超聲波增濕撞擊流泡沫捕捉塔處理含鈹廢氣研究

凡思軍　　吳　磊　　劉忠英　　姚　劍　　馬繼飛　　李玉蘭　　侯惠奇　　謝雷東　　陳　堃（中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所　嘉定園區(qū)　　上海　201800）

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超聲波增濕撞擊流泡沫捕捉塔處理含鈹廢氣研究

凡思軍吳磊劉忠英姚劍馬繼飛李玉蘭侯惠奇謝雷東陳堃
（中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所嘉定園區(qū)上海201800）

摘要采用超聲波霧化除塵技術(shù)，研制了最大處理風(fēng)量為300m3·h-1的超聲波增濕撞擊流泡沫捕捉塔含鈹廢氣處理樣機，按照國家標(biāo)準(zhǔn)方法對超聲波增濕撞擊流泡沫塔的進、出氣口進行采樣，使用電感耦合等離子譜儀對其除鈹性能的影響因素進行了研究。結(jié)果表明，霧化加濕量的增加有利于除鈹效率的提高，但同時也使凈化后氣體的絕對濕度增加；超聲波加濕器安裝在距離塔體3m以上方能最大限度地提高除鈹效率；當(dāng)顆粒物粒徑在0.4μm以上時，除鈹效率較高，而在0.4μm以上時，除鈹效率顯著降低；除鈹效率隨進氣口初始鈹濃度而增加；氣體流速的增加有利于提高除鈹效率，但氣體流速過高將導(dǎo)致凈化后氣體絕對濕度顯著增加，最佳氣體流速為12m·s-1。當(dāng)氣體流速為12m·s-1時，最佳塔內(nèi)水位為40cm。研究結(jié)果為超聲波增濕撞擊流泡沫捕捉塔在釷基熔鹽堆（ThoriumMoltenSaltReactor，TMSR）核能系統(tǒng)項目含鈹廢氣上的應(yīng)用提供了實驗依據(jù)。

關(guān)鍵詞超聲波增濕，泡沫捕捉，除鈹效率，絕對濕度，粒徑

Purification of Be-containing offgas by ultrasonic atomization-impinging stream foam tower

FANSijunWULeiLIUZhongyingYAOJianMAJifeiLIYulan HOUHuiqiXIELeidongCHENKun
（Shanghai Institute of Applied Physics， Chinese Academy of Sciences， Jiading Campus， Shanghai 201800， China）

Abstract Background:LiF-BeF2isusedascoolantsforThoriumMoltenSaltReactor（TMSR）.Theoffgasfrom TMSRcontainingberylliumwhichisharmfultobothhumanhealthandtheenvironmentmustbepurifiedbefore beingdischarged. Purpose:Anewtypewetduster-ultrasonicatomization-impingingstreamfoamtower was developed.Methods:Theberylliumremovalpropertieswereinvestigatedbysamplingaccordingtonationalstandards. Theincreaseofatomizationamountishelpfulforimprovingberylliumremovalefficiency.Results:Inorderto controltheabsolutehumidityoffgasafterpurification，theoptimalatomizationamountissetat80mL·min-1.The ultrasonichumidifiershouldbeinstalled3mawayfromthefoamtower. Particleswithdiameterbiggerthan0.4μm canberemovedeffectively.Theberylliumremovalefficiencyofoffgasincreaseswiththeinitialberyllium concentrationandtheoffgasvelocitywhichisoptimizedat12m·s-1.Theoptimalwaterlevelinthetoweris40cm whentheoffgasvelocityis12m·s-1.Conclusion:Theresultsindicatethatultrasonicatomization-impingingstream foamtowerissuitableforpurifyingoffgascontainingberylliuminTMSR.

Key words Ultrasonicatomization，F(xiàn)oamcapture，Berylliumremovalefficiency，Absolutehumidity，Particlesize

中國科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項（No.XDA02020400）資助

第一作者：凡思軍，男，1976年出生，2012年于中國科學(xué)院上海光學(xué)精密與機械研究所獲博士學(xué)位

SupportedbytheStrategicPriorityResearchProgramoftheChineseAcademyofSciences（No.XDA02020400）

Firstauthor：FANSijun，male，bornin1976，graduatedfromShanghaiInstituteofOpticsandFineMechanics，ChineseAcademyofScienceswitha doctor’sdegreein2012

釷基熔鹽堆（ThoriumMoltenSaltReactor，TMSR）核能系統(tǒng)項目是中國科學(xué)院先導(dǎo)科技專項之一，其戰(zhàn)略目標(biāo)是研發(fā)第四代裂變反應(yīng)堆核能系統(tǒng)（TMSR核能系統(tǒng)）[1-4]。……