細(xì)顆粒物捕集數(shù)值模型

第1章 緒論1
1.1大氣顆粒污染物主要特征1
1.1.1大氣顆粒污染物的來(lái)源1
1.1.2大氣顆粒污染物的分類(lèi)2
1.1.3顆粒污染物的主要危害4
1.2工業(yè)煙氣過(guò)濾式捕集技術(shù)概述4
1.2.1過(guò)濾式除塵技術(shù)概述4
1.2.2陶瓷多孔介質(zhì)除塵技術(shù)概述5
1.3多孔陶瓷過(guò)濾器捕集顆粒物特點(diǎn)10
1.4經(jīng)典過(guò)濾理論11
1.4.1Darcy滲透率11
1.4.2粉餅的比阻12
1.4.3過(guò)濾阻力損失14
1.4.4顆粒捕集效率16
1.4.5多孔陶瓷過(guò)濾器清灰操作18
參考文獻(xiàn)18

第2章 陶瓷過(guò)濾材料的物理化學(xué)性質(zhì)22
2.1陶瓷濾料的生產(chǎn)工藝23
2.2陶瓷濾料的表面特性24
2.2.1微觀表面粗糙度24
2.2.2微觀表面彎度26
2.3陶瓷濾料的結(jié)構(gòu)特性26
2.3.1陶瓷過(guò)濾材料微觀結(jié)構(gòu)26
2.3.2陶瓷過(guò)濾材料的孔徑分布與粒徑分布29
2.4陶瓷過(guò)濾材料的熱力學(xué)特性31
2.4.1熱導(dǎo)率31
2.4.2比熱容33
2.4.3溫度膨脹系數(shù)34
2.5陶瓷過(guò)濾材料主要化學(xué)組成34
2.5.1氧化鋁(Al2O3)35
2.5.2氧化鈹(BeO)35
2.5.3氮化鋁(AlN)35
2.5.4金剛石36
參考文獻(xiàn)36

第3章 細(xì)顆粒物的物理化學(xué)性質(zhì)38
3.1細(xì)顆粒物排放源38
3.1.1燃煤工業(yè)細(xì)顆粒物固定源38
3.1.2機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣移動(dòng)源39
3.1.3工業(yè)生產(chǎn)排放41
3.1.4其他細(xì)顆粒物源42
3.2細(xì)顆粒物的主要化學(xué)組成44
3.2.1含碳成分44
3.2.2灰分成分46
3.2.3有機(jī)成分48
3.2.4硫酸鹽成分50
3.3細(xì)顆粒物的物理特性51
3.3.1晶形結(jié)構(gòu)51
3.3.2微觀形態(tài)54
3.3.3顆粒密度57
3.3.4比表面積59
3.3.5介電特性60
參考文獻(xiàn)64

第4章 細(xì)顆粒物團(tuán)聚、擠壓、坍塌形成粉餅機(jī)理67
4.1引言67
4.2分形理論68
4.2.1分形的定義68
4.2.2分形維數(shù)69
4.3團(tuán)聚體擠壓坍塌模型69
4.4團(tuán)聚體坍塌實(shí)驗(yàn)研究方法74
4.4.1材料74
4.4.2抽濾實(shí)驗(yàn)75
4.4.3陶瓷過(guò)濾器實(shí)驗(yàn)77
4.4.4分形維數(shù)的估計(jì)78
4.4.5團(tuán)聚體尺寸80
4.4.6松弛因子與配位數(shù)的反演推導(dǎo)80
4.5團(tuán)聚體坍塌研究結(jié)果分析82
4.5.1團(tuán)聚體存在性驗(yàn)證82
4.5.2團(tuán)聚體尺度對(duì)孔隙率的影響82
4.5.3團(tuán)聚體松弛因子與配位數(shù)預(yù)測(cè)84
4.5.4松弛因子與分形維數(shù)對(duì)孔隙率的影響85
4.5.5模型預(yù)測(cè)壓降與實(shí)驗(yàn)值的比較89
4.6本章小結(jié)91
參考文獻(xiàn)91

第5章 陶瓷三效催化過(guò)濾器表面積碳層多重分形分析94
5.1引言94
5.2陶瓷三效催化過(guò)濾器積炭層采樣95
5.3積炭層微觀表面圖像獲取96
5.4多重分形理論與計(jì)算97
5.4.1多重分形譜計(jì)算97
5.4.2催化劑積炭層多重分形分析98
5.5陶瓷催化過(guò)濾器積炭層微觀形態(tài)99
5.6積炭層廣義分形維度數(shù)100
5.7積炭層加權(quán)矩隨變特性102
5.8三效催化過(guò)濾器積炭層多重分形譜103
5.9本章小結(jié)105
參考文獻(xiàn)105

