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最新发布的《2017年全国空气质量状况》表明,全国整体空气质量状况得到有效改善,但同时,部分地区或领域大气细颗粒物污染依然严重,尤其是在石化、钢铁、水泥为代表的工业领域。然而,目前对工业PM2.5能够实现高效、经济的处理技术相当缺乏。电声换能超声波雾化-旋风除尘器联用技术是一种新型除尘技术,微米级雾滴与粉尘颗粒在扰动的流场中不断碰撞、团聚,形成粒径较大的含尘液滴,细颗粒物粒径不断增大,粒径增大后的细颗粒物在超重力作用下实现高速、高效去除。本文基于电声换能超声波雾化-旋风除尘器联用技术,通过选择若干种亲水性不同的常见工业粉尘,在相同实验条件下研究其亲水性对雾化离心去除效率的影响。在上述实验基础上,实验研究了入口流速、入口浓度两个重要运行参数对去除效率的影响。结果表明,在旋风分离前加入雾气,亲水性较好的粉尘颗粒去除效率有更明显的提升,如,在通入浓度为4 g/m3的雾气后,滑石粉颗粒的去除效率从无雾气时的76.9%提高到90.1%,增长幅度为13.2%,而亲水性较差的S-zorb脱硫催化剂去除效率从72.1%增加到80.1%,增幅仅为8.0%。这一现象尤其体现在粒径在2.5μm附近的细颗粒物上,滑石粉去除效率增幅最高点出现在粒径为2μm的颗粒处,从无雾气时的31.5%增长到有雾气时的72.8%,增幅为41.3%,而亲水性较差的S-zorb脱硫催化剂去除效率最高增幅只有17.7%,从无雾气时的43.9%增长到有雾气时的61.6%,去除效率增幅最高点出现在粒径为2.3μm的颗粒处。实验前后粉尘颗粒形态的SEM扫描电子显微镜图像也证实亲水性对颗粒物团聚、长大有重要影响。此外,入口流速、入口浓度均对雾化-离心去除效率有着重要的影响。入口流速在一定范围内增大会提高去除效率,加入雾气可以显著改善去除效率在较高入口流速下增速减缓的问题,粉尘颗粒的亲水性越好,这种改善效果就越好;另外,亲水性好的粉尘颗粒可以更大幅度地降低入口流速较高时的压降,减小能耗。入口浓度在一定限度内增加有利于去除效率的提高,尤其有利于粒径在2.5μm附近的细颗粒物去除效率的提高,但当入口浓度超过某个临界值时,去除效率反而随着入口浓度的增加而下降,表现为去除效率向着无雾气时的靠近,亲水性较好的粉尘颗粒这种靠近速度较慢;另外,压降随入口浓度的增大而明显减小,粉尘颗粒会降低旋风除尘器内部的旋流强度,也会在旋风除尘器内壁形成颗粒层,这都有利于降低能量损耗。研究亲水性及相关运行参数对粉尘颗粒雾化离心去除效率的影响,对完善、充实雾化团聚-离心去除理论、进一步优化、改进电声换能超声波雾化-旋风除尘器联用除尘技术有着非常重要的意义,并使其发挥更大的工业应用潜力,减少PM2.5排放。