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1、带混合元件的动力波洗涤器邵国兴摘要由动力波洗涤器与静态混合元件组合而成的带混合元件的动力波湿式洗涤器,利用静态混合元件使动力波洗涤器泡沫区下方气—液两相再次进行湍流混合,起到了两级串联的洗涤效果,试验表明,除尘效率>99%、尾气的液沫夹带量<30mg/m3。关键词动力波湿式洗涤器除尘管,洗涤液通过特殊结构的喷嘴自下而上逆向喷入气流中,气—液两相高速逆向对撞,当气—液两相的动量达到平衡时,形成一个高度湍动的泡沫区,气—液两相呈高速湍流接触,接触表面积大,而且这些接触表面不断地得到迅速更新,达到高效的洗
2、涤效果。1前言湿式洗涤器是以液体(通常为水)作为洗涤液,通过气—液两相的接触,实现气—液两相间的传热、传质等过程,以满足气体净化(除尘或吸收)、冷却、增湿等要求。为了获得尽可能大的气—液两相接触面,实现气—液两相的充分接触,目前常用的湿式洗涤器一般采用如下几种方法:a1将洗涤液雾化成细小液滴,增加液相比表面积,而且要求雾化液滴尽可能均匀地分散于气体中。其中,采用液相动能进行洗涤液雾化的有喷淋洗涤塔、喷射洗涤塔、离心喷淋洗涤器等;采用高速气流的动能进行洗涤液雾化的典型设备为文氏管洗涤器。b1使洗涤液形
3、成很薄的液膜,作为气—液两相的接触表面,例如填料塔、水膜式旋风分离器等。c1将气体作为分散相,洗涤液作为连续相,即气体以小气泡的形式穿过液层,实现气—液两相的传热、传质过程,例如泡沫塔,冲击式洗涤器等。图1动力波洗涤器作用原理从图1可以看出,在整个洗涤管中,只有泡沫区起到了洗涤作用,而泡沫区下方的气—液两相作顺流流动未起到洗涤的作用。根据动力波洗涤器泡沫区下方气—液两相顺流的特点,利用静态混合元件使气—液两相再一次进行湍流混合,起到了顺流洗涤的作用,从而构成了动力波洗涤与顺流洗涤相结合的带混合元件的
4、动力波洗涤器(结构见图2)。从洗涤效果来看,该设备实现了两级串联的洗涤效果。2带混合元件的动力波洗涤器的作用原理及结构动力波洗涤器采用了一种独特的洗涤方法,其作用原理见图1。气体自上而下高速进入洗涤邵国兴,男,高级工程师,上海化工研究院化机所,上海云岭东路345号200062·8·硫酸工业1999年第2期3试验流程及方法进行了洗涤管直径为100mm、200mm带混合元件的动力波洗涤器流体特性及除尘性能试验,试验流程见图3(洗涤管直径为200mm)。着重测定该设备的处理风量、设备阻力、耗水量、除尘效率
5、及出口气体雾沫夹带量等参数,为设备的设计及实际应用提供可靠依据。试验粉尘为滑石粉,平均粒径为20μm。试验粉尘经过振动加料器与分散气泵后组成分布均匀的气溶胶进入旋风分离器,经初级除尘后,由离心风机送入带混合元件的动力波洗涤器,在洗涤管内自上向下高速流动,与自下向上喷射的洗涤液逆向冲击、混合,再经过混合元件进行顺流洗涤,然后在水槽内进行气液两相分离,洗涤后的干净气体从出口管排出放空,并在出口管内进行含尘浓度及液沫夹带量测定。水槽内收集的含尘污水,经沉降浓缩后,由水槽底部排出含尘浓度高的污水,靠近液面含
6、尘浓度较低的液体通过水泵送入喷嘴作为洗涤液循环使用。除尘效率按下式计算:Ci-Coη=×100CiGiCi=Qi·t1图2带混合元件动力波洗涤器结构示意11水槽21混合元件31喷嘴41动力波洗涤管GoCo=Qo·t251气体出口管61液沫分离器图3带混合元件的动力波洗涤器(洗涤管直径为200mm)试验流程11电磁振动加料器21粉体分散气泵31初级旋风分离器41鼓风机51Ø200mm带混合元件动力波洗涤器61水泵©1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPubli
7、shingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net·9·邵国兴带混合元件的动力波洗涤器式中:η———除尘效率,%;Ci———气体初始含尘浓度,g/m3;Co———放空气体含尘浓度,g/m3;Gi———洗涤器进口气体含尘量,g;Qi———操作气量,m3/h;t1———加料时间,h;Go———取样所得的粉体量,g;Qo———取样气量,m3/h;t2———取样时间,h。放空气体含尘浓度及液沫夹带量均采用出口管内迎气流等速取样,并经过滤捕集后称量计算,液沫夹带量
8、按下式计算:浓度,出口含尘浓度为湿式洗涤器的出口气体含尘浓度,故除尘效率为初级旋风分离器与湿式洗涤器的总效率。3试验结果表明,在进口含尘浓度小于10g/m的操作条件下,经带混合元件动力波洗涤器的出口气体含尘浓度可降至每立方米数十毫克,一般来说,本设备的单级除尘效率可达99%以上,压力降约为1500～2000Pa。本设备的除尘效率及压力降主要取决于合适的结构尺寸、洗涤液喷嘴形式、喷射速度、操作气速及液—气比等因素。带混合元件动力波洗涤器另一个重要特点是液沫夹带量少,在试
