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

1、許多生產工藝過程中會存在散發(fā)液態(tài)顆粒物的高溫源項，如電極箔生產車間中的電解槽、氧化鋁生產車間中的酸溶反應罐以及造紙車間中的紙機等。由于源項溫度較高，加之有些工藝過程不可密閉，生產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、產品質量以及生產設備等造成嚴重危害。
　　本文基于某工程實例，調研發(fā)現，該廠房內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。加之通風系統(tǒng)存在弊病，不能對源項進行有效控制，導致車間內部高溫高濕及污染氣體不能被及時排除，環(huán)境非常惡劣。為了改善車間內部環(huán)境，首先需要對液態(tài)顆粒物的源相進行有效控制。本文利用CFD及用戶自定義函數（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)遷移特性的數值模擬方法。對比研究了敏感性參數的不同修正方式對模擬結果的影響，得到對液態(tài)顆粒物在非等溫流場中散發(fā)過程的模擬，可以忽略二元擴散系數

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。模擬數據對比參考文獻中的理論數據驗證了模型的有效性。在此基礎上研究了液態(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參數都強烈影響著滴的蒸發(fā)及運動。研究結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。
　　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)顆粒物進行更加有效的控制，本文進一步對比研究了側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，相同排風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，結果發(fā)現排風動量減小為設計值的30％時，捕集效率仍然可達98%以上；而捕集效率則隨安裝高度的增大快速下降，當安裝高度為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到100%，當局部排風系統(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。調研發(fā)現，由于廠房內部氣流組織不合理，車間內部存在很嚴重的負壓現象，不僅會導致局部排風系統(tǒng)運行效率的降低，而且會有負壓引入外界污染