基于响应曲面法的DPF捕集性能多目标优化

以提高整体捕集性能为目的开展柴油机颗粒捕集器(DPF)结构参数多目标优化设计,利用GT-Power建立DPF捕集模型,通过发动机台架试验验证了仿真模型的可靠性。以最大压降和初始过滤效率为优化目标,以孔隙率、孔直径、壁厚、过滤体长度和直径5个结构参数为优化变量,基于Box-Behnken试验设计方法构建了DPF捕集性能二阶响应面模型,通过三维响应面图对结构参数显著性与交互作用进行仿真分析,采用满意度函数法进行多目标参数优化。结果表明,孔直径对最大压降的影响较小,较小的孔隙率与壁厚、较大的过滤体直径有利于降低DPF最大压降,而适当增大过滤体直径与壁厚可提升DPF初始捕集效率。协同优化后的DPF压降较优化前下降51.34%,优化后的DPF初始过滤效率趋近于100%。

CO_(2)捕集液物性对其捕集性能的影响分析

针对胺溶液和离子液体两类CO_(2)捕集液,通过调研分析和模拟仿真,研究了各项物性对其捕集能力的影响。在胺溶液方面,使用Aspen Plus对MEA、MDEA和MEA/MDEA混合溶液的CO_(2)捕集过程进行了建模和仿真。结果显示,温度升高,MEA溶液的吸收能力有一定增强,但超过50℃后影响减小;随着浓度增加,MEA溶液吸收能力逐渐增强,温度的影响越来越弱;对于MDEA溶液,随着浓度增加,吸收能力增强,但浓度达到32%左右后变小,同时随着温度升高,吸收能力下降;对于MEA/MDEA混合溶液,在混合比例为2:1时,吸收能力最强,10~40℃时吸收能力随温度先上升后下降,在约25~30℃时达到最大值。在离子液体方面,通过理论分析和文献调研,全面分析并总结了离子液体物性(温度、液体黏度、液体密度与比热容等)对其CO_(2)捕集能力的影响。研究结果对于开发性能更优的CO_(2)捕集液具有重要指导意义。

省煤器灰斗结构对飞灰颗粒捕集性能影响研究

为探究省煤器灰斗结构对烟气飞灰颗粒捕集效率的影响,设计搭建冷态物理模型,比较研究2种不同跨度结构灰斗的流场分布和对飞灰颗粒(细灰颗粒和大颗粒)在不同位置下的捕集效率。试验结果表明,灰斗对细灰颗粒的捕集效率随流速的增大而增大,扩容灰斗可显著提高中间位置进料时细灰的捕集率;灰斗对大颗粒灰的捕集效率均随烟气流速的降低而有所提高,颗粒分别从左侧、中间和右侧进料时,灰斗的捕集效率呈现出先上升后下降的趋势。扩容灰斗由于内部流场相对均匀,流速较低,利于飞灰颗粒的分离,对细灰和大颗粒灰的捕集效率均好于常规灰斗。

废弃蛋壳源高性能钙基吸收剂的制备及其碳捕集性能

基于食品工业废弃蛋壳,本文利用不同有机酸反应制取乙酸钙、柠檬酸钙及葡萄糖酸钙共三种蛋壳源有机钙。在高温固定床反应器及热重分析仪上研究了不同前体所制成钙基吸收剂的碳循环捕集性能及碳酸化特性。进一步通过XRD分析了不同钙基吸收剂的物相组成,通过N2吸附仪及SEM分析了循环前后钙基吸收剂结构特性及微观形貌的变化。结果表明,在三种蛋壳源有机钙中,葡萄糖酸钙所制成的钙基吸收剂具有较高的反应活性和相对最佳的碳捕集性能,首次碳酸化转化率高达85.33%,其钙基吸收剂相比其他吸收剂晶粒更小,20~100nm孔径范围内的孔隙较为发达,具有相对较强的抗烧结能力。经过20次循环实验发现,随着循环次数的增加,几种钙基吸收剂小颗粒均团聚烧结成大颗粒,造成孔隙结构缺失,孔隙率降低,影响其后续碳捕集性能。

电压、流速和温度对外涡型静电旋风除尘器捕集性能的影响

为了提高旋风除尘器的除尘效率,在传统旋风除尘器的基础上添加电晕极,利用GAMBIT软件构建外涡型静电旋风除尘器(ECP)网格模型。探究了在不同工作电压、烟气流速和温度下,ECP对亚微米颗粒除尘效率的变化规律。结果表明,随着工作电压的增大,以及烟气流速和温度的降低,ECP除尘效率呈现出逐渐增大的趋势,但捕集性能的提升幅度在低工作电压、低烟气流速和低温下更明显。

铝工业CO_(2)捕集剂开发及应用

以伯胺和烯胺为原料,采用复合法制备高效复合型CO_(2)捕集剂,通过FT-IR、离子分析初步判断捕集剂与CO_(2)反应前后药剂变化。并通过优化工艺参数,明确最佳捕集剂浓度、反应温度、组分配比、烟气浓度。最佳工艺条件为:高效复合型捕集剂浓度30%、进气浓度20%、反应温度30℃,此时捕集效率达到99%以上,有效捕集时间达到300 min,高温再生后可实现捕集剂循环使用。

