目前,懸浮細(xì)顆粒物特別是PM2.5已經(jīng)成為我國(guó)各大城市主要的大氣污染物,嚴(yán)重危害人體健康和大氣環(huán)境,國(guó)際和國(guó)內(nèi)越來越重視顆粒物控制問題,對(duì)PM2.5的排放濃度標(biāo)準(zhǔn)也越來越嚴(yán)格。傳統(tǒng)的除塵技術(shù)雖然具有較高的總除塵效率,但是對(duì)細(xì)顆粒的除塵效率較低。利用團(tuán)聚技術(shù)將細(xì)顆粒團(tuán)聚粒徑較大的顆粒,然后通過傳統(tǒng)除塵設(shè)備就可以降低細(xì)顆粒的排放濃度,是一種有效的預(yù)處理方法。聲波團(tuán)聚利用高能量密度的聲場(chǎng),促進(jìn)顆粒在短時(shí)間內(nèi)相互碰撞團(tuán)聚,顯著降低顆粒數(shù)目濃度降低,被認(rèn)為是最具發(fā)展前景的團(tuán)聚預(yù)處理方法之一,但該技術(shù)尚未完全發(fā)展成熟。研究開發(fā)基本處于實(shí)驗(yàn)室階段,對(duì)各操作參數(shù)的影響情況缺乏全面的了解,而且團(tuán)聚效率不高,一般低于50%。在理論研究方面尚未完全建立完整的團(tuán)聚體系,計(jì)算模型過于簡(jiǎn)化。鑒于此,本文展開了相關(guān)實(shí)驗(yàn)和理論的研究。在實(shí)驗(yàn)研究方面,設(shè)計(jì)和搭建了具有良好拓展性能的聲波團(tuán)聚實(shí)驗(yàn)臺(tái),燃煤飛灰和空氣混合模擬燃煤電廠排放的含塵氣溶膠,研究了以聲波團(tuán)聚為基礎(chǔ),同時(shí)聯(lián)合其他方法的團(tuán)聚效果。首先對(duì)比研究了高低頻聲源對(duì)燃煤飛灰細(xì)顆粒的團(tuán)聚效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,20kHz的高頻聲源團(tuán)聚效率不高,約為10%,而且能團(tuán)聚粒徑... 

【文章頁(yè)數(shù)】：202 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
目錄
圖目錄
表目錄
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
        1.1.1 顆粒物污染的危害
        1.1.2 顆粒物污染的來源
        1.1.3 燃煤飛灰預(yù)處理技術(shù)
    1.2 聲波團(tuán)聚的研究歷史和現(xiàn)狀
        1.2.1 聲波團(tuán)聚研究的歷史回顧
        1.2.2 聲波團(tuán)聚機(jī)理研究現(xiàn)狀和問題
        1.2.3 聲波團(tuán)聚實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀和問題
    1.3 本文研究的內(nèi)容和方法
2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和設(shè)備
        2.1.1 給粉系統(tǒng)
        2.1.2 聲源系統(tǒng)
        2.1.3 團(tuán)聚室
        2.1.4 噴霧系統(tǒng)
        2.1.5 加熱系統(tǒng)
        2.1.6 氣溶膠采樣及測(cè)量系統(tǒng)
        2.1.7 尾氣處理系統(tǒng)
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
3 高低頻聲波團(tuán)聚對(duì)比研究
    3.1 高頻聲波團(tuán)聚實(shí)驗(yàn)研究
        3.1.1 聲壓級(jí)對(duì)高頻聲波團(tuán)聚的影響
        3.1.2 氣溶膠初始濃度對(duì)高頻聲波團(tuán)聚的影響
        3.1.3 停留時(shí)間對(duì)高頻聲波團(tuán)聚的影響
        3.1.4 高頻聲波團(tuán)聚實(shí)驗(yàn)研究小結(jié)
    3.2 低頻聲波團(tuán)聚實(shí)驗(yàn)研究
        3.2.1 頻率對(duì)低頻聲波團(tuán)聚的影響
        3.2.2 聲壓級(jí)對(duì)低頻聲波團(tuán)聚的影響
        3.2.3 氣溶膠初始濃度對(duì)低頻聲波團(tuán)聚的影響
        3.2.4 停留時(shí)間對(duì)低頻聲波團(tuán)聚的影響
        3.2.5 溫度對(duì)低頻聲波團(tuán)聚的影響
        3.2.6 低頻聲波團(tuán)聚單一因素實(shí)驗(yàn)研究小結(jié)
    3.3 利用正交試驗(yàn)對(duì)低頻聲波團(tuán)聚多因素影響的分析
        3.3.1 正交試驗(yàn)因素和水平的選擇
        3.3.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析
        3.3.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)小結(jié)
    3.4 本章小結(jié)
4 種子顆粒聯(lián)合聲波團(tuán)聚研究
    4.1 種子顆粒提高聲波團(tuán)聚效率的理論依據(jù)
    4.2 種子顆粒的粒徑特性
    4.3 種子顆粒聯(lián)合聲波團(tuán)聚單一因素影響研究
        4.3.1 頻率對(duì)種子顆粒聯(lián)合聲波團(tuán)聚效率的影響
        4.3.2 聲壓級(jí)對(duì)種子顆粒聯(lián)合聲波團(tuán)聚效率的影響
        4.3.3 停留時(shí)間對(duì)種子顆粒聯(lián)合聲波團(tuán)聚效率的影響
        4.3.4 種子顆粒添加量對(duì)種子顆粒聯(lián)合聲波團(tuán)聚效率的影響
        4.3.5 種子顆粒粒徑對(duì)種子顆粒聯(lián)合聲波團(tuán)聚效率的影響
        4.3.6 種子顆粒聯(lián)合聲波團(tuán)聚單一因素影響實(shí)驗(yàn)研究小結(jié)
    4.4 利用正交試驗(yàn)對(duì)種子顆粒聯(lián)合聲波團(tuán)聚多因素影響的分析
