基于半焦为过滤介质的颗粒床过滤器除尘性能分析

为解决粉煤热解工艺中干馏气含尘量较大及颗粒床过滤器滤料再生问题,在颗粒床过滤器除尘实验装置上比较了半焦和石英砂两种滤料的过滤性能,分别采用单因素和正交实验法,考察了表观气速、滤料厚度、滤料粒径和粉尘进料浓度对颗粒床除尘性能的影响。结果表明:多孔介质半焦对粉尘的过滤效率明显高于石英砂;随着过滤时间的延长,除尘效率均呈现先增大后减小的趋势;从过滤质量因子角度考虑,当表观气速为0.35 m/s,滤料厚度为150 mm,滤料粒径为0.83 mm～1.25 mm时,颗粒床过滤器具有较高的过滤性能;粉尘进料浓度增加,在过滤前期除尘效率随之增大,但在过滤后期高进料浓度下除尘效率下降的速率较快。各因素对颗粒床过滤器最大除尘效率影响程度由大到小依次为:表观气速、滤料厚度、滤料粒径、粉尘进料浓度。当表观气速为0.25 m/s,粉尘进料浓度为10 g/m~3,床层厚度为150 mm,滤料粒径为0.38 mm～0.83 mm,除尘效率最大,为99.20%。     

振动流化床内二元颗粒体系分布特性的研究

近年来,人们对风速大于小颗粒临界流化速度时振动流化床内的颗粒分布特性进行了研究。但是对于小于流化风速的情况下引入振动的情况鲜有报道。本文在500mm×200mm×500mm的准二维颗粒床中研究了振动和气流共同作用下,二元颗粒体系从只受振动激励到振动流化这一过程中从巴西果分离到反巴西果分离的转变及颗粒体系在这一过程中的分布特性。实验结果表明,大小颗粒粒径比的增大,质量比的减小及振动强度的减小有利于颗粒体系的分离,反之则利于颗粒体系的混合。当操作气速在小颗粒临界流化速度的0.6倍到0.8倍之间时,颗粒体系混合比较均匀。巴西果分离向反巴西果分离的转变发生在小颗粒临界流化速度的0.8倍左右。     

振动流化床内双组分颗粒的混合与分离特性

在300 mm′300 mm′20 mm的二维振动流化床中,装入平均粒径2和4 mm的分子筛颗粒,在低于流化速度(u相似文献   

不同滤料固定颗粒床过滤性能对比

在固定床冷态实验装置上研究了平均粒径和稳态过滤压降相近、颗粒形状和表面状况不同的两种滤料(陶瓷球和石英砂)的过滤性能. 结果表明,两种滤料过滤性能变化规律基本一致. 粉尘沉积量(?m)增加,过滤效率先增大后减小,过滤压降偏离稳态过滤压降程度(G)增大. ?m相同时,过滤效率和G均随过滤气速增大而减小,但过滤后期高气速下G与低气速下接近. 增大入口粉尘浓度,总体过滤效率无明显改变,粒径大于0.7 ?m的粉尘过滤效率提高,G更显著. 两种滤料难过滤粉尘粒径均为0.35~0.6 μm. 因颗粒形状和表面状况不同,两种滤料过滤性能存在差异,其它条件相同时,石英砂总体和分级过滤效率均高于陶瓷球,G也较大;增大入口粉尘浓度,石英砂过滤效率随粉尘沉积量变化程度相对较小.     