第6章 陶瓷過(guò)濾器表面積碳層微觀面分形重構(gòu)107
6.1引言107
6.2原位捕集炭黑實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)109
6.2.1炭黑捕集實(shí)驗(yàn)109
6.2.2積炭層厚度測(cè)算110
6.3積炭層表面形態(tài)構(gòu)建方法113
6.3.1構(gòu)建表面形態(tài)113
6.3.2積炭層粗糙度預(yù)測(cè)114
6.4分形維數(shù)推演115
6.5積炭層厚度推演116
6.5.1積炭層壓降116
6.5.2積炭層厚度曲面構(gòu)建117
6.6微觀表面分形重構(gòu)119
6.6.1微觀粗糙構(gòu)造面119
6.6.2構(gòu)造面與真實(shí)表面的對(duì)比120
6.7本章小結(jié)123
參考文獻(xiàn)123

第7章 陶瓷過(guò)濾等效平均孔隙數(shù)值模型126
7.1引言126
7.2比截留量修正壓力模型127
7.3懸浮稱(chēng)重法獲取比截留量131
7.4陶瓷過(guò)濾時(shí)間特性變化規(guī)律133
7.4.1非穩(wěn)態(tài)函數(shù)Fx的時(shí)間特性133
7.4.2比截留量與粉餅孔隙率的時(shí)間特性135
7.5陶瓷過(guò)濾壓降影響因素140
7.5.1比截留量與孔隙率的影響140
7.5.2陶瓷過(guò)濾表觀速度的影響143
7.5.3比截留量與速度的協(xié)同影響144
7.5.4陶瓷濾料自然粒徑的影響146
7.5.5陶瓷過(guò)濾元件壁厚的影響147
7.6陶瓷過(guò)濾壓降瞬態(tài)特性148
7.6.1不同操作條件下的瞬態(tài)特性148
7.6.2不同陶瓷管的瞬態(tài)特性150
7.6.3持續(xù)過(guò)濾加載反吹的瞬態(tài)特性151
7.7本章小結(jié)154
參考文獻(xiàn)155

第8章 陶瓷過(guò)濾器捕集效率模型157
8.1引言157
8.2陶瓷過(guò)濾集塵理論158
8.3陶瓷過(guò)濾集塵效率時(shí)間特性162
8.4陶瓷過(guò)濾集塵數(shù)學(xué)模型164
8.5陶瓷過(guò)濾集塵影響因素166
8.5.1比截留量的影響166
8.5.2過(guò)濾速度的影響167
8.6本章小結(jié)169
參考文獻(xiàn)170

第9章 陶瓷過(guò)濾器脈沖清灰過(guò)濾模型171
9.1引言171
9.2陶瓷過(guò)濾與布袋過(guò)濾的區(qū)別172
9.3陶瓷過(guò)濾數(shù)學(xué)模型構(gòu)建173
9.4陶瓷過(guò)濾清灰循環(huán)過(guò)程175
9.5陶瓷過(guò)濾清灰修正模型176
9.5.1模型基本假設(shè)176
9.5.2清灰過(guò)濾循環(huán)建模177
9.5.3清灰過(guò)濾循環(huán)程序設(shè)計(jì)183
9.6陶瓷過(guò)濾循環(huán)動(dòng)態(tài)模型影響因素183
9.6.1粉餅覆蓋面積分率的影響184
9.6.2瞬態(tài)滲濾速度的影響185
9.6.3單循環(huán)瞬態(tài)加權(quán)滲濾速度的影響186
9.7本章小結(jié)187
參考文獻(xiàn)187

附錄189
附表1n=6時(shí)的φcake-drel-Df對(duì)照表189
附表2n=8時(shí)的φcake-drel-Df對(duì)照表190
附表3n=12時(shí)的φcake-drel-Df對(duì)照表191
附表4n=6時(shí)的φinter-drel對(duì)照表192
附表5n=8時(shí)的φinter-drel對(duì)照表192
附表6n=12時(shí)的φinter-drel對(duì)照表192
附表7由測(cè)量孔隙率與分形維數(shù)計(jì)算的坍塌前團(tuán)聚體間孔隙率192
附表8根據(jù)文獻(xiàn)中所報(bào)道的配位數(shù)由坍塌前的初始孔隙率計(jì)算出的配位數(shù)192