引流强化旋风分离空气中固体颗粒物实验研究

发布时间：2020-08-07 11:35

【摘要】：近年来,粉尘污染越来越受到社会的关注,大气中颗粒物含量增多也成为导致呼吸道疾病发病率显著提高的重要原因,因此一些国家的相关部门已经开始采取措施,旨在通过可靠、有效的技术对空气中的颗粒物进行分离以达到空气质量标准。相比于袋式除尘器、静电分离器等分离设备,旋风分离技术以其易操作、易维护等优点已成为气固分离领域的重要分离技术,但其分离性能的可靠性及普适性仍有待于进一步提高。基于传统旋风分离器间歇除尘机制以及底部集污槽所引起的二次返混现象,本文提出了利用引流强化旋风分离器分离颗粒物的设想,即将传统旋风分离器底部的集污槽改为引射装置,利用引流实现对颗粒物连续分离的目的。设计并加工了带引流功能的新型旋风分离器样机,搭建了引流强化旋风分离颗粒物的实验台。通过实验研究了入口流量、入口压力、入口浓度及引流流量四个操作参数对带引流功能的新型旋风分离器分离性能的影响,并得到了合理的操作参数。最后通过颗粒物粒径及颗粒物密度实验探究了颗粒物本身的物理特性对新型旋风分离器分离性能的影响。实验结果表明:与传统的旋风分离器相比,带引流功能的新型旋风分离器实现了连续分离目的并且分离效率更高,对于10μm二氧化硅颗粒,分离效率最高可达89.7%,但同时能量损失也较大。另外,改变引流流量对新型旋风分离器分离效率、分流比及能量损失产生的影响最大;改变入口流量对溢流口浓度产生的影响最大;而新型旋风分离器的分离性能基本不会随入口压力的变化而变化。随着颗粒物粒径及密度的增加,旋风分离器的分离效率和能量损失均会有所增加。本文提出的带引流功能的新型旋风分离器有效地改善了传统旋风分离技术中的局限性,为后续旋风分离颗粒物实验操作参数的设定提供了参考,并且对于空气中的颗粒物在环保领域的分离和捕获具有重要的意义。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X513
【图文】：

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哈尔滨工业大学工程硕士学位论文以及不同颗粒物密度下的分离性能实验，分析提出的具有引流离器的现实可行性。得到其合理的操作参数以及入口流量、入、引流流量、颗粒物粒径和颗粒物密度对旋风分离器的分离效损失以及溢流口浓度等分离性能参数的影响，并对其影响大小的主要研究内容如图 1-1 所示：

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简介雷诺汽车厂引入了一个装有旋风分离应用旋风分离器的时间要早得多。随家的研究人员同时且各自独立地完成时间内旋风分离器的研究并没有很大的仪器（激光多普勒测速仪 LDV）的力学（CFD）软件的出现，旋风分离本结构要由进气管、圆柱段、圆锥段、底流1 所示。含尘气体由进气管切向进入圆颗粒物被分离到内壁面上，然后向下空气则向上由溢流管排出，由此实现

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a) 三维设计图 b) 实物图图 2-2 带引流功能的新型旋风分离器设计中排污管与引流管呈 45°角，以便杂质排出；底流管与排污管用 40°半径为 5 mm 的圆弧连接，防止颗粒物在拐角处沉积；为了达到较好的分离效率，且流量又不至过小，入口管径取为 DN15；此外，旋风分离器所用材质为高硼硅，壁厚为 3.3 mm。2.3.2 操作参数设计由于 GRIMM-1109 气溶胶粒径谱仪进行粒径分布测量时对管道中气体的流速有一定的限制条件，流速过大或过小都会使仪器无法正常运行，因而实验中将新型旋风分离器的入口流量设计为 10.4-12.2 m3/h，并将入口流量分为 10 个工况进行实验：10.4 m3/h、10.6 m3/h、10.8 m3/h、11.0 m3/h、11.2 m3/h、11.4 m3/h、11.6 m3/h、11.8 m3/h、12.0 m3/h、12.2 m3/h。测出不同入口流量下新型旋风分离器分离效率、分流比、溢流口浓度、入口粒径分布、溢流口粒径分布及能量损失六个性能指标

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