
過濾淨化是環境科學領域存在的較為重要的問題,對粉塵進行過濾淨(jìng)化(huà)存在(zài)著(zhe)過(guò)濾介質隨捕(bǔ)集(jí)粉塵的沉積,過濾介(jiè)質壓力損失及(jí)能耗隨過濾時間劇烈(liè)增加,過濾介(jiè)質(zhì)需經常清(qīng)灰及更(gèng)換等問題,提高粉(fěn)塵捕集效率(lǜ)、優化過濾運行過程、降低過濾運行成(chéng)本,減少能耗,研發、低阻、易清灰的新型過濾介質是多年來眾多學者及科研工作者的追求目標。為此,我(wǒ)們研究重點為減少工業粉塵過濾壓力(lì)損失及優化選擇過(guò)濾材料等問題。主要(yào)研(yán)究內容及研究結果包括:
(1)考慮了粉塵顆粒(lì)在過濾介質中的沉積(jī),根據質量守恒定律,建立了(le)粉塵濃度在纖維過濾介質分布的數學模型,分(fèn)別在單纖維捕集係數固定不變及隨粉塵沉積質量變化兩種情況下,對(duì)粉(fěn)塵濃度分布數學模型進行了理論(lùn)求解,得出了非穩(wěn)態捕集效率的理論計算公式,傳統過濾理(lǐ)論捕集效率計算(suàn)公式(shì)為本模型理(lǐ)論的特例,通過相(xiàng)關實驗研究分(fèn)析,證明了本數學模型的兩種理論求解結果,雖然在形式上有所不同,但計算結果基本一致。
(2)通過對傳(chuán)統過濾(lǜ)效率理論計算公式中各影響因素進行分析計算(suàn),獲得大量的數據(jù),並對其進行回歸統計分析,得出了捕集效率計算的經驗模型,以便於預測及評價過濾介質的捕(bǔ)集效率,為計算多分散粉塵顆粒捕集總效(xiào)率,提供了計算方法及途徑。
(3)建立非穩態壓力損失的機理及經(jīng)驗模型,通過對國產纖維濾料的性能測(cè)試研究,對模型進行驗證,為國產濾(lǜ)料應用於粉塵控製,積累了研究數據及資料。
(4)在(zài)假設條件下,開發可視化粉塵顆粒物在纖維濾料中沉(chén)積的計算機仿真模擬程(chéng)序,模(mó)擬粉塵沉積及(jí)過濾過程(chéng),研究濾料及粉塵顆粒物特性與過濾性能之間的相互關係,對模擬實驗結果與實(shí)測結果進行對比,取得必要的修正(zhèng)及參數,便可利用計算機模擬研究替(tì)代實驗進行過(guò)濾介質的優化選擇及設計。
(5)通過建立的計(jì)算機隨機沉積模型,采用計算(suàn)機(jī)進行大量的計(jì)算,研究不同粒徑的顆粒物沉積與不同纖維直徑(jìng)及間距的互相(xiàng)關係(xì)等問題,為濾料結構(gòu)的合理設計創立(lì)條件,為開發新型濾料提供理論依據。通(tōng)過計(jì)算(suàn)機模擬(nǐ)分析,得出了粉塵粒(lì)徑、纖維直徑(jìng)及(jí)過濾介質填充率與捕集效率和壓力損失的(de)相關關(guān)係,提(tí)出梯度濾料具有(yǒu)較好的過濾特性(xìng)的(de)濾料設計思想。
(6)對計算機模擬形(xíng)成的粉塵層,引入分(fèn)形理論,研究單分散和多分散粉塵顆粒群的幾何特征,用分形維數這一簡單的數值,表征複雜的粉塵顆粒物(wù)沉積(jī)群的形態,研究粉塵層的(de)孔隙率與其(qí)粒徑及(jí)分形維數的關係,探討粉塵分維數在粉塵控製技術中應(yīng)用的可行性及應用途經。
(7)將新的濾料設計思想應用於新型濾料研發中,研製出具有、低阻及易清灰特性的梯度濾料,其壓力損失低於覆膜濾料。並將其應用於電廠過濾除塵係統中,解決了過濾運行中能耗過大的問題,為袋式過濾除塵器應(yīng)用於電廠除塵中積累了經驗(yàn)。