塔山白洞井综合防尘技术应用研究

对采用的煤体注水、采煤机内外喷雾、负压二次降尘综合防尘技术进行了分析,并探讨了其应用情况及经济效益。采用煤层注水后,工作面产生粉尘的质量浓度明显降低。在采煤机摇臂上增设外喷雾装置,割煤时打开,可有效提高采煤机喷雾降尘效果。采煤机负压二次降尘装置能在不同角度喷雾形成水雾,且喷雾形成的负压将摇臂和滚筒底部的粉尘吸入降尘器湿润后落下,对抑制粉尘起到关键性作用,相比粉尘质量浓度下降了40%。     

大型电袋复合除尘器除尘效率的实验研究与优化

在自主研制的电袋复合除尘器实验台上研究了工作电压、气流温度和入口粉尘质量浓度对除尘性能的影响,探讨了除尘效率和被捕集粉尘粒径范围等的变化规律.结果表明:工作电压增大时,总除尘效率提高;气流温度超过130℃时,总除尘效率明显降低;入口粉尘质量浓度增大到14.7 g/m3以上时,静电除尘区除尘效率大幅下降;静电除尘区主要除去10 μm以上粒径粉尘,而布袋除尘区除尘范围偏向10 μm以下的细小颗粒;在实际运行过程中,适当提高工作电压以及降低烟气温度和入口粉尘质量浓度,将有助于提高除尘效率和PM2.5的捕集率.     

杭州市典型居民小区大气颗粒物粒径分布

采用美国3330型光学颗粒物粒径谱仪,对杭州市某典型居民小区及街道附近区域的空气颗粒物粒径分布进行了测试。测试结果表明:大气颗粒物中PM2.5质量浓度约占总质量浓度的25%左右,PM2.5颗粒数量占总数量浓度的99%左右;测试位置不同,颗粒物浓度也不同;汽车尾气是颗粒物的重要排放源;楼层高度对颗粒物浓度影响不大;降雨对大气PM2.5的清除作用非常明显。     

不同粒径分布颗粒声波团聚联合喷雾实验研究

针对不同粒径分布的飞灰颗粒进行了声波团聚联合喷雾实验研究.实验结果表明,喷雾不改变声波团聚最佳频率,在1 200 Hz时团聚效果最好.颗粒物团聚效果与粒径分布有关,粒径分布范围较小的颗粒团聚效率随声压级增大而增大,粒径分布范围较宽的颗粒存在最佳声压级,声压级过高易引发团聚体破碎,降低团聚效率.加入喷雾能够提高团聚效率,同时避免宽粒径范围颗粒在高声压级下的团聚破碎.     

国Ⅴ公交车燃用生物柴油的实际道路排放特性研究

采用OBS-2200车载排放测试系统及ELPI电子低压冲击仪,对国Ⅴ公交车燃用不同比例生物柴油的实际道路排放特性进行了研究。燃料分别为国Ⅴ纯柴油及其与纯生物柴油按一定体积比例调和后的混合燃料。研究结果表明:实际道路排放随车速的跟随性良好,且基本随车速增大而增加。随着调和比例的升高,CO、THC排放降低,CO_2、NO_x排放升高。PN及PM排放均降低,PN对数数量浓度分布峰值区域由小粒径中高速范围向小粒径中低速范围移动,极低值区域由大粒径中低速范围扩大到大粒径全速范围;PM对数质量浓度分布呈双峰带分布,分别在0.1~0.2μm及大于约6μm的范围内,随调和比例升高,前者逐步缩小,后者由中高速范围移向中低速范围,但两波峰的粒径范围位置没有发生明显偏移。     

煤矿自旋转喷雾降尘装置的实验与模拟

煤矿生产过程中会产生大量的煤尘,目前煤矿降尘技术主要以喷雾为主。设计了一套自旋转喷雾降尘系统,该系统结构简单,水源不需要增压,具有良好的喷雾效果。同时,由于喷嘴数目较少,雾化范围比较广,节约水源。通过流体力学软件FLUENT对压力-旋流式喷嘴的喷雾特性进行k-ε湍流模型数值模拟,采用离散相模型(DPM)追踪雾滴的运动轨迹,清晰地反映出雾场的情况和实验成对比。     

