某電極箔廠房液態(tài)顆粒物的蒸發(fā)遷移特性及內(nèi)部環(huán)境控制方法.pdf

1、許多生產(chǎn)工藝過程中會存在散發(fā)液態(tài)顆粒物的高溫源項，如電極箔生產(chǎn)車間中的電解槽、氧化鋁生產(chǎn)車間中的酸溶反應(yīng)罐以及造紙車間中的紙機(jī)等。由于源項溫度較高，加之有些工藝過程不可密閉，生產(chǎn)過程中不斷會有大量的液態(tài)顆粒物飄逸到環(huán)境中。如果液態(tài)顆粒物大量聚集且不加以有效控制，會對人員健康、產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)設(shè)備等造成嚴(yán)重危害。
　　本文基于某工程實例，調(diào)研發(fā)現(xiàn)，該廠房內(nèi)部布置了大量的長條形高溫敞口槽，由于工藝需求槽體不能完全密封，它們成為了液態(tài)顆

2、粒物的散發(fā)源項。加之通風(fēng)系統(tǒng)存在弊病，不能對源項進(jìn)行有效控制，導(dǎo)致車間內(nèi)部高溫高濕及污染氣體不能被及時排除，環(huán)境非常惡劣。為了改善車間內(nèi)部環(huán)境，首先需要對液態(tài)顆粒物的源相進(jìn)行有效控制。本文利用CFD及用戶自定義函數(shù)（UDF），以源相液態(tài)顆粒物的散發(fā)為切入點，首先探究了液態(tài)顆粒物在非等溫流場中的蒸發(fā)遷移特性的數(shù)值模擬方法。對比研究了敏感性參數(shù)的不同修正方式對模擬結(jié)果的影響，得到對液態(tài)顆粒物在非等溫流場中散發(fā)過程的模擬，可以忽略二元擴(kuò)散系數(shù)

3、的修正，但是液滴表面飽和水蒸汽分壓的修正則必不可少。模擬數(shù)據(jù)對比參考文獻(xiàn)中的理論數(shù)據(jù)驗證了模型的有效性。在此基礎(chǔ)上研究了液態(tài)顆粒物在非等溫流場中的蒸發(fā)遷移規(guī)律，研究結(jié)果表明，源項溫度、環(huán)境中水蒸氣濃度以及液滴初始粒徑等相關(guān)參數(shù)都強(qiáng)烈影響著滴的蒸發(fā)及運動。研究結(jié)果為非等溫流場中液態(tài)顆粒物控制方法的探究奠定了基礎(chǔ)。
　　由于液滴蒸發(fā)作用的影響，使得液滴的粒徑和受力在運動過程中不斷變化，所以液態(tài)顆粒物的遷移特性和控制方法與氣態(tài)污染物和固

4、態(tài)顆粒物存在差異。為了對高溫源項散發(fā)的液態(tài)顆粒物進(jìn)行更加有效的控制，本文進(jìn)一步對比研究了側(cè)吸罩與上部吸氣罩對源項的控制效果的優(yōu)劣。研究發(fā)現(xiàn)，相同排風(fēng)量條件下上部吸氣罩的控制效果不僅更好，而且具有較大裕度。對比研究了上部吸氣罩的不同排風(fēng)動量以及不同安裝高度條件下針對液態(tài)顆粒物的控制效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)排風(fēng)動量減小為設(shè)計值的30％時，捕集效率仍然可達(dá)98%以上；而捕集效率則隨安裝高度的增大快速下降，當(dāng)安裝高度為2.5倍的源項水力直徑時，捕集效率下

5、降到90%，本文最后指出，如果工藝過程允許，應(yīng)盡可能使用上部吸氣罩，同時其安裝高度不宜大于源項水力直徑的2倍。
　　另外，由于受到外界的干擾，針對源項的捕集效率通常不會達(dá)到100%，當(dāng)局部排風(fēng)系統(tǒng)不能有效控制源項時，就會有裹挾液態(tài)顆粒物的污染氣體飄逸，這時整體環(huán)境分析和局部工位的環(huán)境控制則顯得必不可少。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，由于廠房內(nèi)部氣流組織不合理，車間內(nèi)部存在很嚴(yán)重的負(fù)壓現(xiàn)象，不僅會導(dǎo)致局部排風(fēng)系統(tǒng)運行效率的降低，而且會有負(fù)壓引入外界污染