湿式旋流除尘器的研究及应用

摘要

尘害在大多数工业领域都不同程度地存在。在非煤行业粉尘对环境、人体和生产都造成重大危害，带来巨大的经济损失。在煤炭行业，粉尘的扩散不仅导致大量人员患上尘肺病，而且煤尘爆炸事故的发生造成大量工人的伤亡，给煤炭企业带来巨大的经济负担和不良影响。 湿式除尘器与其它除尘器比较具有结构简单，造价低，适应于湿度较大且含有粘性粉尘气体净化的特点，因而应用较广。在煤炭行业，由于煤矿井下作业环境的特殊性，静电除尘器和袋式除尘器的应用受到极大限制，因而普遍采用湿式除尘器除尘。但是，由于技术上的原因，目前使用的普通湿式除尘器除尘效率特别是呼吸性粉尘除尘效率较低，使粉尘治理效果并不理想。因此，开展湿式除尘器的研究，在保障其总粉尘除尘效率的同时，提高其呼吸性粉尘除尘效率具有重要意义。 本文详细论述了粉尘的性质和危害、粉尘的运动特性和国内外湿式除尘器的现状及技术水平，在湿式除尘机理、旋转流场理论和前人对湿式旋流除尘器各主要部件的相似模拟试验结果的基础上，成功地研制出各项性能指标均达到要求的湿式旋流除尘器，并在四川省长运水泥厂进行了现场应用，取得了良好的效果。 该湿式旋流除尘器集旋转雾化除尘和旋流脱水除尘于一体，主要由转盘式雾化器、风流导向装置、脱水器、风机和循环水处理系统组成。 影响湿式旋流除尘器除尘效率的因素较多，本文主要对其中的液气比、风速对除尘效率和脱水效率的影响进行了系统的试验研究，试验结果表明：除尘效率与液气比成线性增大关系，湿式旋流除尘器在液气比为1.33L/m3，入口风速大于或等于10.6m/s小于14.7m/s，或者入口风速小于5.3m/s，雾化器转速在2900rpm左右的条件下，其总粉尘除尘效率可达到99.8％以上，呼吸性粉尘除尘效率高达98％以上。实际工程中湿式旋流除尘器可选择的风速范围为：10.6m/s≤v≤14.7m/s。 试验结果还表明：湿式旋流除尘器的脱水效率和除尘效率成正比关系，而脱水效率与风速和脱水器长度存在一个最佳匹配关系，当风速为14.7m/s，脱水器长度为8.3D(除尘器直径)时，除尘器的除尘效率达到最高。 经国家授权的质检中心检验，湿式旋流除尘器的各项性能指标均符合煤矿井下的防尘要求。经现场应用证明，该产品质量稳定，性能可靠，经该除尘器处理后的含尘废气能够实现稳定达标排放。 本文的创新之处在于通过试验研究，探索出湿式旋流除尘器风速在18m/s以下的前提下，液气比为1.33L/m3时除尘效率最高，达到99.88％，呼吸性粉尘除尘效率达到98％，湿式旋流除尘器的脱水效率和除尘效率成正比关系，而脱水效率与风速和脱水器长度存在一个最佳匹配关系，当风速为14.7m/s，脱水器长度为8.3D(除尘器直径)时，除尘器的除尘效率达到最高。这些研究结果为湿式旋流除尘器的设计提供了重要依据。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1引言

1.2粉尘的基本性质

1.3国内外除尘器现状及各类除尘器的性能比较

1.4湿式除尘器的国内外现状

2湿式旋流除尘的理论基础

2.1粉尘的运动特性

2.1.1粉尘在空气中的匀速运动

2.1.2尘粒的扩散

2.1.3尘粒的凝聚

2.2转盘式雾化器水幕捕尘的机理

2.2.1惯性碰撞及拦截机理

2.2.2扩散机理

2.2.3三种捕尘机理的综合作用

2.3旋转流场理论

2.3.1速度分布

3湿式旋流除尘器的相似模拟研究

3.1湿式旋流除尘器相似模拟装置的设计

3.2湿式旋流除尘装置的空气动力特性值

3.3湿式旋流除尘相似模拟装置的主要性能

3.3.1旋转气流场速度分布测定结果

3.3.2环式脱水器脱水性能

3.3.3转盘式雾化器性能

4湿式旋流除尘器的研制

4.1湿式旋流除尘器研制的目的意义

4.2湿式旋流除尘器主要技术参数的确定

4.2.1处理风量及过风断面的确定

4.2.2除尘器工作阻力的确定

4.2.3除尘效率的确定

4.2.4脱水效率的确定

4.2.5转盘式雾化器电机的确定

4.2.6配套风机的确定

4.3湿式旋流除尘器各主要部件的设计

4.3.1转盘式雾化器的结构设计

4.3.2转盘式雾化器工作参数的确定

4.3.3风流导向装置的研究

4.3.4脱水器的设计

4.3.5污水处理系统

4.3.6湿式旋流除尘器整机设计

4.4湿式旋流除尘器主要性能测试

4.4.1湿式旋流除尘器的处理风量、阻力及风量和阻力的关系测试

4.4.2湿式旋流除尘器除尘效率的测定

4.4.3湿式旋流除尘器的脱水效率的测试

5湿式旋流除尘器主要性能参数的最佳值探讨

5.1液气比与湿式旋流除尘器除尘效率的关系试验及最佳液气比的确定

5.2风速与湿式旋流除尘器除尘效率的关系试验及最佳风速的探讨

5.3脱水效率对湿式旋流除尘器除尘效率的影响

6湿式旋流除尘器的现场应用研究

6.1试验厂概况

6.2烟气治理方案的确定

6.3主要技术参数确定

6.3.1除尘器的处理风量

6.3.2除尘管路阻力

6.3.3除尘器的选型

6.3.4引风机选型

6.3.5除尘供水系统及污水处理系统

6.4实际测试效果

6.4.1监测结果

6.4.2脱水效果

7结论和建议

7.1结论

7.2建议

致 谢

参考文献