【摘要】：油頁(yè)巖干餾過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵,而傳統(tǒng)的噴淋洗滌方式工藝相對(duì)落后,存在能耗大、循環(huán)水量大、產(chǎn)生廢水量大的缺點(diǎn)。本課題在傳統(tǒng)噴淋洗滌塔的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種水洗和油洗兩用的多層噴霧除塵實(shí)驗(yàn)裝置,與傳統(tǒng)的噴淋洗滌塔相比,該霧化洗滌塔具有除塵效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小、投資運(yùn)行成本低和節(jié)約液體工質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。本課題以霧化洗滌塔為研究對(duì)象,首先對(duì)實(shí)驗(yàn)所用粉體的特性進(jìn)行了檢測(cè);隨后采用實(shí)驗(yàn)的方法研究了入口氣體流量、入口粉塵濃度、液氣體積比和噴嘴布置方式對(duì)不同粒徑粉塵顆粒洗滌效率的影響;最后運(yùn)用CFD數(shù)值模擬的方法研究了霧化洗滌塔內(nèi)不同工況下速度分布、壓力分布和湍流強(qiáng)度分布,同時(shí)還研究了噴嘴布置方式對(duì)霧滴粒徑分布的影響。在粉體特性的研究中,實(shí)驗(yàn)用粉塵顆粒具有良好的流動(dòng)性、噴流性和潤(rùn)濕性,屬于中等親水性粉塵;粉塵顆粒粒徑分布于1~100μm之間,平均粒徑為15.23μm;粉塵顆粒表面形態(tài)以球形為主,并伴有其它不規(guī)則形狀。在霧化洗滌塔的實(shí)驗(yàn)研究中,入口氣體流量是影響霧化洗滌塔總體壓降最主要的因素,入口粉塵濃度變化和液氣體積比變化對(duì)壓降影響非常小。霧化洗滌塔總除塵效率隨入口氣體流量、入口粉塵濃度和液氣體積比的增大而增大,當(dāng)入口氣體流量為158.3m~3/h、入口粉塵濃度為32g/m~3、液氣體積比為16.3L/m~3時(shí),總除塵效率可達(dá)98.7%。粒徑小于3μm的粉塵顆粒洗滌效率隨入口氣體流量、入口粉塵濃度的增大而減小,隨液氣體積比的增大而增大;粒徑3~5μm的粉塵顆粒洗滌效率受入口氣體流量、入口粉塵濃度的影響不大,隨液氣體積比的增大而增大;粒徑5~15μm的粉塵顆粒洗滌效率隨入口氣體流量、入口粉塵濃度和液氣體積比的增大而增大。在霧化洗滌塔CFD數(shù)值模擬中,霧化洗滌塔內(nèi)速度、壓降和湍流強(qiáng)度隨入口氣體流量的增大而增大,入口氣體流量的增大使粉塵顆粒在洗滌區(qū)域分布更加均勻,提高了粉塵顆粒與霧滴的混合程度,增加了二者的碰撞幾率;雙噴嘴沿霧化洗滌塔徑向?qū)姇r(shí),不但增強(qiáng)了粉塵顆粒和霧滴之間的擾動(dòng)和混合,而且延長(zhǎng)了粉塵顆粒在洗滌區(qū)域的停留時(shí)間,能夠有效的提高粉塵顆粒所受到的慣性作用、擴(kuò)散作用和攔截作用。雙噴嘴對(duì)稱布置與單噴嘴布置方式相比,相同噴射壓力下霧滴的索特爾平均直徑(SMD)減小了約10μm,并且霧化均勻度也得到了提高。
【圖文】：

是指液態(tài)工質(zhì)通過(guò)霧化裝置時(shí)，在裝置的內(nèi)部壓力和外部干擾成小液滴的過(guò)程。按照霧化裝置的工作原理，可分為機(jī)械霧化下液體霧化裝置的噴口尺寸都比較小，，液體工質(zhì)在裝置內(nèi)部壓圓柱狀細(xì)流，并在湍流的剪切力作用下，變的非常不穩(wěn)定，當(dāng)時(shí)就會(huì)發(fā)生初步破碎，初步破碎后形成的小液滴由于和空氣存程中會(huì)進(jìn)一步發(fā)生破碎，形成二次霧化，霧滴粒徑也會(huì)進(jìn)一步受的是圓射流破碎霧化理論[47,48]和液膜破碎霧化理論[49,50]。破碎霧化理論噴射出的截面呈圓形柱狀射流，稱為圓射流。圓射流的碎裂長(zhǎng)果的重要參數(shù)。其中噴嘴出口至第一個(gè)碎裂點(diǎn)的長(zhǎng)度，稱為碎個(gè)碎裂位置的時(shí)間，稱為碎裂時(shí)間 Tb。噴射速度在很大程度上碎裂時(shí)間，噴射速度越大，圓射流受周圍氣體的擾動(dòng)作用越強(qiáng)短，液體細(xì)小顆粒比例越大，根據(jù)圓射流速度大小的不同，如滴流區(qū)、層流區(qū)、過(guò)渡區(qū)、湍流區(qū)和霧化區(qū)。

1 bbr,max 0lnL —最大表面波增長(zhǎng)率，s-1噴口處表面波振幅，m圓射流碎裂時(shí)表面波的振幅，m圓射流速度，m/s膜破碎霧化理論噴嘴、錐形噴嘴、轉(zhuǎn)盤噴嘴、平流噴嘴、軸針式噴嘴等會(huì)形成截面呈扇膜射流。液膜射流從噴嘴噴出后，其發(fā)展主要受液體流動(dòng)特性、氣液體件的影響。由于液膜射流受外界氣體的擾動(dòng)作用，其表面會(huì)形成振動(dòng)波逐漸增大，液膜射流的頂端會(huì)碎裂成線、帶或環(huán)狀，該過(guò)程稱為液膜射后液體線、帶或環(huán)會(huì)再度碎裂成大量細(xì)小液滴，該過(guò)程稱為液膜射流的平面液膜射流
【學(xué)位授予單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE662

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本文編號(hào)：2692813