环流式旋风除尘器旋涡流场的结构特性与压降研究

论文摘要

本研究以空气、活性炭粉物系为对象,在入口气速为16~28m/s的范围内,测定了双切向环流式旋风除尘器的分离效率、压降和环流式旋风除尘器内旋涡流场中的静压分布,研究结果表明:在一次分离区内,径向上,轴心处静压最低,随半径的增大而增大,半径较小处,变化较大;在轴心,随轴向高度增加,静压升高,在入口所在的高度达到最大值,然后下降,至一定高度后,基本趋于稳定。并用单纯形法对实验数据进行了回归关联,获得了一次分离区内的静压关联式:其关联系数r=0.976,相对平均偏差Sr=10.95%工业应用试验数据也表明,新型环流式旋风除尘器的分离效率比B型旋风除尘器的效率高,实验测试的切割粒径d50在1.5μm左右,且随直径增大,d50变化小,工业应用的d50在3.5μm以下;新型环流式旋风除尘器的压降低,仅为其它旋风除尘器的三分之一至二分之一左右,且放大效应不显著。同时,为获得双切向工业放大和应用的可靠数据,我们还对环流式旋风除尘器内旋涡流场内的速度分布进行了初步研究。结果表明,以往文献中将无粘性流体的假设应用于旋涡流场的速度分布研究是不适宜的,我们根据实验研究的结果,采用Stokes流的假设,并用Ossen式进行修正,获得气相在环流式旋风除尘器内旋涡流场中的切线速度表达式为:通过本项目研究,对单进口环流式旋风除尘器进行工业放大,应用到醋酸乙烯合成活性炭的粉未收集,取得了很好的效果。对双切向进口环流式旋风除尘器的实验研究表明,在大处理量的情况下,比单进口环流式旋风除尘器的分离效率更高压降更低,具有更好的结构特性,为下一步的工业应用推广提供了依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 旋风除尘器简介
• 1.1.1 旋风除尘器的分类
• 1.1.2 旋风除尘器的结构特性
• 1.2 旋风除尘的除尘机理
• 1.3 旋风除尘器内的气相速度分布
• 1.3.1 主流
• 1.3.2 局部二次涡流
• 1.4 旋风除尘器的性能指标
• 1.4.1 临界粒径
• 1.4.2 压降
• 1.4.3 分离效率
• 1.5 影响旋风除尘器性能的因素
• 1.6 旋风除尘器的发展现状与前景
• 1.6.1 旋涡流场内的速度场与颗粒运动行为
• 1.6.2 结构改进
• 第二章 环流式旋风除尘器性能的实验研究
• 2.1 环流式旋风除尘器的结构
• 2.2 环流式旋风除尘器的性能测试
• 2.2.1 实验装置
• 2.2.2 实验流程
• 2.2.3 实验步骤
• 2.2.4 实验数据的整理
• 第三章 实验结果与分析
• 3.1 环流式旋风除尘器的性能
• 3.1.1 分离效率
• 3.1.2 压降
• 3.2 环流式旋风除尘器内的静压分布
• 3.2.1 静压分布
• 3.2.2 旋涡流场内的静压关联与讨论
• 3.3 环流式旋风除尘器旋涡流场内速度分布的理论分析
• 3.4 双切向环流式与单切向环流式旋风除尘器的性能比较
• 3.4.1 分离效率比较
• 3.4.2 压降比较
• 第四章 在醋酸乙烯生产的工业应用研究
• 4.1 乙炔法醋酸乙烯生产工艺流程简介
• 4.2 醋酸乙烯生产粉末分离存在的问题
• 4.3 环流式旋风除尘器的工业应用
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文