资源描述：
《超重力技术及其在烟气除尘中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2007年4月矿业安全与环保第34卷第2期超重力技术及其在烟气除尘中的应用陈梅丽,邓先和(华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室,广东广州510640)摘要:概述了超重力技术的基本原理、流体力学及传质特性,介绍了应用超重力技术的两种旋转填料床、除尘的工作原理及其在烟气除尘中的应用现状,并对其应用前景与发展方向进行了初步探讨。关键词:超重力技术;旋转填料床;除尘中图分类号:X701.2文献标识码:B文章编号:1008-4495(2007)02-0073-03在化工、冶金、能源、材料、环保等工业中,多相越大,巨大的切应力不仅克服了表面张力,而且可使流体间的质量传递与反应是最基本
2、的生产过程之液体在切应力的作用下被拉伸成膜成丝成滴,从而一。在这些过程中大量使用的填料塔、板式塔等设使得相间接触面积增大,导致相间传递过程极大加强。备,是通过重力作用来实现气液间的传质的。由于超重力技术正是通过高速旋转,利用离心力来增大g,重力场较弱,液膜流动缓慢,依靠重力场进行气液传从而增大Δρg达到强化相间传递过程的效果。质的传质系数较低,导致这种设备体积庞大,空间利虽然超重力技术的实质是通过离心力场的作用用率和设备生产强度低。而达到模拟超重力环境的目的,但该技术与传统的超重力技术是利用超重力原理创建起来的一种利用离心力进行复相分离或密度差分离有着质的区新型的强化传递过程的技术
3、,它通过高速旋转产生别。其核心在于对传递过程和微观混合过程的极大强大的离心力场代替重力场,从而实现了传质过程强化,因而它应用于需要对相间传递过程进行强化的强化,也极大地缩小了设备尺寸与质量。超重力的多相过程,和需要相内或拟均相内微观混合强化技术一般使用一个转子,通过电动机带动转子高速的混合和反应过程。旋转产生巨大离心力,也即超重力。转子内加入填1.2超重力旋转填料床结构和原理料,这种设备便叫超重力旋转填料床。如今,超重力1.2.1逆流型旋转填料床技术已引起各个领域科学工作者的广泛关注,并在逆流型旋转填料床的基本结构见图1。工业中得到应用。1超重力技术原理及两种旋转填料床1.1超重力
4、技术的基本原理超重力技术的理论根据是:在重力加速度g→0时,两相接触过程的动力因素即浮力因子Δρg→0,两相间不会因密度差而产生相间流动,此时分子间力(如表面张力)将会起主要作用。液体团聚至表面积最小的状态而不得伸展,相间传递失去两相充分接触的前提条件,使相间传递作用越来越弱,分离无法进行。反之,g越大,Δρg越大,流体相对速度也1—转子;2—密封;3—填料;4—壳体;5—联轴节;6—轴。收稿日期:2006-05-16;2006-12-20修回基金项目:广州市科技局基金资助项目(B10B2060480)图1逆流型旋转填料床结构示意图作者简介:陈梅丽(1981—),女,广西桂平人,在
5、读硕士,主要从事超重力气液两相流传质反应、应用超重力技术烟气轴6带动转子1及填料3高速旋转,气体通过除尘研究。进口管切向进入转子外腔,并在气体压力作用下自·73·2007年4月矿业安全与环保第34卷第2期外而内进入填料。液体经液体进口管引入转子内上液体主要以液膜形式存在;在填料空间内,当转速缘,在离心力的作用下自内而外通过填料到达转子为300～600rPmin时,液体在填料中主要是以填料表外缘。在此过程中,液体被填料分散、破碎形成极大面上的膜与覆盖孔眼的膜的形式流动;当转速达到的、不断更新的表面积,曲折的流道加剧了液体表面800～1000rPmin以上时填料中的液体主要是以填料的更
6、新。液体在高分散、高湍动、强混合以及界面急表面上的膜与孔隙中的液滴两种形式流动。[5]速更新的情况下与气体以较大的相对速度在弯曲孔1989年Munjal与Dudukovic研究了旋转填料道中逆向接触,极大地强化了传质过程。床中液膜厚度、流速与转速的关系,结果发现对进入-31.2.2错流型旋转填料床填料的液体,在入口处0≤x≤10m内,厚度变化-3当气体从旋转床外环向内环与液体逆流接触dhPdx很大;当x≥10m进入发展区,厚度变化迅时,气体一方面要克服横流切面陡然缩小的径向流速减小,在发展区液膜厚度随转速变化:1道的摩擦力与形体阻力,另一方面还必须克服离心δ=(3νQPrω2)3(
7、1)阻力,使旋转床的气阻高,尤其对低密度与大流量的式中:δ为液膜厚度;ν为运动粘度;Q为液体流量;工业废气处理难度很大,操作能耗高。华南理工大r为转子半径;ω为角速度。学已在实验室开发研制出一种超低气阻的错流型旋郭奋[6]对旋转床填料内的液膜厚度进行了理论[1]转填料床,其结构见图2。在该旋转床中气体沿轴分析和简化,建立了数学模型并进行了计算,得出的向流动,无需克服离心阻力,气阻极低,液体沿径向丝网填料上的平均液膜厚度计算公式为流动,在多层同心环填料层的离心加速作用下