IGCC粗煤气除尘用径向进口旋风分离器的性能研究

针对IGCC特定的工艺条件,开发了一种新的JLX型径向进口旋风分离器,并采用滑石粉和粉煤灰作为试验物料,通过冷态试验考察了其压降和分离性能。结果表明:分离效率随着进口浓度的增加而升高,但当进口气速较大时,分离效率随着进口浓度的增加而降低;当排气管下口直径比为0.375、进口气速为25m/s、进口浓度为10g/m3时,对滑石粉分离效率可达到99%,对粉煤灰分离效率可达到97%。对粒径10μm以上的粉煤灰粉尘颗粒,JLX旋风分离器基本都脱除。     

移动式颗粒床气固分离性能冷态试验

以热解为首要步骤的煤炭分质转化技术可在较温和的条件下实现煤炭高效利用,其中含尘热解气净化是该技术规模化应用需要解决的关键问题之一。颗粒床过滤技术具有过滤效率高、滤料成本低等优势。为考察移动式颗粒床对粉煤热解气除尘过滤的有效性,选用小麦为颗粒床冷态试验的滤料介质,硅胶粉为试验粉尘,在自行设计的冷态试验平台上考察各操作条件对颗粒层过滤除尘效率的影响规律。结果表明:过滤效率的影响因素顺序为:表观风速过滤层厚度滤料下料速度;过滤效率随表观风速的增大而减小,随过滤层厚度的增加而增大。过滤层厚度增至200 mm以上时,过滤效率变化较小;而滤料下料速度增大,过滤效率减小。粉尘粒径达10μm后,过滤效率基本可维持在98%。在优化的过滤条件下(过滤层厚度为300 mm,滤料下料速度为0.002 m/s,过滤时间为10 min),最佳过滤效率可达98.1%。试验结果不仅实现了对常温下移动颗粒层过滤性能的预测,也为粉煤热解含尘煤气颗粒床热态除尘装置的设计提供了依据。     

旋风-颗粒床过滤器两级除尘的分析与优化

为解决粉煤热解工艺中焦油气除尘问题,采用单因素和正交试验法研究了滤料粒径、滤料厚度和氮气流量对旋风-颗粒床过滤器两级除尘性能的影响。结果表明:在实验参数范围内旋风分离器平均除尘效率为98.43%。相比石英砂滤料,以半焦为过滤介质的颗粒床过滤器具有较高的过滤性能。滤料粒径由1.25—2.5 mm减小到0.38—0.83 mm时,颗粒床过滤器平均除尘效率由93.88%增大到97.18%,而最大床层压降也随之增加了59.99%。滤料厚度由100 mm增加到200 mm时,颗粒床过滤器平均除尘效率由90.99%增大到95.91%。随氮气流量的增大,颗粒床过滤器除尘效率降低,而两级除尘系统总效率略有降低。正交试验结果表明:滤料厚度是影响两级除尘效率的主要因素,其次是滤料粒径,氮气流量对系统总除尘效率影响最小。     

颗粒床-旋流耦合分离器不同操作模式下的性能分析

通过实验分别考察了满床/空床操作模式对内置颗粒床-旋流耦合分离器分离性能的影响,获得了两种操作模式下的设备压降和捕集效率。通过改变入口粉尘浓度、入口气速和粉尘颗粒种类,发现满床操作条件下的分离效率比空床操作条件下的分离效率高,且前者压降较低。通过对出口粉尘粒径的分析,含有捕集颗粒的内置颗粒床可有效提高5 μm以下的粉尘颗粒的捕集效率,弥补了离心分离的短板。引入性能指数对不同操作模式进行定量分析,验证了满床操作条件下的耦合分离设备具有更好的综合分离性能。     

振动流化床喷雾造粒颗粒成长特性实验研究

在振动流化床中以平均粒径为1.88mm的油菜籽为晶种,用质量百分率为44%的尿素水溶液进行喷雾造粒实验,研究了振动频率、振幅对颗粒成长速率和颗粒结块率的影响。结果表明:与普通流化床相比,振动强化了颗粒的流化效果,提高了颗粒成长速率;颗粒成长前期,大振幅和低振动频率有利于颗粒成长;在造粒后期,小振幅和高振动频率有利于颗粒成长;振动强度大,能有效抑制造粒过程颗粒结块。     

