高溫?zé)焿m顆粒捕集技術(shù)探討

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1、高溫?zé)焿m顆粒捕集技術(shù)探討作者:付海明閱讀:851次上傳時間:2004-08-16推薦人:balaba(已傳論文146套)簡介:本文探討了高溫?zé)焿m顆粒特性對除塵器的影響,具體介紹當(dāng)前高溫?zé)焿m的捕集方式及其煙塵捕集方式的優(yōu)劣,提出高溫?zé)焿m除塵技術(shù)存在的問題及研究發(fā)展方向,它對于節(jié)能具有重要意義和廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景。關(guān)鍵字:高溫 煙塵顆?!〔都嚓P(guān)站中站:脫硫除塵工藝技術(shù)匯編1.概述  高溫含塵氣體凈化或氣固分離的問題,在化工、石油、冶金、能源及其他行業(yè)中都是十分重要的關(guān)鍵問題之一,在工業(yè)生產(chǎn)過程中常產(chǎn)生高溫含塵氣體,由于不同工藝需要或回收能量,以達到節(jié)能的目的,或者滿足環(huán)境要求達到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn),

2、都需對高溫含塵氣體進行除塵,在高溫條件下,隨著溫度的增加,作用在運動顆料上的粘性阻力增加,高溫時采用的設(shè)備材質(zhì)結(jié)構(gòu)形式以及熱膨脹等工程問題會影響設(shè)備協(xié)調(diào)的有效正常運行,因此,高溫條件下氣固分離技術(shù)是一個有較高的難度且亟待開發(fā)的課題,在國內(nèi)外極受重視,它不僅對環(huán)境污染起著極其關(guān)鍵的作用,而且是保護動力設(shè)備、防止設(shè)備的腐蝕及磨損、大幅度提高動力設(shè)備系統(tǒng)的效率及提高設(shè)備安全運行及節(jié)能的必要措施,它的理論研究及應(yīng)用技術(shù)開發(fā)研究具有重要意義和經(jīng)濟價值。2.高溫?zé)焿m顆粒的特性  溫度影響分離器性能最基本的原因,是當(dāng)溫度變化時含塵氣體的一些性質(zhì)如密度、粘度等發(fā)生改變,影響煙塵顆粒的運動規(guī)律及特性,從而影響

3、分離器的分離效率,并同時對分離設(shè)備提出耐高溫的特殊要求。高溫高效除塵技術(shù)的特點是:所要求凈化的含塵氣體溫度高(600~1400℃);顆粒細(通常dp<5~10μm,甚至亞微米級);凈化標(biāo)準(zhǔn)高,出口濃度常要求10~50mg/Nm3,甚至更小。對于如此苛刻的要求,采用簡單的氣固分離設(shè)備是遠遠達不到的,目前常采用離心機理及過濾機理的分離器或其組合,對于離心分離器,原則上溫度凈效應(yīng)將會減少分離器的分離效率?! 〔贿^至今,在高溫情況下如何影響分離器內(nèi)的氣固分離機理的確不是很了解,在很大程度上仍是通過試驗手法來探索溫度對顆粒分離機理的影響,即使如此,目前這方面的試驗研究結(jié)果也不是很充分,這方面研究有待深

4、入,它對提高顆粒分離及能源利用具有重要意義?! ∵\動顆粒粘性阻力增加,給旋風(fēng)分離帶來的不利影響,而未分析及考慮隨著溫度增加,細微顆粒的熱團聚作用將會更突出,加之在旋風(fēng)分離器內(nèi)存在著明顯的梯度團聚和湍流團聚,而細微顆粒的團聚勢必形成質(zhì)量較大顆粒團,當(dāng)微團質(zhì)量大于臨界分離顆粒質(zhì)量時,就會被旋風(fēng)分離器分離。顯然,從理論上分析,隨溫度增加,團聚作用增加,團聚有助于旋風(fēng)分離除塵效率的提高。有人進行了一個900℃下帶預(yù)團聚的旋風(fēng)分離試驗。即在旋風(fēng)分離器前,加入1個高溫旋風(fēng)風(fēng)筒,旋風(fēng)筒中采用簡單的導(dǎo)向葉片,使得高溫含塵氣流適當(dāng)旋轉(zhuǎn)以促進塵粒的團聚和粘結(jié),然后,再進入旋風(fēng)分離器中分離,研究結(jié)果表明,帶預(yù)團聚

5、的分級分離效率在高溫狀態(tài)下比不帶預(yù)團聚的分級分離效率高。而且也接近或超過了常溫下的分級分離效率。分級分離效率曲線仍然表現(xiàn)出細微粒效率升高的現(xiàn)象。因此,在高溫下(800—1000℃)利用預(yù)團聚,可以提高旋風(fēng)分離對微細煙塵顆粒的捕集效率?! ∮纱吮砻?,雖然高溫條件下,隨著溫度的升高,其顆粒的捕集分級分離效率下降,但在高溫條件下,亦存在可加以利用團聚作用的有利條件。進一步研究高溫預(yù)團聚對旋風(fēng)分離的影響規(guī)律,并進行充分有效的利用,可以提高分離效率,變高溫不利因素為有利因素,達到在高溫條件下,高效率除塵的目的。它對于有效地利用高溫?zé)煔怏w提高熱交換器的熱效率及熱交換器的運行壽命起著極其關(guān)鍵的作用?! ?/p>

6、于過濾分離器而言,驅(qū)使煙塵顆粒碰撞到捕塵體的機理很多,其中主要有慣性、截留、擴散、重力及靜電等。  對于慣性捕集效率主要為無因次量Stk數(shù)的函數(shù),Stk=顆粒慣性力/粘性阻力=其中Cu——Cunningham修正系數(shù),ρp——顆粒密度,dp——顆粒直徑,Vo——流體特征速度,μ——流體動力粘度,df——捕集體直徑?! 怏w而言,溫度升高,將使粘度μ變大,密度ρg變小,Cu值變大,擴散系數(shù)Dmp變大,Stk數(shù)的變化不確定。因此,隨溫度升高慣性捕集效應(yīng)的變化亦表現(xiàn)出不確定性?! τ诮亓粜?yīng)與Stk數(shù)無關(guān),而只是氣流流線及顆粒尺寸與捕集體尺寸的比值R的函數(shù),隨著溫度的升高,顆粒的團聚作用增加。

7、因此,截留效應(yīng)可能會隨著溫度的增加而升高?! τ跀U散效應(yīng),顯然,隨著煙塵顆粒減小,流速減慢,溫度的增加,塵粒的熱運動加速,從而與捕塵集體的碰撞效率也增加,即擴散系數(shù)Dup變大,擴散效應(yīng)增強,擴散捕集效率增加?! τ谥亓π?yīng),因為隨著溫度增加,凝并及團聚作用的明顯,可能會使顆粒的尺寸增加,質(zhì)量增加,因此,隨著溫度的升高,從理論上講,重力效應(yīng)可能會具有增大的趨勢。  對于靜電效應(yīng),根據(jù)粉塵比電阻與溫度的關(guān)系,

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