【摘要】：隨著大氣污染與PM_(2.5)問題日益嚴(yán)重,我國對燃煤鍋爐顆粒物排放標(biāo)準(zhǔn)也提出越來越嚴(yán)格的限制,大多數(shù)傳統(tǒng)除塵技術(shù)已不能滿足要求。目前應(yīng)用較為廣泛的濕式靜電除塵器雖然質(zhì)量濃度可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),但由于除塵后排放的顆粒物由于絕大部分為PM_(2.5),雖然質(zhì)量濃度小,但粒數(shù)濃度大,且存在耗水量大、腐蝕嚴(yán)重等諸多問題。如何更好地脫除煙氣中的細(xì)顆粒物成為研究熱點(diǎn)�；谶@種狀況,濕法電凝并技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,荷電液滴對細(xì)顆粒物的捕集過程成為該技術(shù)的核心。因此,本文主要采用數(shù)值模擬的方法對荷電液滴捕集顆粒物的過程進(jìn)行分析討論。利用CFD技術(shù)對單荷電液滴脫除顆粒物過程展開研究,在湍流條件下明確流場運(yùn)動參數(shù)、分析離散相在流場中被液滴捕集的機(jī)理。參考之前研究所采用的液滴凈化顆粒物模型,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程簡化,選取出數(shù)值計(jì)算模型。采用k-ω兩方程模型,利用C語言自編程的UDF導(dǎo)入求解器,加載出靜電力,對單荷電液滴脫除顆粒物的過程進(jìn)行數(shù)值模擬。分析該過程凈化效率并探究其影響因素。本文針對了不同的顆粒帶電量、液滴帶電量以及氣流速度,對液滴脫除顆粒物的過程進(jìn)行數(shù)值模擬,分析總結(jié)其對脫除效率的影響。結(jié)果表明:在一定范圍內(nèi),增大顆粒帶電量與液滴帶電量都可以提高單液滴脫除顆粒物的效率,但增大液滴荷電量的效果要優(yōu)于增大顆粒荷電量的情況;增大氣流速度,脫除效率隨之減小,在荷電液滴捕集顆粒物的過程中,靜電力對低速運(yùn)行的小顆粒具有更好的效果。此外,設(shè)計(jì)并搭建實(shí)驗(yàn)臺,對濕法電凝并脫除顆粒物過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,與模擬結(jié)果進(jìn)行對比分析并驗(yàn)證模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:其他工況不變,增大電暈荷電電壓可以提高凈化顆粒物的效率;增大細(xì)顆粒物的濃度,液滴對粒徑較小細(xì)顆粒物的凈化效率變化不大,對粒徑稍大的細(xì)顆粒物的凈化效率出現(xiàn)下降趨勢。將流場數(shù)值模型與大氣凈化模型相結(jié)合,根據(jù)數(shù)值模擬所得數(shù)據(jù)計(jì)算出群荷電液滴脫除顆粒物效率,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比。對比得出模擬數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)趨勢基本一致,表明本文數(shù)值計(jì)算模型對于計(jì)算液滴脫除顆粒物過程是適合可靠的。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文康”轉(zhuǎn)為“非常不健康”。稠密的霧霾使華北平原的能見度下降到了 2 千米以下，這仍然是大量燃料燃燒造成的嚴(yán)重后果。專家預(yù)測，如果對燃燒源所產(chǎn)生的顆粒物不加以控制的話，到 2040 年，全球的顆粒物總排放量將從1990 年的 2 億噸增長為 6 億噸，這之中我國的顆粒物排放量就會從 4000 萬噸增長為 2 億噸。圖 1-2 為 2015 年有耶魯大學(xué)發(fā)布的一個全球空氣質(zhì)量分級地圖，將世界的顆粒物污染情況作出了分級可視化效果。這張圖的數(shù)據(jù)來源于世界衛(wèi)生組織地面數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星影像圖，顯示了世界各地的污染物顆�；騊M2.5的密度，，從此圖中可以看出，我國的顆粒物污染情況基本已經(jīng)處于全球最嚴(yán)重的地步。因此，控制顆粒物的排放，尤其是可吸入顆粒物以及細(xì)顆粒物的排放迫在眉睫。

這仍然是大量燃料燃燒造成的嚴(yán)重后果。專家預(yù)測，如果對燃燒源所產(chǎn)生的顆粒物不加以控制的話，到 2040 年，全球的顆粒物總排放量將從1990 年的 2 億噸增長為 6 億噸，這之中我國的顆粒物排放量就會從 4000 萬噸增長為 2 億噸。圖 1-2 為 2015 年有耶魯大學(xué)發(fā)布的一個全球空氣質(zhì)量分級地圖，將世界的顆粒物污染情況作出了分級可視化效果。這張圖的數(shù)據(jù)來源于世界衛(wèi)生組織地面數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星影像圖，顯示了世界各地的污染物顆�；騊M2.5的密度，從此圖中可以看出，我國的顆粒物污染情況基本已經(jīng)處于全球最嚴(yán)重的地步。因此，控制顆粒物的排放，尤其是可吸入顆粒物以及細(xì)顆粒物的排放迫在眉睫。圖 1-1 2014 年 10 月我國華北、華中地區(qū)的霧霾情況
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X773

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2633050