蒸汽相变协同湿法烟气脱硫系统中烟气温湿度变化特性

以燃煤锅炉产生的含尘热烟气为对象,针对石灰石-石膏法湿法烟气脱硫(wet flue gas desulfurization,WFGD)工艺,采用Vaisala-HMT337型温湿度变送器等测试仪器,考察了脱硫操作条件对脱硫净烟气温湿度的影响规律;借助MATALBA软件计算分析了脱硫净烟气与蒸汽在脱硫塔顶部的相变室内混合过程中过饱和水气环境的形成规律.研究结果表明:脱硫塔出口净烟气相对湿度随液气比和脱硫浆液温度的增大而提高,净烟气温度随液气比的增大而降低、随浆液温度的升高而升高;添加蒸汽后混合烟气的过饱和度随脱硫净烟气相对湿度和蒸汽添加量的增加而增大,随脱硫净化烟气温度的升高而减小.通过优化脱硫操作条件辅以添加适量蒸汽,可以在脱硫塔顶部的相变室建立细颗粒物凝结长大所需的过饱和水气环境,促进细颗粒物核化凝结长大并脱除.     

双层结构滤袋除尘器的效能分析与结构优化

为提升袋式除尘器的处理能力,研究了内外筒式双层结构滤袋的效能,提出了一些设计及优化双袋除尘器结构的措施。采用数值计算的方法对普通单筒滤袋除尘器和由其改造而成的双袋除尘器的内部流场进行了理论模拟研究。结果表明:双袋较普通单筒滤袋处理能力有所增加,但增加比例低于其过滤面积的增加比例,双袋内部滤袋单位过滤面积所处理的风量低于外部滤袋;内滤袋未被充分利用,其利用率最高为64.08%,高径比小于50∶1的内滤袋,利用率较高;提高袋室入口距离滤袋底部的垂直高度或在除尘器内部设置导流装置可以提高内滤袋的利用率。     

粗糙度对水汽在细颗粒表面异质核化影响的数值模拟

为研究水汽在细颗粒物粗糙表面上的异质核化特性,基于Fletcher经典核化理论、分子运动学理论等提出了一个考虑水汽分子表面扩散机制、线张力、粗糙度的异质核化模型,并将理论预测的临界过饱和度与已有的实验值进行对比,验证了模型的有效性。采用数值模拟的方法,研究了线粗糙度因子、表面粗糙度因子对临界成核自由能、成核速率、临界过饱和度的影响规律。研究结果表明：与表面光滑的细颗粒物相比,粗糙表面的细颗粒物与水汽间的微观接触角更小,细颗粒物的润湿性更好,更易于发生异质核化凝结;在线张力为负时,细颗粒物的表面越粗糙,其成核自由能和临界过饱和度越小,成核速率越大,有利于水汽分子在细颗粒物表面发生异质核化;表面粗糙度因子比线粗糙度因子对水汽在细颗粒物表面异质核化凝结的影响更大。     

覆尘滤袋综合渗透率的分形求解

基于分形理论计算滤袋及滤饼构成的综合渗透率,描述其渗流特性。结合滤饼扫描电镜实验与图像处理技术分析滤饼孔隙结构;利用改进的毛细管模型近似模拟滤饼孔隙通道,根据流体动力学原理得到了滤饼渗透率的分形表达式,并由达西定律计算得覆尘滤袋综合渗透率,并用其对袋式除尘器流场压力分布进行数值模拟。结果表明,滤饼孔隙结构具有自相似特点。覆尘滤袋综合渗透率为(1.615~4.784)×10?12 m2,模拟所得的滤袋内外压差与实验结果的相对误差小于26%。覆尘滤袋综合渗透率计算方法合理,可较好地描述复合多孔介质的渗流特性。     

喷动床粉体混合机混合性能的数值模拟

喷动床中粉体的混合本质上是气固两相流动问题,为研究喷动床中粉体的混合性能,采用数值模拟的方法,研究了直径为165μm的同种淀粉颗粒在喷动床混合机中的混合过程及运动行为规律.研究结果表明:在喷动床混合机中,粉体的运动区域主要包括喷射区、喷泉区和环隙区,粉体的混合主要发生在喷泉区;粉体在喷动床中循环运动的周期约为9.4 s...     

