發(fā)布時間：2017-12-18 15:11

  本文關(guān)鍵詞：基于群體平衡模型的燃煤超細顆粒物聚團研究

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【摘要】：在中國的大多數(shù)主要城市空氣中的顆粒物現(xiàn)在超過二氧化硫和氮氧化物成為主要的城市污染物。燃煤發(fā)電廠排放的飛灰顆粒是空氣中PM2.5的主要來源之一。飛灰顆粒會引起各種問題,特別是環(huán)境和健康問題。由于燃煤煙氣細顆粒物所帶來的嚴重危害,如何高效的將其捕集是當前的熱點與重點。本文研究顆粒不同聚團機理模型對顆粒湍流聚團過程的影響�；贔LUENT軟件UDF功能自定義聚團核,考慮顆粒間排斥勢能Umax和流體力學作用力對聚并率的影響,引入捕集效率f(α)對聚團核進行修正,構(gòu)建新的修正湍流聚并模型,并將該模型與傳統(tǒng)湍流聚并模型進行比較。通過群體平衡模型耦合CFD對顆粒聚團過程進行數(shù)值模擬。對旋風分離器除塵器內(nèi)超細顆粒物聚團過程進行研究,為了得到顆粒聚團對旋風分離器分離性能的影響,在不同入口顆粒濃度與入口氣速下研究其對分離效率的影響。采用雷諾應力模型(RSM)計算湍流流場,通過群體平衡模型(PBM)耦合CFD對顆粒相進行數(shù)值計算。研究結(jié)果表明:時間為2s時,旋風分離器內(nèi)的聚團作用已經(jīng)趨于穩(wěn)定,顆粒粒徑在1.5μm到3μm范圍的顆粒在旋風分離器內(nèi)基本無法被捕集,而粒徑大于5μm的顆粒其分離效率接近于100%;隨著入口顆粒濃度的增加,總體分離效率增加,而增加入口氣體速度,對分離效率的影響并不是很大。對新型湍流聚并器超細顆粒聚團機理進行研究,為提高其捕集效率的一種方法是增加飛灰顆粒的尺寸,即在通過靜電除塵器或袋式除塵器之前通過物理或化學作用提高亞微米級顆粒聚團。湍流聚團由于其操作簡單、投資少、運營成本低,在各種新技術(shù)中有更好的發(fā)展前景。湍流聚并器是通過氣流中顆粒之間的湍流而引起顆粒碰撞過程的增加,湍流導致顆粒相互之間速度的差異,提高顆粒間物理碰撞作用從而形成超細顆粒的聚團。通過群體平衡模型耦合CFD對顆粒聚團過程進行數(shù)值模擬。結(jié)果表明:通過對理想湍流聚并模型和修正湍流聚并模型與實驗結(jié)果的對比,理想湍流聚并模型的誤差在8%左右,而修正湍流聚并模型誤差僅有3%,修正湍流聚并模型與實驗結(jié)果吻合。布朗聚并對粒徑小于2μm顆粒有明顯減少作用,布朗聚并在湍流聚并中不可以忽略,修正湍流聚并耦合布朗聚并模型基本與實驗結(jié)果吻合。
【學位授予單位】：東北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O359;O357.5;X773

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