2016燃烧学年会集文献

1,2，1，1,2，安连锁1(1华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部，102206；2华北电力大学国家火力发电工程技术，102206) ，

ExperimentalStudyontheCombinedEffectofAcousticAgglomerationandSpray(1MOE’sKeyLabofConditionMonitoringandControlforPowerntEquipment，2 ElectricUniversity，Beijing102206，：Anexperimentfacilitywassetuptostudytheagglomerationofflyashemittedfromfiredntsashinanacousticandsprayfield,andtheinfluenceofseveralfactors,includingfrequencyofthesoundwave,soundpressurelevelandmassconcentrationsofgasaerosol,responsiblefortheacousticparticleagglomerationisyzed.TheresultsshowthatagglomerationforPM10andPM25reachesthehighestrateof41.99%51.62%inanacousticfieldof1400Hzand140dBwhentheflyashconcentrationis20g/m3.whenthesoundpressurelevelis120dB,agglomerationefficiencyofPM10andPM25increasethe10.76%and10.74%respectively,showedthatunderlowsoundpressureleveltheincreaseofspraycaneffectivelyimprovetheacousticagglomerationefficiency.AgglomerationforPM10andPM25reachesthehighestrateof41.99%51.62%inanacousticfieldof1400Hzand140dBWhentheflyashconcentrationis40g/m3，Itshowsthatincreasingtheconcentrationofflyashcanhelptoimprovetheefficiencyof质量标准》GB3095-2012PM25监测值，可见其已经成为大气污染问题的关键因Hoffmann等[3-5]、Song等[6]、González等[7]。等[8-9]、张光学等[10]、等[11]对波与颗粒共同作用进行了实验研究，发现增加液体和固体颗粒均能有效提高声

1采用的是来自于某电厂静电除尘器的燃煤飞灰。采用东方公司设计制造的测点，通过传感器声信号并传输到计算机进量。本实验采用Winner2000ZDE型激光粒度分析仪对飞灰颗粒粒径分布进量该仪量。输出结果由计算机处理数据，由屏幕显示、打印：42级颗粒体积分D10、D50、D902为激光粒度仪测量的燃煤飞灰初始粒径体

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140dB700Hz、1400Hz3000Hz20g/m3，雾化器80mL/h35%RH，加入喷雾时80%RH。初始粒径初始粒径700Hz1400Hz3000Hz50

