旋滤器结构优化及分离性能研究

发布时间：2020-07-06 14:53

【摘要】：随着国家经济迅速发展,城市化进程日益扩大,人们生活水平逐渐提高,在这个时代蒸蒸日上的背后是大量资源的消耗为此提供不懈的动力,而能源结构中主要是以煤炭为主,煤炭燃烧排放的SO2和烟尘对大气造成了严重的污染,国家在“十五”期间就设立“燃煤锅炉烟气微细粒子高效控制技术与设备”的课题,其实质内容就是要从根本上解决燃煤锅炉对造成的大气污染问题。工业除尘器是从气流中回收物料的主要设备,成为工业生产中通风除尘系统的重要组成部分,除尘器工作效率将会直接导致排放至空气中的粉尘含量,对环境有着直接的影响。其中旋风分离器以其特有的优点成为学者们致力于研究的重点对象。随着工业装置生产规模的提高以及操作条件变得更为苛刻,对旋风分离器性能的要求也不断提高:一方面要求旋风分离器有更强的捕集细小粉尘的能力;另一方面要求旋风分离器的压降进一步减少,以降低能耗。基于以上背景,以常规带直管的分离器作为基础,通过合理的添加滤芯段提出一种旋滤器结构,主要针对含尘气体实现先离心分离再滤芯吸附小微颗粒的除尘方式,以期提高设备捕捉微小粉尘的能力。(1)首先基于数值模拟方法对旋滤器初始模型气相流场开展分析,初步了解旋滤器结构速度场、压力场的分布特性;(2)其次采用离散相模型(Discrete Phase Model,DPM)对气固两相流场进行全面讨论,观察并分析粒子从入口不同位置点入射对运移轨迹的影响,以及旋滤器内不同粒径大小的粒子在流场中的运移轨迹情况。(3)在了解旋滤器初始模型流场分布后,通过正交试验方法对旋滤器内置滤芯的规格大小和排布方式进行优选。通过将试验结果直观分析和方差分析两种方法相结合,找出分离效率最优的结构参数。并进一步对排气管伸入长度进行模拟分析,找到旋滤器分离性能最佳时的排气管伸入长度。并将优选的结果与初始模型进行对比验证,确定最优结构。(4)最后搭建室内实验台进行室内实验。对粉料滑石粉进行取样测粒径,选取滤芯吸附颗粒、集灰容器中粉料取样用粒度仪进行粒径测量,得出分离前后粒径分布曲线。对正交试验所优选出的三种旋滤器结构进行分离效率和压降测试,并将模拟值与实验值进行对比分析。最后讨论了不同速度时,浓度对旋滤器分离效率和压降的影响,并对形成原因分析。实验与模拟结果之间有相同的趋势,模拟结果得到实验的充分验证。
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ051.85
【图文】：

示意图,旋风分离,工作原理,示意图

风除尘器目前在工业锅炉使用流。该除尘方式相对其他三廉、设备安装维护方便、不易要的气固两相分离的除尘设广泛的烟气除尘设备之一，如进入分离器利用气流旋转产生方式适在捕集、分离粒径为简单、无运动部件、能耗小等纺食品等工业部门应用也有很复杂的三维、两相流所形成，断的研究至今也很难完全掌握立一套成熟的数学模型[5]。即仍然持续不断，随科学技术的，由于测试技术、计算机技的研究达到一个全新的阶段。

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2-内旋流；3-外旋流；4-排气管；5-滤芯；图 1.2 旋滤器工作原理示意图对象，从流场的数值模拟计算、颗进行研究，研究的主要内容如下构的工作原理、分离特性和理论型气相流场特性进行分析，包括算方法及选择合适的数值模拟方，着重分析颗粒在流场中的受力以下的颗粒的分级效率进行分析寸、排布方式以及溢流管深入长法，数值模拟计算得出结果，分析。室内试验对优选参数的分离性能旋滤器结构；

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图 2.1 旋滤器结构图表 2-1 旋滤器基本模型尺寸（单位 mm）口径入口边长入口边宽总体高度da b H 5 100 40 1100 首先运用 GAMBIT 软件进行建模并前处理。进行数值模拟计算必须对模关系到计算结果的精确性，差的网格错误的模拟结果。为配合不同的计便更准确地描绘流场的变化规律。

【参考文献】