超声波雾化技术捕集微细颗粒物性能的研究
近年来，微细颗粒物成为我国城市环境空气首要污染物，对自然环境和身体健康造成极大的威胁，国内外更加严格的控制微细颗粒物的排放。常用的除尘技术虽然总除尘效率较高，但对粒径较小的微细颗粒物的捕集效率较低。通常利用预团聚技术增大微细颗粒物的粒径，再使用常用除尘设备对其进行捕集，降低微细颗粒物的排放浓度。 超声波雾化除尘技术是基于蒸汽相变团聚原理改进的新除尘技术之一，其特点就是高捕集效率，能够有效地去微细颗粒物，有效促进与微细颗粒物的团聚。在捕尘过程中用水量极少，避免了普通雾化捕尘过程耗水量过大的弊病。 本研究尝试将超声波雾化技术与过滤除尘技术相结合，在常用除尘装置前添加超声波水雾对微细颗粒物进行预团聚，使微细颗粒物的粒径增大到常用除尘装置所能脱除的范围，再使用纤维过滤除尘设备对微细颗粒物进行捕集。实验研究方面，设计和搭建超声波雾化除尘装置，采用5000目碳酸钙颗粒模拟粉尘，以PP纤维作为纤维滤料，由空气压缩机和超声波雾化喷嘴提供超声波水雾。研究不同操作条件（加雾方式、过滤速度、滤料厚度、滤料填充率、粉尘浓度、雾粉比等）对除尘效率及过程压降的影响及变化规律。实验结果表明:采用网前对喷的加雾方式除尘效率较高，且过程压降变化较小;除尘效率随风速增加而降低，过程压降随着风速的增加而增大;除尘效率和过程压降都随着滤料厚度增加而增大，但当除尘效率较高时，增加滤料厚度对除尘效率影响不大，而过程压降会随之增大;除尘效率随滤料填充率增大而提高，滤料填充率达到一定程度后，除尘效率增加缓慢，过程压降会随着滤料填充率增大而增大;除尘效率和过程压降随着粉尘浓度增加而增加;除尘效率随着雾粉比的增加而增加，且增加速率逐渐降低，过程压降随着雾粉比的增加呈现先增加后降低再增加的趋势;在雾化溶液中添加适量表面活性剂有利于提高除尘效率，降低过程压降;基于量纲分析，建立除尘效率的数学模型，并用拟合工具得到最终除尘效率与其影响因素的函数关系式。 本文在过滤除尘装置前添加超声波水雾以提高装置的除尘效率，降低过程压降，并在雾化溶液中添加适量的表面活性剂，使除尘效率得到提高。基于量纲分析法建立数学模型，利于对除尘系统进行最优设计。
超声波水雾;微细颗粒物;过滤除尘;捕集效率;过程压降;雾化技术
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
任钟旗
2015
中文
X701.2
93
2015-12-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）