湿式密集纤维栅的粉尘过滤性能研究

摘要

湿式过滤是现代工业粉尘净化中十分重要的技术手段。本文在常规纤维层湿式粉尘净化技术的基础上，改变纤维层内部纤维排列结构，使之成为同向竖直的纤维束结构，组合构成一种高效低阻、不积尘、易清洗的新型过滤层——密集纤维栅，该类过滤层对5μm以下粒径的呼吸性粉尘捕集效率可达90％以上。在湿式除尘过程中，密集纤维栅内纤维丝均为同向竖直平行排列，更便于粉尘被冲洗液（水）捕获并带走，对整个粉尘净化过程的效率和能耗稳定性有非常大的提高。
　　根据提出的基本假设和等效假设，建立起粉尘粒子密集纤维栅湿式过滤模型，并推导出湿式密集纤维栅的分级净化效率理论式和净化阻力理论式。针对捕集体对粉尘因液滴、雾气和溅射而造成的复杂的过滤过程，提出冲洗液（水）均匀分布于纤维丝表面流动并形成当量过滤体的等效假设，使之简化为一个较为简单的过滤过程，并据此建立模型进行理论分析。
　　在理论分析的基础上，优化改造实验台，设计并进行正交试验和常规实验，通过正交试验确定各影响因素的最优组合，根据常规实验确定最优过滤组合的条件范围，并分别对分级效率和净化阻力理论值与实验值比较分析，进行必要的无量纲相似修正和系数确定。
　　依据理论分析和实验验证，得到较为完整的粉尘粒子密集纤维栅湿式过滤的研究成果，并据此给出了初步的净化设备样机设计。本文的研究工作属于国家自然科学基金项目内容，基金项目名称为:气溶胶粒子湿式增强过滤净化机理的等效类比研究，编号为:51274127。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的意义和目的

1．2 国内外研究现状概述

1．2．1 除尘技术的现状

1．2．2 国内外湿式过滤技术的发展

1．3 湿式过滤除尘理论

1．3．1 湿式除尘的原理

1．3．2 密集纤维栅的优点

1．4 研究的主要工作

1．5 本章小结

第2章 湿式密集纤维栅粉尘净化的理论研究

2．1 单根纤维过滤机理

2．1．1 拦截效应

2．1．2 惯性碰撞作用

2．1．3 扩散效应

2．1．4 三种过滤机理的综合作用

2．2 湿式密集纤维栅粉尘净化效率

2．2．1 振动对密集纤维栅影响的分析

2．2．2 水在纤维上的等效存在

2．2．3 理论假设

2．2．4 净化效率理论式

2．3 湿式密集纤维栅粉尘净化阻力

2．3．1 气体绕流纤维时的阻力

2．3．2 净化阻力理论式

2．4 等效物理量的分析与计算

2．4．1 物理量的计算

2．4．2 湿式净化理论式的分析

2．5 本章小结

第3章 实验台搭建和参数测定

3．1 湿式通风除尘系统

3．1．1 实验装置

3．1．2 密集纤维栅的加工制作

3．2 参数测定

3．2．1 风管入口集流器校正

3．2．2 密集纤维栅充填率的测定

3．2．3 硅微粉物性测定与分析

3．2．4 密集纤维栅中喷雾充填率的测量

3．2．5 净化主体段局部阻力校正

3．2．6 净化效率及阻力的测量分析

3．3 本章小结

第4章 湿式密集纤维栅粉尘净化实验研究

4．1 正交试验

4．1．1 正交试验方案设计

4．1．2 正交试验结果与分析

4．2 常规实验

4．2．1 常规实验目的

4．2．2 常规实验净化效率结果分析

4．2．3 常规实验净化阻力结果分析

4．3 本章小结

第5章 理论计算值与实验值的比较

5．1 分级净化效率理论值与实验值的比较

5．1．1 效率理论值与实验值的比较

5．1．2 理论式等效假设的修正

5．1．3 净化效率修正式适用范围

5．2 净化阻力系数CD的确定

5．2．1 阻力系数CD的描述

5．2．2 阻力系数CD与雷诺数Re的关系

5．2．3 净化阻力式的适用范围

5．3 本章小结

第6章 湿式密集纤维栅除尘器初步设计

6．1 设计原则

6．2 除尘器的结构形式

6．3 除尘器的工作原理

6．4 参数选择

6．4．1 过滤系统参数选择

6．4．2 喷雾系统参数选择

6．4．3 脱水系统参数选择

6．5 运行维护

6．6 本章小结

结论及展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