可溶与不可溶混合PM_(2.5)的蒸汽相变凝结增长

建立了蒸汽相变凝结增长的动力学模型,利用数值模拟方法研究可溶与不可溶颗粒组成的混合PM2.5的凝结增长特性,分析了操作参数对相变凝结增长效果的影响.结果表明:PM2.5中可溶颗粒所占比例越大,凝结增长后数目浓度峰值粒径和中位粒径越小,粒径分布越分散;与单一组分的不可溶颗粒相比,可溶颗粒的混入极大地改变了凝结增长后的粒径分布;粒径越小的可溶与不可溶颗粒的凝结增长速率越接近,粒径大于0.3μm时,可溶颗粒的凝结增长速率和最终粒径明显大于不可溶颗粒;较高的初始饱和度和温度能够促进混合PM2.5的凝结增长;随颗粒数目浓度的增大,凝结增长后数目浓度峰值粒径减小,粒径分布更为分散.     

细水雾作用下火灾烟气典型特性参数的变化规律

利用ISO 9705全尺寸多功能热释放速率测试仪研究细水雾作用下火灾烟气的消光系数、质量密度及辐射热通量等特性参数的变化规律,通过改变细水雾工作压力、喷头种类和喷头数量等参数研究雾滴粒径、喷雾强度等对烟气特性参数的影响规律.确定了受限空间通风助燃和熄灭火焰的临界速率.实验发现,火源热释放速率是影响烟气特性参数变化规律的主要内在因素.研究结果为细水雾技术用于火灾烟气抑制提供了科学的参考依据.     

粒径分布对有机粉尘爆炸中火焰结构的影响

采用高速摄影及带通滤波片相结合的方法,记录并分析了火焰在开放空间两种不同粒径分布硬脂酸粉尘云中的传播特性.实验中,通过控制喷嘴压力形成两种典型粒径分布的硬脂酸粉尘云.实验发现,火焰在两种不同粒径粉尘云中传播时,具有明显不同的火焰前锋结构特征,即连续火焰前锋和离散火焰前锋.在较小粒径分布粉尘云中传播时,火焰前锋形状规则、连续,燃烧反应区均匀一致,类似于预混燃烧现象；而在较大粒径分布粉尘云中传播时,火焰前锋黄色发光区周围分布着离散的蓝色亮点.在此基础上,进一步利用CH辐射放大图像揭示了粉尘云离散火焰前锋的形成机理.理论模型的分析结果证明了粒径小于58 μm的粒子质量浓度是决定能否出现离散火焰前锋的关键参数.     

大流量低背压螺旋喷嘴的流量分布特性研究

利用流量分布测试系统对大流量低背压螺旋喷嘴的流量分布特性进行实验研究.采用排状量筒法,测量不同高度不同孔径螺旋喷嘴的流量、每层喷雾面位置、雾化角以及径向体积流率,分析螺旋喷嘴的尺寸参数对其流量分布特性的影响规律.结果表明:相同压力下,螺旋喷嘴的高度H与孔径D的比值H/D越大,质量流量越小,雾化角越大,每层喷雾面径向体积流率越小;不同压力下,压力越高,质量流量越大,同一螺旋喷嘴的雾化角越大,每层雾化面的位置距喷嘴中心的距离越远.     

220MW煤粉炉PM2.5浓度排放特性的试验研究

本文采用荷电低压撞击器(ELPI),通过对二级稀释系统采样对某电厂220 MW煤粉锅炉PM2.5的浓度排放特性进行了研究。研究结果显示,煤粉锅炉所产生烟气中PM2.5粒数浓度呈较明显的双峰分布,小颗粒峰值一般在0.12μm或0.07μm,较大颗粒峰值一般在0.76μm,PM2.5粒数浓度一般为几百万粒/cm3,主要取决于由气化凝结机理形成的细模态颗粒物PM0.38,PM2.5质量浓度呈单峰分布,一般为几百mg/m3,其质量浓度主要取决于由中间模态颗粒物PM0.38~2.5;采用覆膜滤料的布袋除尘器和电袋联合除尘器对PM2.5具有较好的除尘效果,二电场电袋复合除尘器出口烟气中PM2.5最小可达200μg/m3,粒数浓度在几万粒/cm3;当除尘效果较好时,湿法脱硫装置出口烟气中PM2.5粒数浓度和质量浓度可能会有所增加。     

