雾化洗涤塔内油页岩干馏气粉尘洗涤效率影响因素研究

发布时间：2020-06-02 07:26

【摘要】：油页岩干馏过程中会产生大量的粉尘,而传统的喷淋洗涤方式工艺相对落后,存在能耗大、循环水量大、产生废水量大的缺点。本课题在传统喷淋洗涤塔的基础上,设计了一种水洗和油洗两用的多层喷雾除尘实验装置,与传统的喷淋洗涤塔相比,该雾化洗涤塔具有除尘效率高、结构简单、占地面积小、投资运行成本低和节约液体工质的优点。本课题以雾化洗涤塔为研究对象,首先对实验所用粉体的特性进行了检测;随后采用实验的方法研究了入口气体流量、入口粉尘浓度、液气体积比和喷嘴布置方式对不同粒径粉尘颗粒洗涤效率的影响;最后运用CFD数值模拟的方法研究了雾化洗涤塔内不同工况下速度分布、压力分布和湍流强度分布,同时还研究了喷嘴布置方式对雾滴粒径分布的影响。在粉体特性的研究中,实验用粉尘颗粒具有良好的流动性、喷流性和润湿性,属于中等亲水性粉尘;粉尘颗粒粒径分布于1~100μm之间,平均粒径为15.23μm;粉尘颗粒表面形态以球形为主,并伴有其它不规则形状。在雾化洗涤塔的实验研究中,入口气体流量是影响雾化洗涤塔总体压降最主要的因素,入口粉尘浓度变化和液气体积比变化对压降影响非常小。雾化洗涤塔总除尘效率随入口气体流量、入口粉尘浓度和液气体积比的增大而增大,当入口气体流量为158.3m~3/h、入口粉尘浓度为32g/m~3、液气体积比为16.3L/m~3时,总除尘效率可达98.7%。粒径小于3μm的粉尘颗粒洗涤效率随入口气体流量、入口粉尘浓度的增大而减小,随液气体积比的增大而增大;粒径3~5μm的粉尘颗粒洗涤效率受入口气体流量、入口粉尘浓度的影响不大,随液气体积比的增大而增大;粒径5~15μm的粉尘颗粒洗涤效率随入口气体流量、入口粉尘浓度和液气体积比的增大而增大。在雾化洗涤塔CFD数值模拟中,雾化洗涤塔内速度、压降和湍流强度随入口气体流量的增大而增大,入口气体流量的增大使粉尘颗粒在洗涤区域分布更加均匀,提高了粉尘颗粒与雾滴的混合程度,增加了二者的碰撞几率;双喷嘴沿雾化洗涤塔径向对喷时,不但增强了粉尘颗粒和雾滴之间的扰动和混合,而且延长了粉尘颗粒在洗涤区域的停留时间,能够有效的提高粉尘颗粒所受到的惯性作用、扩散作用和拦截作用。双喷嘴对称布置与单喷嘴布置方式相比,相同喷射压力下雾滴的索特尔平均直径(SMD)减小了约10μm,并且雾化均匀度也得到了提高。
【图文】：

圆射流,长度

是指液态工质通过雾化装置时，在装置的内部压力和外部干扰成小液滴的过程。按照雾化装置的工作原理，可分为机械雾化下液体雾化装置的喷口尺寸都比较小，，液体工质在装置内部压圆柱状细流，并在湍流的剪切力作用下，变的非常不稳定，当时就会发生初步破碎，初步破碎后形成的小液滴由于和空气存程中会进一步发生破碎，形成二次雾化，雾滴粒径也会进一步受的是圆射流破碎雾化理论[47,48]和液膜破碎雾化理论[49,50]。破碎雾化理论喷射出的截面呈圆形柱状射流，称为圆射流。圆射流的碎裂长果的重要参数。其中喷嘴出口至第一个碎裂点的长度，称为碎个碎裂位置的时间，称为碎裂时间 Tb。喷射速度在很大程度上碎裂时间，喷射速度越大，圆射流受周围气体的扰动作用越强短，液体细小颗粒比例越大，根据圆射流速度大小的不同，如滴流区、层流区、过渡区、湍流区和雾化区。

液膜,气液交界面,射流,平面

1 bbr,max 0lnL —最大表面波增长率，s-1喷口处表面波振幅，m圆射流碎裂时表面波的振幅，m圆射流速度，m/s膜破碎雾化理论喷嘴、锥形喷嘴、转盘喷嘴、平流喷嘴、轴针式喷嘴等会形成截面呈扇膜射流。液膜射流从喷嘴喷出后，其发展主要受液体流动特性、气液体件的影响。由于液膜射流受外界气体的扰动作用，其表面会形成振动波逐渐增大，液膜射流的顶端会碎裂成线、带或环状，该过程称为液膜射后液体线、带或环会再度碎裂成大量细小液滴，该过程称为液膜射流的平面液膜射流
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE662

【相似文献】