        4.4.1 正交試驗(yàn)因素和水平的選擇
        4.4.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析
        4.4.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)小結(jié)
    4.5 本章小結(jié)
5 噴霧聯(lián)合聲波團(tuán)聚研究
    5.1 噴霧提高聲波團(tuán)聚效率的理論依據(jù)
    5.2 液滴和燃煤飛灰接觸特性研究
        5.2.1 表面活性劑的選擇和潤(rùn)濕性的相關(guān)指標(biāo)
        5.2.2 不同溶液的接觸角比較
        5.2.3 不同溶液的表面張力比較
        5.2.4 不同溶液的表面電位比較
        5.2.5 表面活性劑對(duì)燃煤飛灰顆粒潤(rùn)濕性小結(jié)
    5.3 噴霧聯(lián)合聲波團(tuán)聚實(shí)驗(yàn)研究
        5.3.1 頻率對(duì)噴霧聯(lián)合聲波團(tuán)聚效率的影響
        5.3.2 聲壓級(jí)對(duì)噴霧聯(lián)合聲波團(tuán)聚效率的影響
        5.3.3 霧化流量對(duì)噴霧聯(lián)合聲波團(tuán)聚效率的影響
        5.3.4 霧化角度對(duì)噴霧聯(lián)合聲波團(tuán)聚效率的影響
        5.3.5 噴霧聯(lián)合聲波團(tuán)聚實(shí)驗(yàn)小結(jié)
    5.4 表面活性劑對(duì)噴霧聯(lián)合聲波團(tuán)聚的影響
        5.4.1 霧化溶液添加SDS表面活性劑的影響
        5.4.2 霧化溶液添加TX100表面活性劑的影響
        5.4.3 表面活性劑對(duì)噴霧聯(lián)合聲波團(tuán)聚影響小結(jié)
    5.5 本章小結(jié)
6 聲波團(tuán)聚的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算方法
    6.1 氣溶膠團(tuán)聚的動(dòng)力學(xué)方程
        6.1.1 氣溶膠團(tuán)聚動(dòng)力學(xué)方程的離散化
        6.1.2 氣溶膠顆粒粒徑分組簡(jiǎn)化
    6.2 顆粒聲波團(tuán)聚核函數(shù)
        6.2.1 同向團(tuán)聚機(jī)理的團(tuán)聚核函數(shù)
        6.2.2 流體力學(xué)作用機(jī)理的團(tuán)聚核函數(shù)
        6.2.3 聲波尾流效應(yīng)的團(tuán)聚核函數(shù)
        6.2.4 布朗團(tuán)聚機(jī)理的團(tuán)聚核函數(shù)
        6.2.5 團(tuán)聚核函數(shù)小結(jié)
    6.3 聲波團(tuán)聚模型的計(jì)算方法
        6.3.1 氣溶膠初始粒徑分布的描述
        6.3.2 計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)的選擇
    6.4 本章小結(jié)
7 聲波團(tuán)聚數(shù)值模擬結(jié)果與討論
    7.1 同向團(tuán)聚機(jī)理的數(shù)值模擬
        7.1.1 頻率對(duì)同向團(tuán)聚的影響
        7.1.2 聲壓級(jí)對(duì)同向團(tuán)聚的影響
        7.1.3 顆粒粒徑對(duì)同向團(tuán)聚的影響
        7.1.4 溫度對(duì)同向團(tuán)聚的影響
    7.2 流體力學(xué)作用機(jī)理的數(shù)值模擬
        7.2.1 頻率對(duì)流體力學(xué)作用機(jī)理的影響
        7.2.2 聲壓級(jí)對(duì)流體力學(xué)作用機(jī)理的影響
        7.2.3 顆粒粒徑對(duì)流體力學(xué)作用機(jī)理的影響
        7.2.4 溫度對(duì)流體力學(xué)作用機(jī)理的影響
        7.2.5 顆粒間距對(duì)流體力學(xué)作用機(jī)理的影響
    7.3 聲波尾流效應(yīng)機(jī)理的數(shù)值模擬
        7.3.1 頻率對(duì)聲波尾流效應(yīng)的影響
        7.3.2 聲壓級(jí)對(duì)聲波尾流效應(yīng)的影響
        7.3.3 顆粒粒徑對(duì)聲波尾流效應(yīng)的影響
        7.3.4 溫度對(duì)聲波尾流效應(yīng)的影響
        7.3.5 顆粒間距對(duì)聲波尾流效應(yīng)的影響
    7.4 布朗團(tuán)聚機(jī)理的數(shù)值模擬
        7.4.1 粒徑對(duì)布朗團(tuán)聚核函數(shù)的影響
        7.4.2 溫度對(duì)布朗團(tuán)聚核函數(shù)的影響
    7.5 聲波團(tuán)聚的數(shù)值模擬
        7.5.1 頻率對(duì)聲波團(tuán)聚的影響
        7.5.2 聲壓級(jí)對(duì)聲波團(tuán)聚的影響
        7.5.3 氣溶膠初始濃度對(duì)聲波團(tuán)聚的影響
        7.5.4 氣溶膠顆粒幾何平均偏差對(duì)聲波團(tuán)聚的影響
        7.5.5 停留時(shí)間對(duì)聲波團(tuán)聚的影響
        7.5.6 溫度對(duì)聲波團(tuán)聚的影響
        7.5.7 聲波團(tuán)聚數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)對(duì)比
    7.6 本章小結(jié)
8 全文總結(jié)和展望
    8.1 全文總結(jié)
    8.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
    8.3 后續(xù)研究展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3648322