露天储煤场落煤塔粉尘污染机理和控制技术数值仿真研究

摘要

本论文主要针对中煤集团平朔分公司四个选煤厂的煤尘主要污染源—落煤塔进行研究,结合气固两相流理论,运用数值模拟软件,分析出露天储煤场落煤塔煤尘污染的产尘机理和逸散规律。研究发现,落煤塔的粉尘污染主要由落煤塔上方转载皮带落煤时,引入塔内一部分的诱导风,称其为一次诱导风,煤流在下落过程中,在重力加速度的作用下不断加速,高速下落的煤流表面形成负压层,于是从塔顶和塔壁上的落煤口挡板漏缝引入二次诱导风,初次诱导风和二次诱导风叠加在落煤塔内形成高压气流,在落煤口落料时,塔内飞扬风尘随高压气流喷出。针对这种情况,提出局扇和喷淋塔联合布置的储煤场落煤塔除尘技术,通过建立基于诱导风流机制下的多相流数学模型,采用拉格朗日数值模拟方法,找出除尘效率的影响因素并进行定量分析。数值模拟结果和治理后的实测均证实了落煤塔的除尘方案是有效可行的。上述研究方法和结论对于各大矿区,火力发电厂,化工厂等露天储煤场的粉尘治理有参考和借鉴作用。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 粉尘的危害

1.2 课题研究背景

1.2.1 平朔公司简介及生产能力

1.2.2 选煤厂生产工艺

1.2.3 储煤场落煤塔粉尘产生原因及污染现状

1.2.4 储煤场落煤塔粉尘治理存在的主要问题

1.3 论文的主要研究内容和意义

1.3.1 论文的主要研究内容

1.3.2 论文的研究意义

2 国内外研究概况

2.1 气固两相流数值模拟研究

2.1.1 欧拉两流体方法

2.1.2 欧拉-拉格朗日方法

2.1.3 拉格朗日-拉格朗日方法

2.2 气固（气体-颗粒）两相流数学模型

2.2.1 无滑移模型

2.2.2 小滑移模型

2.2.3 滑移-扩散的颗粒群模型

2.3 湍流两相流动的直接模拟和大涡模拟

2.4 小结

3 数学模型的建立

3.1 粉尘扩散过程分析应用基本定律

3.2 粉尘颗粒运动气固两相流模型

3.2.1 颗粒相的拉格朗日模拟

3.2.2 气固相间阻力系数

3.2.3 边界条件

3.3 小结

4 选煤厂落煤塔的粉尘逸散规律和污染机理

4.1 落煤塔的粉尘污染机理

4.2 落煤塔的粉尘污染动态变化过程模拟

4.3 小结

5 落煤塔粉尘控制技术

5.1 落煤塔除尘方式的选择

5.2 落煤塔的除尘设计

5.2.1 落煤塔内外设喷雾的合理性

5.2.2 喷淋塔的布置方式

5.3 小结

结论

展望

参考文献

作者简历

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