新型纳米气溶胶湿法采集装置的设计及其性能研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chaoyuemengxiang2009
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论文采用湿法捕集技术、固液吸附理论,综合塔板喷淋、雾化液滴湍流冲击等多种捕集手段,设计了一种新型的纳米气溶胶湿法采集装置,对其结构、原理进行了详细探讨,对装置的各主要部件进行了深入分析。以纳米TiO2气溶胶为例,对装置的捕集效率、对环境条件的敏感性、运行稳定性、对纳米Ti02的检测限、可适用性等各项性能进行了充分的验证。研究结果表明:研制的新型纳米气溶胶湿法采集装置性能优异,对各种类型的纳米气溶胶粒子具有较好的普遍适用性,取得了预期的效果,为以后纳米气溶胶采集装置的研制开拓了新的思路。通过正交实验、单因素实验设计,探索到了装置的最优运行参数:捕集液流量0.6L/min,气体流量400L/h,喷雾流量70-80mL/min,采集时间3h,在装置最优参数条件下,捕集效率可稳定在96%以上。捕集效率与粉尘浓度的关系实验表明:高粉尘浓度状况下捕集效率更高,且达到最佳捕集效果的时间较短,而在低粉尘浓度状况下,可考虑适当延长捕集时间来提高捕集效率。在充分认识仪器构造及工作原理的基础上,深入分析了装置的各主要部件对捕集作用的贡献大小,结果表明:雾化喷嘴、储液槽孔鼓泡对捕集作用的实现贡献最大。通过改变温度、湿度等环境条件,考察了环境因素对装置运行的影响,结果表明:装置的运行几乎不受温度、湿度等环境条件的影响。通过进行长时间多次实验,考查了装置的运行稳定性状况,结果表明:装置可长时间连续运行,捕集效率稳定,运行状况良好。论文探索了装置对纳米TiO2气溶胶的最佳检测限,结果表明:在空气中纳米TiO2浓度为0.18-17.09mg/m3范围内,装置均可对其进行有效采集,采集效率稳定在95~98%之间。通过对纳米TiO2生产现场的实地采样实验,考察了装置在生产现场环境下的运行状况、捕集状况。结果表明:运行状况良好,捕集效果明显。
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