均匀设计法在滤料过滤性能研究中的应用

以滑石粉作为试验粉尘,以1#、3#中空纤维滤料作为过滤介质,对高效纤维过滤器的性能进行了研究。采用均匀设计法考察了气体含尘浓度、过滤风速、滤料压缩率和过滤时间四个因素对过滤器阻力降和过滤效率的影响。利用DPS数据回归处理方法建立数学模型,确定出试验范围内的优化工艺条件:对于1#滤料,在气体含尘浓度0.68 g/m3,过滤风速0.5 m/s,滤料压缩率16.7%,过滤时间10.3 min时,阻力降为172 Pa,过滤效率为99.993%;对于3#滤料,在气体含尘浓度0.5 g/m3,过滤风速0.5 m/s,滤料压缩率15.4%,过滤时间3 min时,阻力降为493 Pa,过滤效率为99.992%。     

粉煤灰渣替代细骨料对砂浆混凝土强度及抗冻性影响

通过筛分和破碎两种方式分别获得粒径区间为0.6~1.18 mm、0.3~0.6 mm的粉煤灰渣,并用其等体积替代对应粒径区间的细骨料,分析粉煤灰渣对砂浆工作性和强度的影响,探究粉煤灰渣的最优替代粒径区间。结合扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等方法分析了粉煤灰渣替代细骨料后砂浆试件的强度变化机理。基于砂浆最优替代粒径区间结果,验证了砂浆混凝土试件的强度和抗冻性。研究结果表明:分别以筛分方式和破碎方式得到的0.3~0.6 mm粒径区间粉煤灰渣替代对应区间细骨料后,其砂浆试件强度均与基准组(未替代)基本一致;而以筛分方式得到的0.3~0.6 mm粒径区间粉煤灰渣替代对应区间细骨料后,其混凝土试件强度和抗冻性与基准组基本一致。在水泥提供的氢氧化钙环境下粉煤灰渣表面生成水化硅酸钙,从而增加了水泥和粉煤灰渣界面胶结强度,强化水泥与粉煤灰渣界面区域,凹凸不平的粉煤灰渣表面与水泥浆咬合嵌锁,保证了试件的强度。     

煤粉炉和循环流化床锅炉飞灰特性对其汞吸附能力的影响

通过分析两台容量相近的循环流化床锅炉和煤粉锅炉飞灰样品的粒径分布、表面结构特性、未燃尽碳含量、反应性和汞含量，探究两种类型锅炉飞灰特性差异及其与飞灰汞吸附能力的关系。结果表明：循环流化床和煤粉锅炉尾端除尘设备排灰口飞灰汞的含量分别为1584.0 ng/g和503.7 ng/g，其原因与飞灰粒径、未燃尽碳含量和表面特性相关。对于循环流化床锅炉，飞灰中汞含量随其粒径和反应性温度的减小而增加，随未燃尽碳含量增加而增加，且与比表面积和吸附量呈正相关关系。对于煤粉锅炉，粒径为75～53 μm的飞灰对汞吸附能力较强，未燃尽碳含量明显小于循环流化床所产生飞灰的含量，飞灰比表面积随粒径变化不大，由此导致煤粉锅炉除尘设备排灰口所取样品对汞的吸附能力远低于循环流化床锅炉相对应位置飞灰对汞的吸附能力。     

错流旋转填料床脱除细颗粒物研究

细颗粒物对环境和人体都会产生较大危害, 传统除尘设备无法高效脱除。超重力旋转填料床复合了多种除尘机制, 除尘效率高, 能耗低。本文采用平均粒径为2.25μm的粉煤灰模拟细颗粒物, 错流旋转填料床为湿式除尘设备, 搭建了中试规模的实验系统。提出了使用激光粒度分析仪测量粉尘粒度分布并计算分级效率的方法, 通过实验考察了转速、液气比和气量对错流旋转填料床分级效率的影响。研究表明, 分级效率随转速、液气比、气量的增大而增大, PM_2.5的脱除效率可达到96%, 为超重力湿法除尘的工业化推广提供有力的数据支撑。对分级效率曲线进行拟合, 相关系数R=0.9808。对比发现, 错流旋转填料床的分级效率高于一般湿式除尘器, 对微米级粉尘也有很高的脱除率, 可以高效脱除气体中的细颗粒物, 应用前景广阔。     

