畜禽舍末端废气净化可调孔隙率填料结构设计与试验

集约型畜禽舍末端废气净化广泛采用酸洗喷淋的化学方法去除氨气和固体颗粒物。填料作为酸洗液与废气的反应场所，是影响废气净化效果的关键因素。针对畜禽养殖舍通风管理对废气净化系统净化效率及其产生的压降需求差异，该研究基于点阵结构优化方法，通过优化单胞构型研制了孔隙率可调的填料结构，并结合数值仿真和试验，分析了填料结构的孔隙率、压降和比表面积的变化规律及其对氨气和固体颗粒物（PM_2.5和PM₁₀）净化效果的影响。研究结果表明：当填料结构孔隙率从98.7%降低至91.1%时，压降从2.7 Pa增至35.2 Pa，氨气净化效率从77.4%升高至92.6%，PM_2.5和PM₁₀的净化效率分别从69.2%和87.2%升高至90.1%和97.7%。相较于现有净化系统广泛应用的填料（孔隙率90%，压降30 Pa，氨气净化效率85%，悬浮颗粒物净化效率40%～45%），本研究设计的填料结构孔隙率可根据养殖舍通风系统的压降负荷要求在91.1%～98.7%区间内进行调节，且能够满足除氨效率83%～90%、颗粒物净化效率不低于50%的畜禽舍废气净化效率需求，为实现填料孔隙率自动调控提供了理论基础和设计参考。