紋板中空間距為20 mm,兩個(gè)波紋板之間煙氣流道間距為40 mm,波紋板高為1100 mm,波紋板形狀由y=130 sin x確定。相變凝并器寬度對(duì)顆粒長大以及脫除不影響,因此兩種相變凝并器寬度可不同。由于簡化后的二維模型結(jié)構(gòu)規(guī)則,采用四邊形單元對(duì)其劃分網(wǎng)格。2.2 邊界條件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于分子運(yùn)動(dòng)學(xué)的水汽在細(xì)顆粒表面異質(zhì)核化的數(shù)值模擬[J]. 余廷芳,高巨,熊桂龍,李水清,姚強(qiáng). 化工學(xué)報(bào). 2020(07)
[2]湍流聚團(tuán)過程中非球形顆粒聚團(tuán)碰撞頻率分析研究[J]. 鄭建祥,李玉凱,孫笑楠,周懷春. 化工學(xué)報(bào). 2019(S2)
[3]細(xì)顆粒物對(duì)呼吸系統(tǒng)相關(guān)疾病的影響[J]. 任清泉,肖純凌. 沈陽醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào). 2019(02)
[4]旋風(fēng)除塵器最優(yōu)化設(shè)計(jì)及CFD數(shù)值驗(yàn)證[J]. 郗元,霍浩,代巖. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2018(08)
[5]濕式相變凝聚器協(xié)同多污染物脫除研究[J]. 譚厚章,熊英瑩,王毅斌,曹瑞杰,楊祖旺,鄭海國. 中國電力. 2017 (02)
[6]濕式相變凝聚技術(shù)協(xié)同濕式電除塵器脫除微細(xì)顆粒物研究[J]. 譚厚章,熊英瑩,王毅斌,曹瑞杰. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2016(12)
[7]相變凝聚器對(duì)WESP提效研究及工程應(yīng)用[J]. 王東歌,朱法華,惠潤堂,韋飛,許蕓,王嫻娜. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(16)
[8]超細(xì)顆粒聚團(tuán)模型及湍流聚并器聚團(tuán)研究[J]. 鄭建祥,許帥,王京陽. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(16)
[9]濕式相變冷凝除塵技術(shù)對(duì)微細(xì)顆粒物的脫除研究[J]. 熊英瑩,譚厚章. 潔凈煤技術(shù). 2015(02)
[10]我國電除塵行業(yè)2013年發(fā)展綜述[J]. Electrostatic Precipitation Committee,CAEPI;. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2014(11)
碩士論文
[1]細(xì)顆粒在蒸汽異相凝結(jié)過程中核化長大特性研究[D]. 劉潤哲.華東理工大學(xué) 2019
本文編號(hào):3002452
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