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可溶与不可溶混合PM2.5的蒸汽相变凝结增长

2015-08-03凡凤仙

动力工程学报 2015年7期

李 林,凡凤仙

(1.上海理工大学能源与动力工程学院,颗粒与两相流测量研究所,上海200093;2.上海理工大学上海市动力工程多相流动与传热重点实验室,上海200093)

符号说明:

aw——水的活度

cp,a,cp,v——干空气、蒸汽的比定压热容,J/(kg·K)

Dv——蒸汽在空气中的扩散系数,m2/s

dg0——几何平均粒径,m

dp——颗粒(液滴)直径,m

qm,qm,i——蒸汽向液滴表面扩散的质量流量、第i个粒径段颗粒对应的质量流量,kg/s

Kng,Knv——基于气相、蒸汽的Knusen数

L——相变潜热,J/kg

lg,lv——气相、蒸汽分子的平均自由程,m

Ma,Ml,Mv——干空气、液滴、蒸汽的摩尔质量,kg/mol

cs——溶质的浓度,mol/L

ms,mw——溶质、水的质量,kg

n,ni,nt——颗粒数目浓度、第i个粒径段的颗粒数目浓度、颗粒总数目浓度,cm-3

ns——溶质的物质的量,mol

ps——平液面的饱和蒸汽压,Pa

pva——液滴表面平衡蒸汽压,Pa

pv∞——气相主体蒸汽压,Pa

p∞——气相主体总压,Pa

R——理想气体常数,J/(mol·K)

Tl,T∞——液滴、气相主体温度,K

t——时间,s

ws——溶质的质量分数

vw——水的偏摩尔体积,m3/mol

λ——气相导热系数,W/(m·K)

ρl,ρs,ρw——液滴、溶质和水的密度,kg/m3

σg0——几何标准偏差

σl,σw——液滴、水的表面张力,N/m

PM2.5是我国城市大气的首要污染物,源解析表明燃煤电站的排放是PM2.5的主要来源之一[1-2].由于PM2.5颗粒细微,燃煤电站常规除尘设施,如静电除尘器和布袋除尘器等难以经济、高效地将其脱除,使得大量PM2.5排放到大气中[3].目前,大型燃煤电站普遍安装脱硫系统,其中湿法脱硫为主流的脱硫工艺[4-5].湿法脱硫过程的除尘效果引起了研究者的关注,然而研究发现湿法脱硫过程往往伴随着新成分PM2.5的形成[6-8],特别是在氨法烟气脱硫过程中易产生大量新微粒,主要有硫酸铵((NH4)2SO4)、亚硫酸铵((NH4)2SO3)和亚硫酸氢铵(NH4HSO3)等.针对湿法脱硫塔……

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