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人造毛皮行业新型袋式除尘器的性能研究

人造毛皮行业新型袋式除尘器的性能研究

作者：赵盛如东华大学

学位级别：硕士

在人造毛皮的生产工艺中,会有大量的纤维及粉尘溢出,逸散出来的纤维长短不一,长纤维所占的质量分数很大,比例约占98-99%,含尘气流中短纤维以及杂质所占的质量分数很小,且短纤维容易粘结在一起形成团状,这部分所占的比例约到1-2%,这些纤... 详细信息

在人造毛皮的生产工艺中,会有大量的纤维及粉尘溢出,逸散出来的纤维长短不一,长纤维所占的质量分数很大,比例约占98-99%,含尘气流中短纤维以及杂质所占的质量分数很小,且短纤维容易粘结在一起形成团状,这部分所占的比例约到1-2%,这些纤维都能够长时间的悬浮在大气中,被人体吸收,造成中毒或疾病。为了改善这种状况,保证生产车间的空气质量,各种除尘技术和设备随之出现。例如传统的转笼除尘器,蜂窝除尘器,鼓式除尘器等。由于毛皮行业的特殊性以及排放浓度的提高,原有的除尘技术存在着各自的局限性,因此,本课题针对设计的新型环吹袋式过滤器进行理论分析与实验研究,对袋式除尘器的过滤阻力,过滤效率,清灰周期进行研究,并将其运用于工程实践。本文首先对关闭和开启环吹下的过滤过程进行分析,开启环吹时,过滤过程是含尘纤维层过滤,表面粉尘层过滤,粉尘的沉积与环吹阻挡与冲刷的综合作用。关闭环吹时,过滤过程是含尘纤维层过滤,表面粉尘层过滤,粉尘的沉积的综合作用。理论分析表明：在一定风速范围内,过滤阻力随过滤风速呈二次方关系变化;当粉尘初尘形成后,过滤阻力随时间的增加呈线性关系变化。结合过滤过程的特点,建立数学模型,推导过滤效率的理论计算式。实验研究中,测试了过滤速度与过滤时间对过滤阻力的影响,并结合阻力理论对实验数据进行回归分析,表明过滤阻力随过滤速度和过滤时间的增加而增加,可以用阻力理论公式预测过滤阻力的变化。过滤效率研究中,所采用的理论公式与实验曲线有比较好的吻合趋势,随着过滤时间的增加,过滤曲线呈上升趋势,且向1逼近,理论公式可以适用。通过对比分析,开启环吹可以有效的减少设备的过滤阻力,提高设备的过滤效率。清灰周期的研究中,通过对实验数据进行多元回归,得到过滤阻力随过滤速度和过滤时间的回归公式,表明不同的过滤速度对清灰周期有着显著的影响,过滤速度越小,清灰周期越长。并且在开启环吹时,较不开环吹时清灰周期有明显的延长。在保证除尘器阻力的前提下,选取较低的过滤速度,开启环吹的作用,将有利于延长清灰周期,减少频繁清灰对滤袋的损伤。

关键词：人造毛皮袋式除尘器过滤阻力过滤效率清灰周期

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玻纤滤材结构特性和过滤性能的模拟研究

玻纤滤材结构特性和过滤性能的模拟研究

作者：陆丽莉华南理工大学

学位级别：硕士

传统的玻纤滤材性能研究主要是基于实验方法,这种研究方法不仅成本高、周期长且受限于原材料的种类。近年来计算机模拟方法受到越来越多学者的关注,但大多数研究中的滤材模型并没有以实际的纤维滤材为基础,对纤维模型有太多的简化,模拟... 详细信息