Advances in Centrifugal Separators for Particulate Matter Control from Stationary Sources

This paper summarized recent developments in centrifugal separators for particulate matter (PM) emission control. Airborne particulate matter, which is responsible for many health and environmental problems, is generated mostly from combustion processes in stationary sources such as house burners and power plants and other production facilities, except field dust. Reverse flow cyclones are centrifugal separators having been widely used for industrial particulate matter removal. Typical pressure drops of these cyclones for air cleaning are 500 Pa or higher, and were believed to be only able to separate particles larger than 10 μm. An aerodynamic deduster that could separate particles as small as 1μm at a pressure drop of 200 Pa was recently developed. Field evaluation showed that the deduster can be effectively used in reducing particulate matter emission from stationary sources.     

汽油/压缩天然气两用燃料发动机颗粒物排放特性研究

在某款1.4L自然吸气两用燃料发动机上进行台架试验,用DMS500快速颗粒分析仪在发动机转速为4000r/min不同进气压力工况下,对汽油和压缩天然气（compressed natural gas, CNG）的颗粒物排放特性进行采样分析。试验结果表明,两种燃料的总体颗粒物数量（particle number, PN）和颗粒物质量（particle mass, PM）浓度均随进气压力的增大呈先减小后增大的趋势。不同进气压力下CNG的PN和PM排放较为稳定,PN中核态颗粒物占比较大,在粒径约200nm处颗粒物表面积浓度出现峰值。燃用汽油的排放颗粒物中积聚态占主导,因而其PM浓度比燃用CNG的大,其颗粒物的表面积浓度也更大,最大表面积浓度出现在颗径约100nm处。     

Hydrogen inhibition in wet dust removal systems by using calcium lignosulfonate (CLS)

Wet dust removal systems pose hydrogen fire and explosion risks because accumulated aluminium dust can react with water to produce hydrogen gas. Traditionally, hydrogen sensors, alarm devices, explosion-proof electrical components and pressure relief devices are installed in wet dust removal systems to mitigate such risks. However, these safety strategies cannot fundamentally prevent the occurrence of hydrogen fires and explosions. In this work, calcium lignosulfonate (CLS), which is an abundant, inexpensive and renewable chemical, is used to inhibit hydrogen production. Through a series of hydrogen inhibition experiments using CLS solution, a hydrogen inhibition method is proposed. The hydrogen evolution curves of aluminium particles after reaction with CLS solutions at different concentrations reveal that when the concentration of the CLS solution reaches 0.5 g/L, essentially no hydrogen gas is produced. Scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive spectroscopy (EDS) are used to characterize the aluminium particles before and after reaction. The film formation behaviour of CLS on the surface of aluminium particles is characterized. The results show that CLS is a good inhibitor and that the adsorption of CLS on the aluminium particle surface obeys the Langmuir adsorption isotherm. Additionally, Fourier transform infrared (FT-IR) analysis is conducted to reveal the physicochemical mechanism of hydrogen inhibition. The application of CLS solution in wet aluminium dust removal systems results in the maximum reduction in hydrogen explosion risk.     

电子低压冲击器不同稀释比对PM2．5排放测试的影响

燃煤电厂PM2.5排放检测技术是目前研究的热点和难点,电子低压冲击器（ELPI）可以实时得到颗粒物的质量浓度,方便工程现场测试。利用ELPI对扬州第二发电厂600 Mw机组湿法脱硫后烟气进行测试研究,并分别尝试采用一级稀释器和两级稀释器两种方法进行比较,结果表明：两种稀释比测得颗粒数浓度粒径分布规律基本一致,采用两级稀释测得PM1、PM2.5、PM2.5数浓度结果均小于一级稀释;对于质量浓度,采用两级稀释测得PM1、PM2.5结果小于一级稀释,而PM2.5测量结果却大于一级稀释。     

用直接数值模拟对移动颗粒层除尘的研究

利用气固两相流数值模拟计算模型 ,分别采用了不同粒径的移动颗粒层过滤除尘器 ,对不同粒径粉尘颗粒的碰撞次数进行统计 ,对移动床除尘中过滤介质尺寸与粉尘粒径尺寸之间的相互选择性进行了初步研究。模拟计算了在同一风速下碰撞次数与粉尘粒径以及移动层颗粒粒径之间的关系。计算统计的结果与实验结果对比发现 ,二者存在定性上的一致。研究结果表明在移动床过滤除尘器中不同粒径的过滤层对不同粒径尘粒具有明显的选择性。     

