煤粉粒径及燃烧工况对PM10排放特性的影响

采用沉降炉研究了煤粉粒径及燃烧工况（包括不同温度和气氛等）对可吸入颗粒物粒径分布的影响．实验煤种为六盘水烟煤，分为三种煤粉粒径，在两种燃烧气氛和三种温度下，在沉降炉中进行燃烧．实验用低压撞击器（LPI）按不同粒径从0．03μm～10μm分为13级，分别采集燃烧后的可吸入颗粒物．分析结果显示，煤粉粒径和燃烧工况是影响PM10的粒径分布的重要因素；PM10粒径分布呈双峰分布，两峰值对应不同的生成机理；随着温度升高和含氧量增加，PM10排放浓度大幅增加；粒径小于63μm的煤粉排放PM10较多，相比之下，粒径为100μm～200μm和63μm～100μ煤粉燃烧生成的PM10粒径分布的差异不明显．     

可吸入颗粒物声场团聚实验研究

在中等强度驻波声场中,对燃煤可吸入颗粒物进行团聚清除实验研究。系统研究声场频率、声压级、可吸入颗粒质量浓度及颗粒在声场中的停留时间对团聚清除效率的影响。实验结果表明:颗粒在声场中团聚的最佳声波频率为1 416 Hz;声压级越高越有利于颗粒的团聚,声压为128 dB时颗粒质量清除效率高达27.8%;可吸入颗粒质量浓度增大,颗粒清除效率降低;颗粒在声场停留时间为9—11 s时,团聚清除效率达到最大值。颗粒粒径影响声波团聚过程,粒径1.1μm与4.7—10μm颗粒的清除效率高于1.1—4.7μm颗粒的清除效率。     

光催化防治燃烧源可吸入颗粒物可行性及存在问题分析

依据气相、固相光催化特性、燃烧源一次、二次可吸入颗粒物PM10的形成机理等研究成果,对应用光催化技术防治燃烧源PM10的可行性及存在问题加以分析;指出在光催化-热催化耦合新技术降解一次PM10的气相有机前体物及PM10中可溶性有机组分SOF、室温光催化氧化二次有机气溶胶SOA及其气相前体物等方面有一定的可行性,但由于存在光催化剂的失活,紫外光强的衰减,废气中SO2、NOx的影响,SOF、SOA降解速率慢及光催化过程主要发生在催化剂表面等原因,目前,欲应用光催化技术有效解决燃烧源PM10的污染问题尚有一定难度.     

大气可吸入颗粒物对环境和人体健康的危害

本文介绍了大气可吸入颗粒物 PM10（空气动力学直径小于或等于10（μm）的基本特性及污染现状。阐述了可吸入颗粒物对环境产生的严重影响；依据国内外流行病学研究的结果，概述了可吸入颗粒物对人体呼吸系统、心血管系统、神经系统、生殖系统等造成的较为广泛的损害。同时，也指出了我国进行大气可吸入颗粒物研究的意义。     

抚顺市空气环境可吸入颗粒物来源解析

应用受体模式的化学质量平衡法对抚顺市城区空气环境可吸入颗粒物(PM10)的来源进行解析,得出了各排放源类对PM10的贡献率,揭示了治理PM10污染的重点所在。     

燃煤飞灰低频下声波团聚的实验研究

通过实验研究了低频下燃煤飞灰的声波团聚。燃煤飞灰气溶胶在声波作用下粒径分布发生明显变化,大量细颗粒团聚产生粗颗粒,气溶胶浓度降低。在147 dB、1400 Hz时,气溶胶总浓度和PM_2.5浓度分别减少了68.4%和75.6%,达到很好的团聚效果。从扫描电镜照片中可以观察到声波团聚过程中产生了粒径大于10 μm的链状团聚体。在声波作用下,气溶胶总浓度随团聚时间呈指数衰减规律降低。实验证明了声波团聚中存在最佳频率,在此频率下团聚效果最好,偏离该值团聚效果急剧降低。另外,实验发现最佳频率随声压级的增大而轻微降低。同时,研究了声压级、停留时间和气溶胶初始浓度等参数对声波团聚的影响。     

声波与喷雾对于飞灰颗粒团聚的影响

为了研究声波团聚的影响因素,以燃煤飞灰细颗粒作为声波团聚的实验对象,使用光学颗粒物粒径谱仪测量颗粒的粒径分布与浓度,主要研究了声波频率与喷雾对声波团聚的影响。结果表明：在声波的作用下,细颗粒浓度显著减少,且声波团聚效果对频率较为敏感;无论在高声压还是低声压级下,1400Hz的频率下能获得最佳的团聚效果;在加入喷雾后,颗粒物浓度显著减小,且随着喷雾量增大,颗粒物浓度越小;分析了喷雾增强团聚效果的机理：在加入喷雾后,细颗粒间的相对运动增强;同时喷雾颗粒增大了颗粒浓度,增大了细颗粒碰撞概率;此外,喷雾改变燃煤飞灰细颗粒的表面特性,使颗粒的表面黏性增大,有助于团聚体形成。     

