一种结合吹吸气流和顶吸罩的局部排风策略

刘开、杨胜维、曾令杰等人（导师：高军教授）提出了一种结合吹吸气流和顶吸罩的局部排风策略，应用于橡胶轮胎硫化车间的污染废气捕集。研究对单台硫化机进行了现场测试，测试显示：325/95R24型号的轮胎污染散发的时间为开模后的16min，颗粒污染物随开模动作同时散发，气态污染物的排放峰值出现时间较颗粒污染物晚。

该成果近日被Energy and Built Environment杂志接收。doi：https://doi.org/10.1016/j.enbenv.2020.04.008

图1 轮胎硫化过程中TVOC的动态和累积排放

图2 轮胎硫化过程中总颗粒污染物的动态和累积排放

   在现场测试的基础上，对单台硫化机设计了结合水平气幕和顶吸罩的局部排风装置，根据轮胎所处的位置分阶段捕集污染物：轮胎处于硫化机处——采用吹吸气流捕集污染，轮胎处于冷却区——采用顶吸气流捕集污染。利用数值模拟，研究讨论了不同吹吸风量、排风罩高度下硫化过程污染物的捕集效果。结果表明，低悬排风罩因距离污染源更近，对轮胎散发的污染物有更好的捕集效果。此外，水平气幕的送风速度过低会使污染气流没有足够的动量到达排风罩，而过高则会增加污染物溢出的风险，低悬排风罩的适宜送风速度为5m/s，高悬排风罩的适宜送风速度为8m/s。

图3 局部排风装置示意图

图4 吹吸阶段低悬排风罩的捕集效率

图5 吹吸阶段高悬排风罩的捕集效率

图6 低悬排风罩在散发全过程的捕集效率

图7 高悬排风罩在散发全过程的捕集效率

对于整个散发过程，低悬排风罩在排风量6000m³/h，气幕送风风速5m/s的条件下可达到98.18%的污染物捕集效率，而高悬排风罩达到相同的捕集效果需要更高的排风量及送风速度。

该研究表明，结合吹吸气流能使局部排风罩的排风量降低的同时更有效地收集污染物，对工业环境中局部通风系统的优化具有借鉴意义。

该研究得到了国家自然科学基金（批准号51778440）和“十三五”期间国家重点科研项目（批准号2018YFC0705300）的资助。