傘罩型除塵器對黑煙顆粒去除的實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬.pdf

1、我國是目前世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費(fèi)國,也是目前世界上少有的幾個以煤為基本能源的國家之一。煤不完全燃燒產(chǎn)生黑煙。黑煙主要是亞微米顆粒(空氣動力學(xué)直徑小于10μm)構(gòu)成,對人體健康造成威脅。本文采用專利技術(shù)傘形罩脫硫除塵洗滌器(專利號:CN200420069314.9),對黑煙發(fā)生裝置模擬放出的煙氣進(jìn)行凈化和去除實(shí)驗(yàn)研究,探討了入口含塵濃度、入口風(fēng)速、液氣比和表面活性劑等因素的對炭黑去除效率和壓降的影響。基于本研究中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),采用FL

2、UENT軟件模擬了傘罩除塵器內(nèi)黑煙顆粒濃度的分布特性。通過將數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果對比,驗(yàn)證了動力學(xué)模型的可靠性,為構(gòu)建完善的傘罩除塵器模型提供了依據(jù)。
　　 對取自湖南醴陵某燃煤陶瓷廠的黑煙顆粒進(jìn)行表征測試,主要考察了黑煙顆粒的理化性質(zhì),并對顆粒粒徑進(jìn)行了羅辛-拉姆勒分布的計算,為模型的邊界條件提供了參數(shù)。通過對除塵裝置進(jìn)行漏風(fēng)率實(shí)驗(yàn),考察了傘罩除塵器對黑煙顆粒的去除性能,結(jié)果發(fā)現(xiàn)黑煙的去除效率與除塵器入口含塵濃度、入口風(fēng)

3、速、液氣比以及添加劑種類關(guān)系較大。在入口風(fēng)速uin=12m/s,液氣比0.2L/m3條件下,黑煙去除效率隨入口含塵濃度先增大后減小,C=7g/m3時,炭黑去除效率達(dá)到最高,為95.74％。在液氣比為0.2L/m3,含塵濃度為2g/m3條件下,炭黑去除效率隨入口氣速的增加而增加,AP隨著u增大均勻上升；而在入口風(fēng)速12m/s,液氣比0.2L/m3,含塵濃度為2g/m3條條件下,選擇CTAB、SDBS、AEO-9和OP-10四種表面活性劑作

4、為吸收液添加物,四種添加物除塵效果差別不大,AEO-9吸收液具有稍明顯的優(yōu)勢,最佳的添加濃度為0.06mmol/L,此時炭黑去除效率可達(dá)到99.5％。因此實(shí)際應(yīng)用中單一使用表面活性劑可選AEO-9。
　　 對于傘罩除塵器內(nèi)黑煙顆粒濃度分布特性的模擬,氣相和顆粒相分別選用雷諾應(yīng)力模型(RSM)和離散相模型(DPM),研究了黑煙顆粒粒徑(0.24～11μm)、入口含塵濃度(1～7g/m3)和入口氣速(10～16m/s)對傘罩除塵器內(nèi)

5、黑煙顆粒濃度的軸向和徑向分布的影響。模擬結(jié)果表明:黑煙顆粒在傘罩除塵器內(nèi)部的濃度分布在徑向上可分為中間低濃度區(qū)和近壁高濃度區(qū),而同一徑向截面位置的黑煙顆粒濃度隨著入口含塵濃度的增大而增大,隨入口氣速、顆粒粒徑的增大而減小。數(shù)值模擬研究表明傘罩除塵器可以使黑煙顆粒在除塵器內(nèi)的分布趨向均勻,有效地降低黑煙等亞微米顆粒的濃度。
　　 將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)傘罩除塵器內(nèi)的壓降隨進(jìn)口氣度、入口含塵濃度的增加而增加,模擬的壓降值