煤燃烧过程颗粒物及其前驱体形成机制研究

煤粉燃烧产生的颗粒物是大气中PM的最为主要的来源。通过煤粉燃烧过程中煤粉成分、粒度组成和燃烧条件对PM2.5产生浓度、成分等特性进行必要的研究,找到了该煤种燃烧的前驱体,为后续除尘,降低PM排放打下了基础。     

化学团聚促进电除尘脱除PM_(2.5)的实验研究

燃煤排放细颗粒物是大气环境PM2.5增加的重要来源。采用燃煤热态实验系统,进行了在电除尘器入口烟气添加化学团聚剂以及协同脱硫废水蒸发处理促进电除尘脱除PM2.5的实验研究。实验考察了团聚剂添加前后PM2.5浓度及其粒度分布的变化,以及团聚剂浓度、添加点烟温、团聚剂溶液pH、烟气量、雾滴粒径等对PM2.5脱除效果的影响。结果表明,添加化学团聚液后,通过润湿作用、液桥力和吸附架桥作用可增强PM2.5之间的接触并促进团聚长大,PM2.5增大到原先的4倍左右,典型工况下电除尘器出口PM2.5浓度降低40%以上。增加团聚液浓度可促进PM2.5的脱除;适当降低团聚液pH有利于PM2.5的团聚。喷脱硫废水,电除尘器出口PM2.5浓度变化不大,加团聚剂后出口细颗粒物浓度降低。     

种子颗粒对声波团聚效率的影响

可吸入颗粒物PM10,尤其是细颗粒物PM2.5是影响空气质量的重要污染物,这些颗粒物粒径小、数目多、富集多种有害物质,在周围环境中可以存在很长时间,对人体健康和大气环境有很大影响.     

声波与化学团聚协同作用对转炉微细粉尘团聚的影响

针对转炉烟气中微细粉尘的难处理问题,采用声波与化学团聚协同处理方法,在蒸发冷却器内对转炉烟气粉尘进行预处理,以提高微细粉尘的除尘效率。采用单因素实验和正交实验方法研究了絮凝剂的种类[丙烯酰胺(PAM)、羧甲基纤维素钠(CMC)和黄原胶(XTG)]、絮凝剂浓度、声波频率、声波驻场时间等不同影响因素下的微细粉尘的团聚效果。单因素实验结果表明：三种絮凝剂的团聚效果由大到小依次为PAM>CMC>XTG,絮凝剂浓度为0.1 g/L时团聚效果最好,声波频率为33 KHz时作用效果较为显著,声波驻场停留时间为15 s时效果最佳;声波与化学团聚协同作用效果好于化学团聚和声波团聚单独作用效果。通过正交实验得出,当浓度为0.1 g/L、声波频率33 KHz、声波驻场停留时间15 s的条件下,团聚效果最显著,峰值粒径由原始的3.311 μm提升至43.59 μm,对应的静电除尘器的除尘效率可达到97%。研究成果可为提高钢铁工业烟气中微细粉尘的去除工艺开发提供可靠的基础数据,为工业烟气中微细粉尘的去除效率提高奠定了基础。     

细颗粒物凝并技术机理的研究进展

凝并技术是提高烟气中细颗粒物(PM2.5)去除效率的关键技术之一。凝并机理的研究有利于加深对细颗粒物凝并过程的理解,最大限度地提高PM2.5的凝聚速度,使PM2.5在较短的时间内团聚成大颗粒。本工作对电凝并、化学凝并和声凝并3种凝并效果显著的凝并技术机理进行概述,分别介绍了电凝并机理的核心电凝并系数方程,不同化学添加剂对颗粒的作用机制,同向运动、流体力学和声致湍流作用下的声凝并机理的发展现状。阐述了现有研究的不足,并提出在后续凝并机理的研究中,可利用高速显微摄像技术实时观测颗粒的凝并过程,对已有凝并机理进行验证及修正。同时还需考虑实际烟气成分对颗粒凝并的影响,进一步完善颗粒的凝并机理。     

细颗粒物的声凝并数值模拟研究进展

采用数值模拟方法研究细颗粒物的声凝并具有实验研究无法比拟的灵活性和经济性,是获得声凝并微观机理和宏观效果的重要途径之一。本文对国内外相关研究进展和现状进行评述,介绍了细颗粒物声凝并的同向作用机理、流体力学作用机理、声致湍流机理,阐述了声凝并数值模拟的区域算法、矩量法、蒙特卡罗方法,指出考虑各凝并机理之间的耦合,利用多重蒙特卡罗方法结合可视化编程技术,对声凝并过程进行可视化数值模拟是声凝并数值模拟研究的重要发展方向。     