传统的玻纤滤材性能研究主要是基于实验方法,这种研究方法不仅成本高、周期长且受限于原材料的种类。近年来计算机模拟方法受到越来越多学者的关注,但大多数研究中的滤材模型并没有以实际的纤维滤材为基础,对纤维模型有太多的简化,模拟结果并不能真实反映出实际滤材的过滤性能。为了解决上述问题,本文以实际的玻璃纤维及玻纤滤材为基础,开展了玻纤滤材性能的数值模拟研究工作,对亚微米级玻璃纤维的直径表征、玻纤滤材的模型建立以及性能的模拟研究等问题提出更具体且行之有效的解决方案,对高性能玻纤滤材的研制具有实际指导意义。本文首先探究了滤材结构模型和计算性能的数学模型在玻纤滤材性能探究中的适用性,然后基于确定的纤维参数和数学模型探究了H12等级(过滤效率在99.5%～99.95%之间)高效玻纤滤材的结构设计,具体内容和主要结论如下:1、通过实验方法获取了玻璃纤维和玻纤滤材的参数作为建立滤材结构模型的基础。玻璃纤维的参数包括纤维直径、取向和密度;根据直径表征结果,选取了纤维平均直径为1.55μm、0.68μm和0.24μm的玻璃纤维分别抄造单一组分的玻纤滤材进行参数表征,玻纤滤材的参数包括结构参数(厚度、定量)和性能参数(孔径、透气度、过滤阻力和过滤效率)。2、探究了滤材结构模型和计算性能的数学模型在玻纤滤材性能模拟研究中的适用性,验证了建立玻纤滤材结构模型预测其过滤性能的有效性。结构模型中的纤维平均直径大小与对应滤材中的纤维较吻合,误差都在15%以内。结构模型的平均孔径与实验测量结果较接近;透气度随压降变化的模拟结果与实验测量结果趋势吻合性较好;过滤阻力和过滤效率模拟结果比经验模型计算结果与实验测量结果更吻合。3、基于确定的玻璃纤维模型和计算性能的数学模型,探究了H12等级高效玻纤滤材的配方设计,同时开展实验验证数值计算方法在高效玻纤滤材结构设计和性能改善研究中的有效性。结果表明,模拟结果和实验测量结果变化趋势一致,两种方法得出的较优品质因子材料为同一配方。4、为拓展新材料结构设计的可能性,设计了纤维直径逐渐变大的玻璃纤维进行性能探究,模拟结果表明,0#玻璃纤维(6.22μm)和6#玻璃纤维(0.24μm)与平均直径为2.50μm的玻璃纤维进行搭配生成的滤材模型品质因子最大,为0.0341 Pa。这一结果有利于指导新型玻璃纤维原材料的开发,为高性能过滤材料的研制创造条件。本文以实际玻璃纤维参数及玻纤滤材为基础,证实了随机参数模型和性能计算的数学模型在玻纤滤材性能探究中具有一定的适用性,较真实反映出实际材料的过滤性能;提出了较优品质因子的高效玻纤滤材的纤维配方,对实际应用中的材料结构设计和性能优化具有一定的指导意义。

关键词：空气过滤玻纤滤材过滤效率过滤阻力数值模拟

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过滤时间对空气过滤材料过滤性能的影响

产业用纺织品 2019年第9期37卷 26-30页

作者：刘超汪泽幸柯勤飞东华大学产业用纺织品教育部工程研究中心上海201620 湖南工程学院纺织服装学院湖南湘潭411101

通过设定不同的过滤时间,测试静电纺纳米纤维膜和熔喷非织造材料的过滤性能,研究其过滤效率和过滤阻力随过滤时间的变化规律。结果发现:过滤时间的增加使得过滤效率和过滤阻力呈现不同程度的增长。过滤时间的增加对静电纺纳米纤维膜过... 详细信息

通过设定不同的过滤时间,测试静电纺纳米纤维膜和熔喷非织造材料的过滤性能,研究其过滤效率和过滤阻力随过滤时间的变化规律。结果发现:过滤时间的增加使得过滤效率和过滤阻力呈现不同程度的增长。过滤时间的增加对静电纺纳米纤维膜过滤性能的影响较显著,设计面密度为10.00 g/m^2的静电纺纳米纤维膜的过滤效率和过滤阻力明显上升,而设计面密度为20.00和40.00 g/m^2的静电纺纳米纤维膜因孔径过小导致其过滤阻力在短时间内超过1 000 Pa,故面密度较大的静电纺纳米纤维膜不适合用于普通的空气过滤。熔喷非织造材料结构较蓬松,孔径较大,孔隙不易被堵塞,当过滤时间为12 h时,除设计面密度为40.00 g/m^2的熔喷非织造材料过滤阻力增加较明显外,其他熔喷非织造材料的过滤效率和过滤阻力增幅均不大。

关键词：过滤时间过滤效率过滤阻力孔径静电纺纳米纤维膜熔喷非织造材料

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扁平形金属丝带纤维栅除尘的实验研究

安全与环境学报 2003年第4期3卷 65-68页

作者：宫丽虹王英敏刘铁民王银生总参第四设计研究院北京100850 东北大学资源与土木学院沈阳110006 国家经贸委劳动安全研究所北京100029

本文实验研究了湿式振动纤维栅的一种新型过滤材质——扁平形金属丝带。根据影响除尘性能的因素 ,分别研究了风速和过滤片数对金属丝带纤维栅的除尘效率和过滤阻力的影响 ,并从理论上解释了金属丝带纤维栅的过滤阻力增加的原因 ,提出了... 详细信息

