新型干式微孔过滤除尘器控制黑烟污染的实验研究

摘要

我国是目前世界以煤为主要能源的国家之一，工业燃煤陶瓷窑炉在煤的燃烧过程中会产生大量的黑烟。黑烟的主要成分是炭黑，造成了严重的大气污染。炭黑粒径较小，并具有疏水性的表面。由于炭黑的特殊性质，传统的烟尘治理技术难以有效去除炭黑。 本论文首先从炭黑粒子产生的机理出发，对炭黑的物理化学性质作了深入的研究，为后面黑烟的去除作好准备。在对炭黑特性的详细研究、阅读大量文献的思考后提出了一种去除炭黑的新方法：对传统袋式除尘器进行改造、更新，采用陶瓷质微孔管代替传统的纤维滤料，研制开发出一种新型干式微孔过滤除尘器，用干法过滤去除黑烟。 微孔陶瓷具有很好的化学稳定性和热稳定性，且机械强度高，刚性大，不容易外形变化和孔径变型，气孔分布均匀，使用寿命长，再生、清渣简易，维修方便，运行费用低。可以代替棉布、丝织物、塑料、贵金属网等滤材。价格低，并消除了这些滤材存在的缺陷，从而提高生产效率，降低生产成本，取得显著的经济效益。微孔陶瓷的这些优异性能，使它在化工、石油、冶金、机械、炼油、纺织、医药、食品、酿酒、火电、电镀、核工业等行业中广泛用于扩散、吸收、混合、流态化、过滤等操作。还可用作催化剂载体。在环保领域中，更显出微孔陶瓷在治理“三废”方面的独特功能和使用价值。 本实验通过对微孔陶瓷干法过滤除尘器的研究，了解并介绍了微孔陶瓷滤料的基本性质。通过在不同的入口粉尘浓度和过滤速度的状态下对该设备进行测试，对风量、反吹时间等的具体操作方式进行了调整，让整个设备工作方式更加合理。并对反吹，粒径分布，分级效率等问题做了更加深入的研究和探讨。同时对设备本身的压力损失等工作情况做了初步的校核和测量，以供参考。

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论文说明：图表目录

声明

第1章绪论

1.1课题背景以及实验目的

1.1.1我国的大气污染现状

1.2工业燃煤陶瓷窑炉的主要污染物及其危害

1.2.1黑烟简介及其危害

1.2.2粉尘及其危害

1.2.3硫氧化物SOx及其危害

1.2.4氮氧化物NOx及其危害

1.3黑烟的形成的相关问题

1.3.1黑烟是能源浪费产生的结果

1.3.2产生机理

1.3.3燃烧过程中炭黑粒子的生成机理

1.4影响控制燃煤窑炉产生黑烟的因素

1.4.1煤种的差异

1.4.2空气供应量

1.4.3空气与煤挥发分的混合状况

1.4.4炉温

1.4.5燃烧时煤的挥发分停留时间

1.5现阶段消除黑烟的技术

1.5.1主要技术简介

1.5.2治理难点

1.5.3发达国家对工业陶瓷窑炉的污染控制

1.6黑烟消除的新思路及研究方法

1.6.1课题的目的和意义

1.6.2根据炭黑性质特点提出去除黑烟的新方法

1.7研究内容

第2章微孔陶瓷的介绍和研究

2.1微孔陶瓷材料的制备工艺

2.1.1挤压成型工艺

2.1.2颗粒堆积工艺

2.1.3发泡工艺

2.1.4添加造孔剂工艺

2.1.5通过多孔模板复制形成气孔的制备工艺

2.1.6溶胶—凝胶工艺

2.1.7升华—干燥工艺

2.1.8凝胶注模成型技术

2.2微孔陶瓷材料的应用

2.2.1熔融金属过滤材料

2.2.2催化剂载体

2.2.3隔热材料

2.2.4作为布气材料

2.2.5食品、医药行业用微孔陶瓷材料

2.2.6生物工程材料

2.2.7辐射活化材料

2.3微孔陶瓷管的性能设计

2.3.1孔径

2.3.2渗透量

第3章炭黑的性质

3.1实验仪器与设备

3.2炭黑的外观

3.3炭黑的组成

3.4炭黑的堆密度

3.5粒径分布

3.6炭黑的比表面积

3.7炭黑的润湿性

3.8炭黑的安息角

3.9炭黑的粘附性

第4章新型干式微孔过滤除尘器的性能实验及炭黑去除效果的研究

4.1新型干式微孔过滤式除尘器简介

4.1.1袋式除尘器工作原理

4.1.2袋式除尘器技术特点

4.1.3影响袋式除尘器效率和寿命的因素

4.2新型干式微孔过滤除尘器

4.2.1研发除尘器的原则

4.2.2新型干式微孔过滤除尘器性能特点

4.2.3新型滤料—微孔陶瓷

4.3实验方法及结果分析

4.3.1实验装置与设备

4.3.2滤料空载压降实验

4.3.3模拟新滤料荷尘实验

4.3.4设备质量除尘效率测试

4.3.5设备分级除尘效率测试

4.3.6新型干式微孔过滤除尘器的清灰

结论

参考文献

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

致谢