磁场形式及参数对单纤维捕集钢铁行业粉尘中PM2.5性能影响

目前钢铁行业已成为大气污染防治的重点,为解决现有钢铁行业对于PM2.5细颗粒难以捕集的难题,实现粉尘的超低排放.基于CFD-DPM(computational fluid dynamics-discrete phase model)方法对磁性纤维产生的磁场以及高梯度磁场等不同磁场形式下单纤维对钢铁行业捕集PM2.5性能的影响进行研究,通过X射线衍射图谱分析可知钢铁行业生产过程产生的粉尘因含有Fe3O4以及单质Fe而具有磁特性,进而提出了利用磁场来增强单纤维捕集PM2.5性能的方法.计算结果表明,在运动轨迹方面,磁性纤维产生的磁场会在纤维周围形成引力区,高梯度磁场会在纤维周围形成2个引力区和2个斥力区;在捕集性能方面,当粉尘粒径dp为0.5~1.0μm,入口风速v≤0.2 m·s-1时,高梯度磁场下磁性纤维的捕集能力要强于单一磁性纤维的捕集能力,若磁场强度H=0.5 T,磁感应强度B=0.01 T,v=0.1 m·s-1,高梯度磁场可以使单纤维的捕集效率提高为传统单纤维捕集的28.32倍,若B=0.01 T,v=0.1 m·s-1,磁性纤维产生的磁场可以使捕集效率提高为传统单纤维捕集的4.037倍;在磁性纤维产生的磁场中,当磁感应强度B≥0.03 T时,磁性单纤维对PM2.5的捕集效率随着入口风速的增加而减小,后趋于稳定,当B<0.03 T时,捕集效率随入口风速逐渐减小;捕集效率随粉尘粒径的增加而增大.而对于高梯度磁场,单纤维对PM2.5捕集效率同样随着入口风速的增加而减小,当v>0.4 m·s-1时,捕集效率为0,B越大,捕集效率下降越快;捕集效率随着粉尘粒径增大呈现先增加后减小的趋势.

微粒捕集器捕集性能及再生技术研究

针对微粒捕集器捕集性能和再生中存在的问题,通过GT Power软件建立微粒捕集器捕集性能仿真模型和喷油提温再生仿真模型,分析通道密度和过滤壁渗透率对捕集性能的影响,并从喷油率与补气率的配比上对微粒捕集器进行提温优化。结果表明,通道密度CPSI值越大,初始捕集效率越高,压降越大;过滤壁渗透率对捕集效率的影响不大,过滤壁渗透率越大,压降越小;通过优化喷油率和补气率配比后提温时间缩短了49 s,峰值温度提高了21.81 K,更有利于微粒捕集器的再生。

柴油机微粒捕集器的发展现状与趋势探析

柴油机微粒捕集器在环保问题和低排放方面发挥着重要的作用。捕集器的捕集效率和再生能力是衡量捕集性能的重要指标。本文从微粒捕集器的材料选择和再生的角度出发,分析了我国柴油机微粒捕集器的发展现状,找出了在此领域的不足,并探讨了柴油机微粒捕集器的发展趋势。

基于NSGA-Ⅱ与RBF神经网络的DPF结构参数优化

为降低某型号柴油机颗粒捕集器(DPF)在运行过程中的流动阻力,并使其保持较高的捕集效率。采用试验设计方法抽取代表性样本集,并分析影响因素对DPF捕集性能影响的显著性。利用径向基函数(RBF)神经网络构建所选变量与目标函数映射关系代理模型,并结合第二代非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)与结合熵权的优劣解距离排序法(TOPSIS)得到关于目标函数的一组最优解。结果表明:该型号DPF平均压降降低了14.58%,且DPF平均捕集效率保持99%以上。

用于铝压延厂房油雾控制的环吸式排风罩设计方法

环吸式排风罩是针对铝压延加工工艺油雾散发特征而提出的一种高效捕集设备,可以大幅降低系统风量,从而减少能耗和降低碳排放量,但目前仍缺乏此类排风罩的通用设计方法。本文选取10个铝压延车间铝冷轧机及排风罩为研究对象,探究了不同轧机尺寸组合下排风罩罩口处污染物扩散断面尺寸和排风罩捕集性能,通过回归分析得到了排风罩罩口设计尺寸和设计风量的计算方法,可供工程设计人员参考。

不同烟气流速下线板式电除尘器中磁场效应验证

为进一步提高线板式静电除尘器(ESP)的除尘效果、减少细微颗粒物随烟气的逃逸,将磁场引入其中,模拟了特征颗粒粒径2.5μm、工作电压50 kV条件下的除尘效率,探究了不同烟气流速下磁场对细微颗粒物捕集性能的影响。结果表明:磁场能有效改变带电颗粒的运动轨迹,大幅度提高细微颗粒物的除尘性能;颗粒在低烟气流速条件下,偏向收尘板的趋势更明显,更有利于颗粒物的捕集;外加磁场在高烟气流速时对除尘效率提升作用更显著,且这一提升幅度随着磁感应强度的增大而不断增大并趋于平缓;随着磁感应强度不断减小,烟气流速降低除尘效率的幅度逐步增大,直至无磁场环境时达到最大。以上研究结果可为磁场在静电除尘器的应用提供参考,对改善ESP的除尘性能具有重要意义。