本文实验研究了湿式振动纤维栅的一种新型过滤材质——扁平形金属丝带。根据影响除尘性能的因素 ,分别研究了风速和过滤片数对金属丝带纤维栅的除尘效率和过滤阻力的影响 ,并从理论上解释了金属丝带纤维栅的过滤阻力增加的原因 ,提出了一种新型结构的金属丝带纤维栅。矩形金属纤维栅实验结果说明 :在一定风速下 ,随着过滤片数的增加 ,除尘效率增加。当风速为 3.3 m/ s,过滤片为6片时 ,全粉尘的除尘效率达 99% ;呼吸性粉尘的分级效率大于 94% ,达到了与化学纤维栅相同的水平。过滤阻力随着速度和过滤片数的增加近似呈线性增加。当湿式振动矩形金属纤维栅为 6片 ,风速为 3.3 m/ s时 ,纤维栅在当量直径为 0 .0 74mm和 0 .1 0 9mm时的最大过滤阻力分别为 488Pa和 50 0 Pa。

关键词：环境工程湿式振动纤维栅金属丝带除尘效率过滤阻力

膜生物反应器中膜污染的界面热力学机制及调控研究

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膜生物反应器中膜污染的界面热力学机制及调控研究

作者：雷倩浙江师范大学

学位级别：硕士

膜生物反应器(Membrane bioreactor,MBR)是在传统的活性污泥法基础上增设了膜分离单元的一种新兴污水处理技术。虽然MBR技术发展的时间短,但是在其自身优势(出水质量标准高、投资成本降低和技术认可度提升)和外部大环境(全球水资源短缺... 详细信息

膜生物反应器(Membrane bioreactor,MBR)是在传统的活性污泥法基础上增设了膜分离单元的一种新兴污水处理技术。虽然MBR技术发展的时间短,但是在其自身优势(出水质量标准高、投资成本降低和技术认可度提升)和外部大环境(全球水资源短缺、污水排放立法放标准日益严格、中水回用质量要求提高以及现有污水处理厂亟需更新升级)的驱动下,发展迅速,市场潜力巨大。然而不可避免的膜污染却带来了操作上的最大难题:生产率降低,由于空气和冲刷,增加对能源的需求,需要频繁的清洗恢复膜的通透性,从而阻碍了其普及和广泛应用。因此,有必要从膜污染机理层面展开研究,寻求高效的污染控制策略。本课题启动并运行一个实验室规模的浸没式膜生物反应器400天以上,深入探究了 MBR中膜污染潜在机制和影响因素。基于Flory-Huggins高分子溶液理论,本文首次提出一种凝胶污染新机制,具有首创性。并通过XDLVO(Extended Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek)界面热力学理论分析污泥絮体粒径、膜表面性质(膜表面电子供体张力分量γ-、zeta电位)等因素对膜污染的影响,从而提出膜污染控制策略。主要研究结果如下:(1)根据Flory-Huggins高分子溶液理论,凝胶层过滤过程中存在化学势差。将化学势差与凝胶层过滤阻力联系起来,提出以Flory-Huggins理论为基础的膜凝胶污染机制,对凝胶污染造成的高过滤阻力的原因进行阐释。建立数学模型,并对模型进行拟合,拟合结果与实验结果高度吻合,模型具有可行性。(2)将琼脂作为凝胶层形成过程中的多糖模拟物质,开展系列过滤实验,验证了 Flory-Huggins理论机制的存在的真实性;同时得出高分子的体积分数(φ2)和Flory-Huggins相互作用参数(χ)是影响琼脂凝胶层特性过滤阻力(SFR)的关键因素:SFR随着的φ2增大而增大,随着χ的增大而减小。而pH和离子强度对凝胶层过滤阻力无影响。本文所提出的新机制还能从结合水的角度来证明:化学势差使得水结合在聚合物的官能团上,使得整个体系的化学势最低的,凝胶具有最大限度的热化学稳定性。Flory-Huggins理论能很好的解释了凝胶层的高过滤阻力得原因,并为探索凝胶层污染机制提供了新的视角。(3)通过研究MBR中污泥的黏附性能及滤饼层的过滤阻力,明确污泥絮体粒度对膜污染的影响。对膜和污泥的表面性质进行表征,发现膜生物反应器(MBR)中的悬浮液的絮体粒度几乎都大于1μm。污泥絮体粒度对膜孔阻塞污染没有明显且直接的影响。(4)基于XDLVO理论计算出污泥--膜之间的相互作用力,从热力学角度描述了污泥絮体粘附到膜表面的机制:污泥絮体由远及近黏附到膜的过程中,存在第二最小能量值和能量壁垒。第二能量最小值的存在显示污泥有黏附到膜表面形成凝胶层的可能性,但是由于能量壁垒的存在,污泥颗粒絮体要克服能量壁垒才能在膜表面沉积粘附,说明形成滤饼层要经历一个力的作用过程,这个过程是缓慢长期的。(5)探究污泥絮体尺寸对膜和污泥絮体之间的热力学作用力的影响。同时开展系列过滤实验,研究污泥絮体尺寸对滤饼层过滤阻力的影响。热力学分析显示,膜与污泥絮体之间的特性相互作用能垒会随着污泥絮体粒径的减小略微增大,而在接触时(距离为0.158 nm)的吸引力却大幅提高了,因此小颗粒污泥的黏附性更强。污泥悬浮液中若有生物聚合物组分存在,能显著提高滤饼层的过滤阻力。这种现象不能用Carman-Kozeny方程解释,却可以用渗透压机制解释:包括EPSs、SMPs和BPCs在内的生物聚合物组分都有带负电荷的官能团,由于体系宏观电中性的规则,生物高聚物中的反离子被截留在滤饼层中,滤饼层中的水的化学势比滤液中的水的化学势要低得多。水从滤饼层中过滤像是从低化学势的一侧拖拽到高化学势一侧,导致渗透压过滤阻力的产生。渗透压机制产生的过滤阻力会随着污泥絮体粒径的减小而增大。(6)本文基于XDLVO理论对膜--污染物之间界面作用力进行精细数学建模,结合表面元积分(SEI)法,优化了复合Simpson法则的高性能计算方法,系统地评估了三种不同模型(凝胶污染物-粗糙膜、污泥污染物-光滑膜、污泥污染物-粗糙膜)的相互作用力。结果发现膜表面电子供体张力参数(Y-)是比表面亲水性更为可信的污染预测指标:当Y-大于某临界值时,膜-污染物在接触范围内总是相斥的,污染物很难粘附到膜表面。同时还发现,膜表面zeta电位对污染黏附具有一定的影响。本文在热力学分析的背景下,提出了一种通过调控膜表面性质来优化膜抗污染性能的新策略。