静电增强湿式除尘器捕集可吸入颗粒物的定量描述

湿式重力喷淋除尘器一般对可吸入颗粒物的除尘效率较差,而借助静电力,则有望改善湿式除尘器对细微颗粒的除尘效果.首先介绍了静电增强湿式除尘器的捕集机制,包括布朗扩散、拦截、惯性碰撞和静电捕集;然后利用事件驱动常体积法描述了典型火电厂中三峰分布的烟尘颗粒群的尺度分布函数的动力学演变过程,以此量化静电增强湿式除尘器的除尘过程.结果表明,典型的传统湿式重力喷淋除尘器对PM的分级除尘效率在5%以上;如果液滴荷电,有望使得该除尘器对PM的分级除尘效率达到70%以上;如果颗粒荷电,PM的分级除尘效率将在25%以上;在液滴和颗粒同时荷上相反电荷的静电增强湿式除尘器中,PM的分级除尘效率接近100%.     

The influence of molecular structure of fatty acid monoalkyl esters on diesel combustion

The subject of this paper is a series of experiments conducted on a single-cylinder research engine investigating the influence of molecular structure on the combustion behaviour of fatty acid alcohol ester (biodiesel) molecules under diesel engine conditions. The fuels employed in these experiments comprised various samples of pure individual fatty acid alcohol ester molecules of different structure, as well as several mixtures of such molecules. The latter consisted in biodiesel fuels produced by the transesterification of naturally occurring plant oils or animal fat with a monohydric alcohol. It was observed that the molecular structure of the fuel significantly influenced the formation of NO_x and particulate matter and their respective concentration in the exhaust gas. The influence on the formation of NO_x in particular, appeared to be exerted first through the effect which the molecular structure had on the auto-ignition delay occurring after the fuel was injected into the combustion chamber, and second through the flame temperature at which the various molecules burned. The emission of particulates on the other hand showed correlation with the number of double bonds in the fuel molecules for the case of larger accumulation mode particles, and with the boiling point of the fuel samples for the case of the smaller, nucleation mode particles. The effect of ignition delay on the exhaust emissions of these pollutants was isolated by adding the ignition promoting molecule 2-ethylhexyl nitrate to some of the fuel samples in closely specified concentrations, so as to equalise the ignition delay for the relevant fuel samples. The removal of the ignition delay as a main influence on the combustion process enabled the observation of the lesser effects of adiabatic flame temperature.     

移动颗粒层过滤除尘的数值模拟及实验对比

采用离散颗粒运动数学模型,对移动颗粒层过滤除尘器中粉尘颗粒与过滤介质颗粒碰撞以及对除尘效率的影响进行了初步研究,模拟计算了碰撞次数与系统风速之间的变化关系,与实验结果对比发现,随系统风速的变化,颗粒碰撞频次与除尘效率之间存在定性的一致。研究结果表明颗粒间碰撞作用对移动颗粒层除尘性能起着重要作用。     

再生温度和来流参数对柴油机颗粒过滤器再生和 过滤特性影响的试验研究

基于外加热源再生性能测试台架,研究了不同再生温度和不同来流流量对柴油机颗粒过滤器(diesel particulate filter,DPF)出口颗粒排放的影响。试验结果表明:加载量为2.5g/L时,DPF出口颗粒物出现一个颗粒数浓度波峰;加载量为5.0g/L时,DPF出口颗粒物出现两个数量浓度波峰。相同来流流量下,再生效率和总质量浓度随着再生温度的增加而增加;升温阶段出口颗粒物以核模态为主;再生阶段时,内部出现温度波峰且出口颗粒物以50nm以上聚集态颗粒为主。相同再生温度下,加载量为2.5g/L时再生效率和总质量浓度随着来流流量的增加而增加,升温和再生阶段出口颗粒物均以核模态为主;加载量为5.0g/L时再生效率和总质量浓度随来流流量的增加呈现先增加后减少的趋势,升温阶段出口颗粒物以核模态为主,再生阶段在大流量时有部分聚集态颗粒物排出。