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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：1259次上傳時(shí)間：2004-08-16推薦人：balaba(已傳論文146套)簡(jiǎn)介：本文探討了高溫?zé)焿m顆粒特性對(duì)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(wèn)題及研究發(fā)展方向，它對(duì)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(wèn)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(wèn)題之一，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中常產(chǎn)生高溫含塵氣體，由于
2、不同工藝需要或回收能量，以達(dá)到節(jié)能的目的，或者滿足環(huán)境要求達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，都需對(duì)高溫含塵氣體進(jìn)行除塵，在高溫條件下，隨著溫度的增加，作用在運(yùn)動(dòng)顆料上的粘性阻力增加，高溫時(shí)采用的設(shè)備材質(zhì)結(jié)構(gòu)形式以及熱膨脹等工程問(wèn)題會(huì)影響設(shè)備協(xié)調(diào)的有效正常運(yùn)行，因此，高溫條件下氣固分離技術(shù)是一個(gè)有較高的難度且亟待開(kāi)發(fā)的課題，在國(guó)內(nèi)外極受重視，它不僅對(duì)環(huán)境污染起著極其關(guān)鍵的作用，而且是保護(hù)動(dòng)力設(shè)備、防止設(shè)備的腐蝕及磨損、大幅度提高動(dòng)力設(shè)備系統(tǒng)的效率及提高設(shè)備安全運(yùn)行及節(jié)能的必要措施，它的理論研究及應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)研究具有重要意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。2
3、.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(shí)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(yùn)動(dòng)規(guī)律及特性，從而影響分離器的分離效率，并同時(shí)對(duì)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(diǎn)是：所要求凈化的含塵氣體溫度高(600～1400℃)；顆粒細(xì)(通常dp<5～10μm，甚至亞微米級(jí))；凈化標(biāo)準(zhǔn)高，出口濃度常要求10～50mg/Nm3，甚至更小。對(duì)于如此苛刻的要求，采用簡(jiǎn)單的氣固分離設(shè)備是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到的，目前常采用離心機(jī)理及過(guò)濾機(jī)理的分離器或其組合，對(duì)于離心分離器，原則上溫度凈效
4、應(yīng)將會(huì)減少分離器的分離效率?！ 〔贿^(guò)至今，在高溫情況下如何影響分離器內(nèi)的氣固分離機(jī)理的確不是很了解，在很大程度上仍是通過(guò)試驗(yàn)手法來(lái)探索溫度對(duì)顆粒分離機(jī)理的影響，即使如此，目前這方面的試驗(yàn)研究結(jié)果也不是很充分，這方面研究有待深入，它對(duì)提高顆粒分離及能源利用具有重要意義?！ ∵\(yùn)動(dòng)顆粒粘性阻力增加，給旋風(fēng)分離帶來(lái)的不利影響，而未分析及考慮隨著溫度增加，細(xì)微顆粒的熱團(tuán)聚作用將會(huì)更突出，加之在旋風(fēng)分離器內(nèi)存在著明顯的梯度團(tuán)聚和湍流團(tuán)聚，而細(xì)微顆粒的團(tuán)聚勢(shì)必形成質(zhì)量較大顆粒團(tuán)，當(dāng)微團(tuán)質(zhì)量大于臨界分離顆粒質(zhì)量時(shí)，就會(huì)被旋風(fēng)分離器分離
5、。顯然，從理論上分析，隨溫度增加，團(tuán)聚作用增加，團(tuán)聚有助于旋風(fēng)分離除塵效率的提高。有人進(jìn)行了一個(gè)900℃下帶預(yù)團(tuán)聚的旋風(fēng)分離試驗(yàn)。即在旋風(fēng)分離器前，加入1個(gè)高溫旋風(fēng)風(fēng)筒，旋風(fēng)筒中采用簡(jiǎn)單的導(dǎo)向葉片，使得高溫含塵氣流適當(dāng)旋轉(zhuǎn)以促進(jìn)塵粒的團(tuán)聚和粘結(jié)，然后，再進(jìn)入旋風(fēng)分離器中分離，研究結(jié)果表明，帶預(yù)團(tuán)聚的分級(jí)分離效率在高溫狀態(tài)下比不帶預(yù)團(tuán)聚的分級(jí)分離效率高。而且也接近或超過(guò)了常溫下的分級(jí)分離效率。分級(jí)分離效率曲線仍然表現(xiàn)出細(xì)微粒效率升高的現(xiàn)象。因此，在高溫下(800—1000℃)利用預(yù)團(tuán)聚，可以提高旋風(fēng)分離對(duì)微細(xì)煙塵顆粒的捕
6、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(jí)分離效率下降，但在高溫條件下，亦存在可加以利用團(tuán)聚作用的有利條件。進(jìn)一步研究高溫預(yù)團(tuán)聚對(duì)旋風(fēng)分離的影響規(guī)律，并進(jìn)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(dá)到在高溫條件下，高效率除塵的目的。它對(duì)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(yùn)行壽命起著極其關(guān)鍵的作用。 對(duì)于過(guò)濾分離器而言，驅(qū)使煙塵顆粒碰撞到捕塵體的機(jī)理很多，其中主要有慣性、截留、擴(kuò)散、重力及靜電等?！ ?duì)于慣性捕集效率主要為無(wú)因次量Stk數(shù)的函數(shù)，Stk
7、=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(dòng)力粘度，df——捕集體直徑?！ ?duì)氣體而言，溫度升高，將使粘度μ變大，密度ρg變小，Cu值變大，擴(kuò)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?！ ?duì)于截留效應(yīng)與Stk數(shù)無(wú)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(tuán)聚作用增加。因此，截留效應(yīng)可能會(huì)隨著溫度的增加而升高?！ ?duì)于擴(kuò)散效應(yīng)，顯然，隨著煙塵顆粒
8、減小，流速減慢，溫度的增加，塵粒的熱運(yùn)動(dòng)加速，從而與捕塵集體的碰撞效率也增加，即擴(kuò)散系數(shù)Dup變大，擴(kuò)散效應(yīng)增強(qiáng)，擴(kuò)散捕集效率增加。 對(duì)于重力效應(yīng)，因?yàn)殡S著溫度增加，凝并及團(tuán)聚作用的明顯，可能會(huì)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(huì)具有增大的趨勢(shì)?！ ?duì)于靜電效應(yīng)，根據(jù)粉塵比電阻與溫度的關(guān)系
