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具有Al2O3—HF协同控制功能的袋式除尘器流场构造特性研究

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第一章 绪论

1.1课题研究背景

1.2电解铝烟气净化技术现状

1.3 袋式除尘器发展现状

1.4课题来源

1.5研究内容和方法

第二章 电解铝用袋式除尘器的模型建立

2.1前言

2.2物理模型及控制方程

2.3边界条件设置和网格划分

2.4电解铝用袋式除尘器滤层边界条件的确定

2.5多孔跳跃介质及电解铝用袋式除尘器模型验证

2.6本章小结

第三章 电解铝用袋式除尘器与常规袋式除尘器的对比研究

3.1前言

3.2两类袋式除尘器差异性的对比分析

3.3电解铝袋式除尘器流场的模拟分析

3.4本章小结

第四章 入口均流板对电解铝用袋式除尘器气流均匀性影响分析

4.1前言

4.2无交互作用下的正交试验设计

4.3正交试验结果分析

4.4入口均流板对滤袋处理烟气量的结果分析

4.5本章小结

第五章 清灰机制对电解铝用袋式除尘器流场影响的模拟研究

5.1前言

5.2清灰形式对袋式除尘器流场的影响

5.3不同清灰工况下的流场分布特性

5.4本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2创新点

6.3展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及专利

致谢

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摘要

电解铝用袋式除尘器是铝电解烟气干法净化系统的重要组成部分,不同于常规袋式除尘器,电解铝用袋式除尘器在过滤氧化铝粉尘的同时,还要承担含氟烟气吸附净化的协同控制功能。研究具有Al2O3—HF协同控制功能的袋式除尘器流场特性,从而得到电解铝用袋式除尘器内流场分布的规律,进一步地分析影响电解铝用袋式除尘器流场特性的因素,对改进电解铝用袋式除尘器提高铝电解烟气净化效果,具有一定的参考意义。
  本课题以电解铝用袋式除尘器为对象,研究具有协同控制功能的袋式除尘器的流场构造特性。课题从协同控制功能袋式除尘器与常规袋式除尘器的对比研究、均流装置对协同控制功能袋式除尘器流场分布的影响、清灰机制对协同控制功能袋式除尘器流场气流均匀性的影响三个方面入手,通过理论分析、实验研究、数值模拟分析电解铝袋式除尘器流场分布规律。
  对于协同控制功能袋式除尘器与常规袋式除尘器的对比研究,本课题从铝电解烟气协同控制功能的需求出发,对比分析了两类除尘器在设备构造、清灰装置和滤料滤袋技术条件、运行管理等方面的差异,并结合数值模拟的结果,进一步对采用灰斗进风为固定形式的电解铝用袋式除尘器二次扬尘对含氟烟气的吸附作用进行了分析。
  针对入口均流装置对电解铝用袋式除尘器内气流均匀分布影响的问题,用正交试验法进行模拟实验设计,建立不同均流装置结构的袋式除尘器物理模型及边界条件。得到了入口均流装置安装位置、结构参数对除尘器内速度均匀性影响的主次顺序和优水平,其结果为:均流板板间距>均流板宽>均流板安装个数>第一块均流板距 U型烟道距离,正交试验的优水平是均流板个数为2块,第一块均流板的安装位置距 U型烟道距离为225mm,均流板宽为200mm,板间距为100mm时,入口均流装置能够取得较好的均流效果。在此基础上本课题还分析了入口均流装置对各排滤袋处理烟气负荷均匀分配的影响,结果表明:入口均流装置对各排滤袋处理烟气负荷的分配不具有显著性。
  对于清灰机制对袋式除尘器流场的影响,本课题设计了顺序清灰、逆序清灰、跨排清灰、跨气包清灰和跨区清灰共5种清灰形式,并以气流速度均匀性、返混流量比,各排滤袋处理烟气负荷的情况为评价指标,分析了清灰机制对除尘器流场的影响,模拟结果表明袋式除尘器清灰时宜采用顺序跨排、跨气包、跨区域的清灰形式。

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