3不同频率下颗粒0-300μm10μm以下的粒径体积百分数分布。初始粒径初始粒径700Hz喷雾1400Hz喷雾3000Hz喷雾4体积百分数体积百分数210 4对比上图颗粒粒径分布可知，当频率从700Hz1400Hz时，各级粒径颗粒的体积百分数降低，而当频率增大到3000Hz喷雾共同作用时存在最佳频率，1400Hz团聚效率最高。图5所示为不同频率下各级粒团聚效率团聚效率0700Hz700Hz喷雾1400Hz1400Hz喷雾3000Hz3000Hz喷雾5可以看出低频声波联合喷雾作用下团聚效率较高，1400HzPM25PM10的团聚效率分别达到最大值41.99%和51.62%。700Hz时团聚效率略低于1400Hz的团聚效率，3000Hz时团聚效率明显低于1400Hz时的团聚效率。35%RH80%RH120dB、130dB140dB。聚的概率就越大。由式(1)计算出P10和M25的团聚效率，如图6所示：团聚效率团聚效率0140dB140dB喷雾130dB130dB喷雾120dB120dB喷雾7可以看出团聚效率随声压级升高而增大，声压级为120dB时加入喷雾后对团聚效率提升较明显，PM25和P10的团聚效率分别提升了10.74%和10.76%。当声压级较低时，加入喷雾后较单独声场作用时明显改善了团聚效率;声压级升高，喷雾后团聚效率提高较小。图6为飞灰浓度对声波与喷雾联合作用团聚燃煤飞灰的颗粒粒径分布的影响。其中频率取1400Hz140dB210g/m3、20g/m3、40g/m3。粒径分布如图7：初始粒径初始粒径40g/m3喷雾20g/m3喷雾10g/m3喷雾4体积百分数体积百分数3210 由上图可见，初始浓度越高，声波团聚效率越高。初始浓度较高时，加入喷雾后较单独声场作用时明显改善了团聚效率；初始浓度较低时，加入喷雾后团聚效率提高较小。团聚效率团聚效率0 40g喷 20g喷 10g喷由上图可见，飞灰浓度为40g/m3时，加入喷雾对团聚效率提高较为明显，加入PM25PM1052.71%58.99%，较声波单独作用时分别提升5.81%和6.27%。20g/m32s、3s1400Hz。1002s3s，声波单独作用、声波与喷雾共同作用团聚团聚效团聚效0对比图可见，停留时间增大时，各级粒径的燃煤飞灰颗粒体积百分数逐渐下降，但声波与喷雾联合作用团聚效率与只加声波时的团聚效率差值减小。结论低频声波对可吸入颗粒物团聚效率较高，在频率影响声波与喷雾联合作用团聚效率实验中，实验条件下1000Hz、140dB声场中，P10和P2.5的团聚效率最高，分别为41.99%和51.62%。增大声压级能提高声波与喷雾联合作用团聚效率。当声压级为120dB时，加入喷雾后与未加入喷雾对照组相比，团聚效率提升较明显;声压级升高，加入喷雾后与未加入喷雾对照组相比团聚效率提高较小。初始浓度越高，团聚效率越高，这是因为浓度增加导致颗粒碰撞几率增加。初始浓度较高时，加入喷雾后较单独声场作用时明显提高了团聚效率。对照组相比团聚效率提升越小。 Sloss,LesleyL,Smith,etal.PM10andPM2.5:aninternational[J].FuelProcessingTechnology,2000,65(1):127-141.M.T.Cheng,P.S.Lee,A.Berner,D.T.Shaw,Orthokineticagglomerationinanintenseacousticfield[J].JournalofColloidandInterfaceScience.1983,91:176-187.T.L.Hoffmann,G.H.Koopmann,Visualizationofacousticparticleinctionandagglomeration:theoryevaluation[J].Acoust.Soc.Am.1997,101(6):3421–3429.T.L.Hoffmann,W.Chen,GH.Koopmann,A.W.Scaroni,L.Song,ExperimentalandNumerical-ysisofBimodalAcousticAgglomeration[J].JournalofVibrationandAcoustics-TransactionsoftheAsme,1993,115;232-240.T.L.Hoffmann,G.H.Koopmann,Visualizationofacousticparticleinctionandagglomeration:theoryandexperiments[J].Acoust.Soc.Am.1996,99(4):2130–2141.I.González,T.L.Hoffmann,J.A.Gallego,Precizemeasurementsofparticleentrainmentinastanding-waveacousticfieldbetween20and3500Hz[J].2002,AerosolSci.31(12):1461-1468.L.Song,G.H.Koopmann,T.L.Hoffmann,Animprovedtheoreticalmodelofacousticagglomeration[J].JournalofVibrationandAcoustics,1994,116(2):208-214.,,,.燃烧源可吸入颗粒物声波团聚研究进展与展望[J].洁净煤技术,2007,5:41-45.(YANGLin-jun,ZHAOBing,YANGGang,SHENXiang-lin.TheProspectandProgressonAcousticAgglomerationofPM25fromCombustion[J].CleanCoalTechnology,2007,5:41-45.),,.燃煤可吸入颗粒物声波团聚效率的实验研究和数值分析[J].热能动力工程(YAOGang,ZHAOBing,SHENXiang-lin.Experimentalstudyand ysisoftheagglomerationeffectivenessofinhalableparticlesofburnedcoal[J].JournalofEngineeringforThermalEnergyandPower,2006,21(2):175-178.)JianzhongLiu,GuangxueZhang,JunhuZhou,JieWang,WeidongZhaoandKefaCen.Experimentalstudyofacousticagglomerationofcoal-firedflyashparticlesatlowfrequencies[J].PowderTechnology,2009,193(1):20-25.,,徐进,.声波与颗粒联合作用下细颗粒脱除的实验研究[J].动力工程(ZHAOBIng,CHENHou-tao,SHENXiang-lin.Experimentalstudyonprecipitationoffineparticlesunderthecombinedactionofacousticwavesandseedparticles[J].JournalofPowerEngineering,2007,27(5):785-788.),,徐进,.燃煤飞灰超细颗粒物声波团聚清除的实验研究[J].中国电机工程学报,2007,35:28-32.(CHENHou-tao,ZHAOBing,XuJin,SHENXiang-lin.Experimentalstudyonacousticagglomerationofultrafineflyashparticles[J]．ProceedingsoftheCSEE,2007,35:28-32.),,章汝心,曹金祥,.声波与雾化水滴联合作用增强燃煤脱除的实验研究[J].国电机工程学报2009292(CHENHou-tao,ZHAOBing,ZhANGRu-xin,CAOJin-xiang,SHENXiang-lin.ExperimentalstudyontheenlargementofremovingPM25incoal-firedfumesunderthecombinedeffectofacousticwaveandatomizedwaterdrop[J].ProceedingsoftheCSEE,2009,29(2):35-40.),张光学,刘建忠,周俊虎,岑可法.颗粒对声波团聚效率的影响[J].化工学报,2011,62(2):355-361.(WANGJie,ZHANGGuang-xue,LIUJian-zhong,CENKe-fa.Effectofseedparticlesonacousticagglomerationefficiency[J].JournalofChemicalIndustryandEngineering,2011,62(2):355-361),陈立奇,,李忠.声波与相变联合作用下细颗粒脱除的实验研究[J].中国电机工学报201434(23282-(YANJin-pei,ChenLi-qi,YANGLin-jun,LIZhong.Experim