关键词：膜生物反应器膜污染界面作用力过滤阻力污泥絮体粒径 Flory-Huggins 理论

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关于单层石英砂滤料组成中不均匀系数的讨论

给水排水 1992年第1期18卷 53-54,56+4页

作者：鞠远和鞠丽红青岛建工学院成教部 266033

我国在1986年制定的《室外给水设计规范(GBJ13-86)》对单层石英砂滤料组成中不均匀系数规定为 k_(80)<2.0。本文通过分析认为:在规范规定的最大粒径、最小粒径和滤层厚度的具体条件下,限定 k_(80)的上限实际意义并不太大,相反 k_(80)的... 详细信息

我国在1986年制定的《室外给水设计规范(GBJ13-86)》对单层石英砂滤料组成中不均匀系数规定为 k_(80)<2.0。本文通过分析认为:在规范规定的最大粒径、最小粒径和滤层厚度的具体条件下,限定 k_(80)的上限实际意义并不太大,相反 k_(80)的下限并非越小越好,而应有一个合理的控制范围并对此提出了修改意见。

关键词：砂滤不均匀系数滤层室外给水滤料层滤速反冲洗冲洗强度过滤阻力水头损失

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不同超滤膜过滤天然有机物的膜污染特性研究

环境污染治理技术与设备 2005年第5期6卷 46-50页

作者：罗欢刘广立刘杰倪晋仁北京大学环境工程系

超滤膜的截留分子量、天然有机物的分子量分布以及两者之间的相对关系对于膜污染以及过滤阻力的组成有很大的影响。MWCO140kDa、70kDa、30kDa、10kDa、4kDa和1kDa的超滤膜过滤10mg/L腐殖酸溶液和未名湖湖水的试验结果表明,在过滤初始时... 详细信息