粉煤灰和矿渣粒度分布对混凝土微观结构和抗氯离子渗透性的影响

针对胶凝材料比表面积和粒度分布等物理性质存在的差异,将P·Ⅱ水泥,Ⅰ级、Ⅱ级粉煤灰和S95级、S105级矿渣进行互掺,固定水泥用量,设计了4种粉煤灰和矿渣的组合方式,通过流动度试验分析了组合方式对净浆流动性的影响,并将粒度分布曲线与Fuller分布曲线进行了比较。在净浆配合比的基础上,对不同组合方式的混凝土进行了工作性、力学性能及自由氯离子浓度测试,探讨了粉煤灰和矿渣的粒度分布对混凝土强度和抗氯离子渗透性的影响,并对硬化浆体水化产物的微观形貌和化学组成进行了分析,揭示了影响机理。研究结果表明,矿物掺合料的粒度分布是决定颗粒级配优劣的重要因素。Ⅰ级粉煤灰具有更强的滚珠效应,在提高流动性方面起了关键性作用。粉煤灰和矿渣的水化及火山灰反应程度影响着混凝土的力学性能和耐久性能,由于Ⅰ级粉煤灰有更大的比表面积,火山灰活性也较高,因此Ⅰ级粉煤灰和S95/S105级矿渣组合的净浆流动度,混凝土的工作性、抗压强度和抗氯离子渗透性均明显高于Ⅱ级粉煤灰和S95/S105级矿渣组合。其中Ⅰ级粉煤灰和S95级矿渣组合的胶凝材料粒度分布曲线与Fuller曲线最为接近,粒度分布最优,水化浆体中Ca(OH)₂含量最低,火山灰反应最为充分,对应的混凝土微观结构致密,抗氯离子渗透性最好。     

矿物外掺合料对箱梁C50混凝土工作及力学性能影响

利用粉煤灰/矿渣粉作为复合外掺料等量替代部分水泥,探究外掺合料的组成及掺量对箱梁C50混凝土工作性及力学性能的影响,并通过SEM观察混凝土微观结构,结果表明:复合掺合料中,粉煤灰与矿渣粉最佳质量比为1∶2.外掺合料掺量从0%增至30%过程中,C50混凝土工作性有所改善,但混凝土3 d、10 d、28 d、56 d强度均随外掺合料掺量增加而降低.通过SEM观察,掺外掺合料体系水化生成的C-S-H凝胶数目较少,使得混凝土界面粘接强度不高,导致抗压强度降低.     

矿物掺合料对泡沫混凝土的性能影响

研究了单掺粉煤灰、矿渣粉和复掺粉煤灰与矿渣粉对干密度为400 kg/m3泡沫混凝土的抗压强度、导热系数以及吸水率的性能影响.当粉煤灰掺量为10%时,可增加抗压强度,掺量为30%时显著降低导热系数和吸水率;当矿粉掺量为20%时,可增加抗压强度和降低吸水率,但导热系数却随掺量增大而变大;当复掺粉煤灰与矿渣粉取代50%水泥,复掺比例为2:3时,能增加抗压强度和降低吸水率,导热系数随复掺比例增大而变大.在泡沫混凝土中掺加矿物掺合料,不仅可以降低水化热,还可以减少泡沫混凝土的开裂程度,该项研究成果为今后泡沫混凝土在地基保温处理、屋面保温、地暖垫层等方面提供了应用价值.     