袋式除尘器进风风道流场分析及优化

进风风道作为袋式除尘器的重要组成部分,其结构直接决定气流流动与分布状态,进而影响各袋室处理风量。针对袋式除尘器进风风道内各袋室分风量不均匀问题,建立袋式除尘器进风风道CFD参数化模型,依据均分管理论,选取进风管道口面积、袋室入口面积、进风管道口速度为影响因素进行流场数值模拟。结果表明:在研究的3个因素中,对气流均匀性影响最大的因素为进风管道口面积,其次为袋室入口面积,最后为进风管道口速度;在此基础上,采用调整袋室入口面积的措施来优化流场分布,优化后各袋室分风量的最大流量偏差值从23.60%减小至-12.52%,各袋室单元流量分配获得极大改善。     

颗粒形状对包衣设备内药片颗粒运动特性影响的数值模拟

为研究颗粒形状对包衣设备内药片颗粒运动特性的影响,基于离散单元法及自行编写的喷雾区颗粒检测算法,采用数值模拟的方法对五种不同形状(棒状、长椭球、扁椭球、双凸形和球形)的药片颗粒在包衣设备内的运动行为规律进行了研究。分析了颗粒形状对颗粒系统的能量、床面颗粒平动速度、颗粒温度及颗粒流在喷雾区域停留时间的分布及其相对标准差的影响。结果表明,颗粒形状对颗粒的平均动能、颗粒床面速度、颗粒温度、喷雾区域停留时间分布及颗粒间包衣均匀性有重要影响。除双凸形颗粒系统外,对于其他四种形状的颗粒系统,随着颗粒球形度增大,颗粒系统具有的动能、床面速度和颗粒温度均呈减小趋势。除棒状颗粒系统外,对于其余四种形状的颗粒系统,随着颗粒球形度增大,颗粒系统在包衣喷雾区域内平均停留时间减小,平均停留时间的相对标准差增大,包衣均匀性变差。与球形颗粒系统相比,非球形颗粒系统的包衣均匀性更好;药片颗粒形状对包衣设备内颗粒运动特性及颗粒之间的包衣均匀性有重要影响。     

面向袋式除尘器的大数据挖掘 XGBoost 优化算法研究

袋式除尘器在产品生命周期不同阶段,包括设计、仿真、制造、测试实验以及运维等阶段都会产生大量数据,挖掘产品大数据与其运行特性之间复杂、非线性、耦合的内在关联,为解决袋式除尘器行业设计创新、运维优化等关键共性技术提供新思路。针对袋式除尘器大数据特点,提出了一种用于袋式除尘器滤袋破损在线监测的大数据挖掘XGBoost模型,研究了基于蚁群算法的XGBoost模型参数优化方法。研究结果表明,与随机森林、BP网络挖掘模型相比,XGBoost优化模型方法准确度高,识别速度快,可解释性强。     

基于分子运动学的水汽在细颗粒表面异质核化的数值模拟

为研究过饱和水汽在细颗粒表面异质核化特性,准确预测成核参数,基于分子运动学异质核化理论建立了过饱和水汽在燃煤细颗粒表面异质核化的运动学模型。数值分析了液滴晶核长大过程中水汽分子和水分子两种扩散凝结机制对晶核长大的促进作用及其相对重要性,数值预测了水汽过饱和度和宏观接触角对成核速率的影响;数值计算了不同温度和宏观接触角下细颗粒的临界过饱和度。结果表明：当液滴晶核尺寸小于临界晶核半径时,颗粒表面吸附水分子扩散凝结速率与水蒸气分子直接扩散凝结速率的比值大于100,颗粒表面吸附水分子的扩散凝结机制对晶核长大起主导作用。提高水汽过饱和度或减小宏观接触角均可显著提高液滴晶核的成核速率;成核速率随水汽过饱和度增大呈指数型增长。提高气相主体中水汽温度或减小细颗粒物的宏观接触角均可显著降低异质成核的临界过饱和度;对于粒径小于0.1 μm的细颗粒物,随着细颗粒粒径的增大,异质核化的临界过饱和度显著减小。     

侧进风袋式除尘器分风屏组合优化设计

为了更好的提高侧进风袋式除尘器的分风均匀性并降低袋室运行阻力,以分风屏的布局,开孔率为研究对象,通过拉丁超立方实验,径向基神经网络模型(RBF)与退火模拟算法(ASA)和序列二次规划法(NLPQL)的组合优化算法,在Isight集成优化平台上,对其完成了协同优化。结果表明:优化模型与原模型相比分风均匀性改善了10.17%,阻力降低了3%;分风屏能有效减少迎风面滤袋的气流速度,提高滤袋寿命;采用组合优化的方法能为侧进风袋式除尘器研究设计提供有效参考。