水力噴射空氣旋流器中傳質過程強化與除塵性能研究.pdf

1、水力噴射空氣旋流器(water-sparged aerocyclone，WSA)是一種利用液相射流在氣相三維旋流場中的霧化現(xiàn)象與旋流場的靜態(tài)超重力作用的新型高效的無填料氣-液傳質設備。為了進一步強化其內部氣液傳質過程并開拓該型設備在除塵領域的應用研究，本文通過氨氮廢水吹脫實驗與數(shù)值模擬，研究了分離空間結構、氣相進口位置、設置底部擋板與液相中固相微粒對WSA內氣液傳質性能的影響，同時通過空氣除塵實驗，初步考察了該型設備的總除塵效率，利用量

2、綱分析法總結出WSA高壓降區(qū)域內氣相速度、液相速度與粉塵濃度對水力噴射空氣旋流器除塵性能的影響。
　　研究結果表明：柱錐結合型WSA與柱型WSA相比具有較高的體積傳質系數(shù)與氣相壓降，其原因為在前者中具有更強烈的射—旋流耦合作用；氣相進口的沿 WSA主筒體軸向下移并不能提高氣液傳質性能，但能有效降低約10％的氣相壓降，使得WSA整體能效得到提高，其原因在于氣相進口的軸向下移能夠減少氣體旋流場與WSA器壁的摩擦損失；在 WSA底部設置

3、標準擋板能夠提高低液相循環(huán)流量下體積傳質系數(shù)，且提升效果隨氣速的增加而更加明顯，其原因在于擋板的加入使液封表面氣液兩相接觸面積更新速度加快，并使氣液兩相重新混合，提高了相間傳質比表面積；而在液相中添加無吸附作用的固相顆粒能夠有效提高WSA的氣液傳質性能，隨著粒子固含率cs的增大，液側傳質系數(shù)kL、有效相界面積a、總體積傳質系數(shù)kLa和增強因子E先增大后減小，并且kL、a、kLa隨進口氣速與射流速度的增加均增大，E隨進口氣速和射流速度增加

4、而減小，進一步的研究表明，固相顆粒能夠使得氣液傳質過程中的kL、a和表面更新頻率S得到提高，表面更新機理為其強化氣液傳質過程的主要機理；WSA對PM2.5含量為66.44%的含塵氣體具有93%以上的總除塵效率，在氣相高壓降區(qū)域內，氣液兩相操作參數(shù)與總除塵率之間的關系如η=98.67×Reg-0.013× Rel0.011所示，可知在高壓降區(qū)域內WSA的總除塵率隨射流速度的增加與進氣速度的減小而提升，主要原因在于較高的進氣速度與較低的射流