喷雾对促进细颗粒物声波团聚的影响

以燃煤烟气为对象,实验研究了各参数对喷雾促进声波团聚的影响。结果表明,添加喷雾后,声波团聚效率提高了25%~40%。无论有无喷雾,声波团聚均存在相同的最佳频率,为1400 Hz左右。较低液气比时,团聚效率随液气比的增加而明显增大,但超过0.10后,团聚效率趋于稳定。添加喷雾时,团聚效率随停留时间的增加而提高,但达到4.2 s时基本达到最大值。分析了喷雾提高团聚效率的机理,在喷雾作用下,颗粒之间形成比范德华力更强的液桥力,增大了有效碰撞系数;同时,雾化液滴的加入为气溶胶团聚提供了种子颗粒,周围的细颗粒易与之发生碰撞团聚,使团聚效率提高。研究表明,喷雾方法可以大幅降低声波团聚工艺的操作能耗。     

Numerical investigation of spatially nonhomogeneous acoustic agglomeration using sectional algorithm

In the simulation of acoustic agglomeration, the conventional temporal model assumes spatial homogeneity in aerosol properties and sound field, which is often not the case in real applications. In this article, we investigated the effects of spatial nonhomogeneity of sound field on the acoustic agglomeration process through a one-dimensional spatial sectional model. The spatial sectional model is validated against existing experimental data and results indicate lower requirements on the number of sections and better accuracy. Two typical cases of spatial nonhomogeneous acoustic agglomeration are studied by the established model. The first case involves acoustic agglomeration in a standing wave field with spatial alternation of acoustic kernels from nodes to antinodes. The good agreement between the simulation and experiments demonstrates the predictive capability of the present spatial sectional model for the standing-conditioned agglomeration. The second case incorporates sound attenuation in the particulate medium into acoustic agglomeration. Results indicate that sound attenuation can influence acoustic agglomeration significantly, particularly at high frequencies, and neglecting the effects of sound attenuation can cause overprediction of agglomeration rates. The present investigation demonstrates that the spatial sectional method is capable of simulating the spatially nonhomogeneous acoustic agglomeration with high computation efficiency and numerical robustness and the coupling with flow dynamics will be the goal of future work.

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基于积分近似矩量法的声波团聚数值模拟

引言 目前我国在控制粉尘排放方面取得了较好的成效,燃煤锅炉等工业排放的烟气粉尘总浓度一般均能够满足国家排放标准.但是,现广泛采用的静电除尘设备、旋风分离器等均难以除去烟气中的超细颗粒[1].     

基于吸引子比较法的卧式搅拌床反应器声发射故障诊断

在卧式搅拌床反应器丙烯聚合工艺中,结块是严重影响装置长期稳定运行和产品质量的隐患之一。本文以时域分析的角度,提出了一种基于吸引子比较法的声发射结块检测技术。该方法通过比较当前状态与正常状态的声发射信号,并借助统计量S值对两个时间序列的分布进行检验,从而判断两者是否由同一机理产生。当S<3时,则表明当前状态为正常;当S>3时,则表明反应器内有95%的可能性发生了结块。冷模实验结果表明,在合理选择传感器位置的前提下,通过对原始声发射信号进行消噪、归一化等预处理后,吸引子比较法能够灵敏地检测出卧式搅拌床反应器内粒径分布的细微变化,继而预警结块的发生。     

Simulation of acoustic agglomeration processes using a sectional algorithm

The two primarily noted mechanisms for promoting aerosol agglomeration in acoustic systems are added to a sectional algorithm (MAEROS) for aerosol dynamics. Rigorous comparisons of the relative validity of these mechanisms in predicting experimental results do not exist in the literature. In this work, a comprehensive tabulation of experimental data is provided. These data are discussed from the perspective of the modeling complexity required to evaluate the basic acoustic agglomeration mechanisms. Then, for a selected subset of the experimental results, detailed comparisons are made between the experimental and computational results. The computational results indicate that the individual basic mechanism proposed for acoustic agglomeration may appear to work for some limited ranges of experimental investigations, but are still quite far from being considered robust.     

流化床反应器结块故障的声纹特征提取及监测技术

流化床反应器的物料结块故障不仅影响产品质量,严重的还会影响生产。为了监测流化床反应器的物料结块故障,提出了一种基于压电声波传感器和声纹特征提取的故障监测方法。在流化床外壁粘贴压电陶瓷声波传感器,采用长屏蔽电缆电荷传输和音频采样方式,监测流化床内物料撞击床壁的声波信号。分析了正常颗粒物料和物料结块情况下声波信号的时域波形、功率谱和声纹特征,重点比较了正常信号和故障信号声纹特征的稳定性和可区分度。通过提取声纹特征,运用神经网络模型实现了对物料结块故障的准确监测。用不同位置声波传感器的感测信号验证故障监测模型的结果验证了这种方法具有较高的时空域鲁棒性。用不同信号抽取率对原始信号进行了重采样,对重采样数据分别进行了声纹特征提取、监测模型的训练和检验,结果表明适当降低信号采样率不影响流化床物料结块的监测结果。为流化床物料结块故障监测问题提供了一种新的系统结构和实现方法。