超滤膜的截留分子量、天然有机物的分子量分布以及两者之间的相对关系对于膜污染以及过滤阻力的组成有很大的影响。MWCO140kDa、70kDa、30kDa、10kDa、4kDa和1kDa的超滤膜过滤10mg/L腐殖酸溶液和未名湖湖水的试验结果表明,在过滤初始时刻就发生了膜污染,膜的截留分子量越大,膜污染越显著。在长期过滤的过程中,截留分子量>10kDa的超滤膜的过滤阻力受到膜污染的控制,膜孔堵塞和膜面形成凝胶层是造成膜污染的主要原因;当膜的截留分子量≤10kDa时,过滤阻力主要由膜本身固有的阻力决定,膜污染影响较小。不同浓度、类型的腐殖酸溶液和不同种类的超滤膜过滤试验数据分析表明,当膜对腐殖酸分子的截留率超过40%时,膜污染的程度会逐渐减小,过滤阻力将由膜本身固有的阻力控制。

关键词：天然有机物膜污染膜过滤特性研究截留分子量过滤阻力分子量分布相对关系试验结果污染影响试验数据阻力控制超滤膜酸溶液未名湖凝胶层分析表截留率腐殖酸膜孔

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莲心碱与叶绿素膜分离的实验研究

莲心碱与叶绿素膜分离的实验研究

作者：李世强天津大学

学位级别：硕士

莲心碱是天津达仁堂制药二厂开发的舒心降压胶囊中主要的药效成分。本文就动态膜滤技术在莲心碱的提纯和叶绿素去除中的应用进行了一系列实验研究。文中针对莲心碱和叶绿素的特点，建立了莲心碱和叶绿素浓度检测的简便定量分析方法。探... 详细信息

莲心碱是天津达仁堂制药二厂开发的舒心降压胶囊中主要的药效成分。本文就动态膜滤技术在莲心碱的提纯和叶绿素去除中的应用进行了一系列实验研究。文中针对莲心碱和叶绿素的特点，建立了莲心碱和叶绿素浓度检测的简便定量分析方法。探索了对莲子心醇提液进行物化处理以实现莲心碱和叶绿素膜分离的可行性，通过考察溶液的物料浓度、PH 值对叶绿素絮凝分离效果和莲心碱回收率的影响，初步确定了莲子心醇提液预处理的适宜条件。本文采用平板动态膜滤器，重点考察了操作压力、物料浓度、物料主体流速等操作条件对膜滤过程的影响。通过动态膜滤过程中总阻力、浓差极化层阻力Rbl、沉积层阻力Rc和膜阻力的增加ΔRm的形成、变化及影响因素的分析，研究不同操作条件对膜滤的阻力分布、稳态渗透速率以及分离效果（如莲心碱回收率及叶绿素截流率）的影响，并初步确定出莲心碱膜分离的实验室操作条件。为膜分离的工程放大中有效降低膜污染，提高膜渗透速率和分离效率指明方向。本文还通过对膜滤过程中各部分膜滤阻力的理论推导，结合实验数据的分析拟合，得出了在本实验条件下的稳态渗透速率、浓差极化层阻力Rbl、沉积层阻力Rc、膜阻力的增加ΔRm的计算模型，对今后的工程应用有一定的指导意义。

关键词：莲心碱叶绿素动态过滤膜分离过滤阻力

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气固悬浮流过滤浓缩技术的研究

气固悬浮流过滤浓缩技术的研究

作者：赵文焕华北电力大学（河北）

学位级别：硕士

本课题研究旨在对烟气进行预处理,即借助飞灰浓缩装置将一部分气体(其含尘浓度满足国家排放标准)从烟气中分离出来并直接排放,从而降低电除尘器的处理量,提高除尘效率,使其排放能够达到国家标准。本课题采用悬浮流过滤浓缩技术,以聚四... 详细信息

本课题研究旨在对烟气进行预处理,即借助飞灰浓缩装置将一部分气体(其含尘浓度满足国家排放标准)从烟气中分离出来并直接排放,从而降低电除尘器的处理量,提高除尘效率,使其排放能够达到国家标准。本课题采用悬浮流过滤浓缩技术,以聚四氟乙烯覆膜滤料作为研究对象。聚四氟乙烯覆膜滤料是一种多微孔、极其光滑、又憎水的聚四氟乙烯过滤膜与不同基材(如针刺毡或编织物)复合而成的过滤材料。本文对聚四氟乙烯覆膜滤料的阻力特性进行全面的分析评价,研究了在纯气流和含尘气流条件下“过滤速度-过滤阻力”的特性关系,在理论上对其进行了初步的探讨,建立运行阻力的数学模型,然后通过实验对上述模型进行实验验证,其结果基本相吻合。

关键词：聚四氟乙烯覆膜滤料过滤阻力数学模型