Vibration-induced granular segregation in a pseudo-2D column: The (reverse) Brazil nut effect

The segregation of nine different disk-shaped intruders in a pseudo-2D granular bed consisting of 0.85 mm polystyrene beads under the influence of vertical vibrations was studied. The intruders used were all fabricated of brass and were much denser than the polystyrene particles. Depending on the vibration amplitude and frequency, intruders were able to segregate to the top or bottom of the granular bed as long as the vibration intensity Γ was greater than 1. At a fixed vibration amplitude, upward segregation, also known as the Brazil nut effect, occurred at a much higher frequency than downward segregation, which is also known as the reverse Brazil nut effect. Segregation to the top was always much quicker than segregation to the bottom irrespective of size and mass of the intruder used. By the use of high-speed video movies, it was found that the disk-shaped intruders rose along the bed height by a void filling mechanism.     

岩棉炉渣水硬活性及其水泥砂浆的耐久性分析

为循环利用岩棉生产过程中排出的炉渣废料,将其磨成3个细度的粉体,分别与岩棉纤维粉、粉煤灰和粒化高炉矿渣粉(简称矿粉)进行对比分析.结果表明:炉渣主要化学成分及含量接近粉煤灰.炉渣中玻璃体含量较高,同时存在少量结晶相,结晶度为5.28％.提高炉渣粉磨细度可显著增加活性.450 kg/m2比表面积的炉渣粉强度活性指数比粉煤灰高出约10％,低于同等细度的矿粉.掺入炉渣粉的水泥砂浆试件抗渗和抗冻性优于粉煤灰砂浆,而低于矿粉砂浆试件.孔结构测试分析表明,炉渣粉水泥砂浆孔隙率和多害孔含量介于矿粉水泥砂浆和粉煤灰水泥砂浆之间.粉磨制备的岩棉炉渣粉体具备作为矿物掺合料的可行性.     

超低排放燃煤机组硒的迁移转化及飞灰对其富集特性

采用微波消解法和氢化物发生-原子荧光光谱法考察了9台超低排放在役机组硒迁移转化规律,探究了循环流化床（CFB）和煤粉炉（PC）机组飞灰特性差异对硒吸附能力的影响。燃烧后煤中硒几乎全部呈现挥发态,底渣中残留量极低。与浓度归一化和质量分布法相比较,相对富集系数法可以客观地评价燃煤副产物中硒的富集能力,两类机组中硒均主要富集于飞灰中。CFB较低炉膛温度和添加CaO可以降低入炉煤中硒释放比例并增强飞灰对硒的吸附能力,故其底渣和飞灰中硒的富集程度均高于PC,导致脱硫石膏中硒富集程度低于PC。飞灰对硒的吸附量随比表面积或孔容积增大而增大,但随粒径或孔径增大而减小。CFB飞灰中未燃尽碳含量高、形状不规则、表面粗糙且存在较多蜂窝状孔隙,导致其对硒的富集程度高于PC飞灰。     

粉煤灰-矿渣微粉复合双掺对水泥砂浆抗酸雨侵蚀性能的影响

研究了粉煤灰、矿渣微粉复合双掺时对水泥砂浆的强度以及抗模拟酸雨侵蚀性能的影响。通过试验发现:随着粉煤灰、矿渣微粉总掺量的不断增加,砂浆强度逐渐下降;各不同配比的砂浆经pH值为4.0的模拟酸雨干湿交替循环腐蚀后的强度变化规律为先升高后下降;与纯水泥砂浆试件相比,如粉煤灰、矿渣微粉的掺入过高,则会降低试件的强度值,但是如以强度增长率来评价砂浆的抗酸雨侵蚀能力,则各不同比例的粉煤灰、矿渣微粉复合双掺等量取代水泥配制的砂浆的强度增长率均优于同等条件下纯水泥砂浆试件,即粉煤灰、矿渣微粉复合双掺对水泥砂浆试件在模拟酸雨条件下的强度发展有改善作用。