环流式旋风除尘器内流场的数值模拟

采用CFD模拟软件Fluent 6.2提供的雷诺应力模型(RSM)对环流式旋风除尘器内的流场进行了数值模拟研究。并与热线热膜风速仪实验测试结果进行了比较。模拟结果与实验结果基本吻合。结果表明:环流式旋风除尘器特殊的流路设计,避免了内外旋涡的相互干扰,增强了旋转速度,规整了流形,减小了强湍流对性能的影响,消除了旋风除尘器易产生的短路流和二次返混,提高了除尘效率,降低了设备的压降。通过对影响除尘器性能的局部涡进行分析,为进一步优化结构提供了参考依据。

环流式旋风除尘器的性能

针对目前工业除尘器除尘效率低和经济上、技术上的一些难题,以电厂静电除尘除下来的粉煤灰和空气作为物系,测试了环流式旋风除尘器的分离效率和压降,并推导了环流式旋风除尘器分离效率的数学模型.实验结果表明,环流式旋风除尘器与B型高效旋风除尘器相比,具有压降低、分离效率高的优点.计算结果表明,分离效率模型的计算值与实验值基本吻合.工业应用表明,环流式旋风除尘器处理量大,操作稳定,放大效应小;工业环流式旋风除尘器与常规型旋风除尘器相比,除尘效率提高了15%,压降降低了40%左右.

环流式旋风除尘器的结构改进与优化

研究开发出的环流式旋风除尘嚣,其结构为同轴双套筒形式,含尘气体从内筒下部进入,大部分由顶部直接排出,克服了一般旋风除尘器流动线路长的缺陷.依据总体研究思路初步确定除尘器结构尺寸及导流件结构,由大涡模拟结果对内部构件进行优化,并结合实验测试,确定最佳内构件结构和最佳操作条件.实验结果表明:环流式旋风除尘嚣与DⅢ型旋风除尘器相比,具有压降低、分离效率高、操作弹性大等优点.

环流式旋风除尘器的改进与分离性能研究

以分子筛-空气为实验物系,测定了三种不同结构的环流式旋风除尘器的压降和分离效率,即不加整流器、加有导流锥的整流器和加无导流锥的整流器。实验结果表明:加整流器后,分离效率得到一定的提高,加带有导流锥的整流器效率最高,但压降略有增加。由该除尘系统的粒级效率曲线可以看出,直径在2.8μm左右的颗粒由于容易被大颗粒夹带分离,其分离效率比4μm左右的颗粒高。

大型环流式旋风除尘器流场模拟

采用CFD模拟软件Fluent6．2提供的雷诺应力模型（RSM）对大型环流式旋风除尘器内的流场进行了数值模拟研究。结果表明：大型环流式旋风除尘器避免了顶部灰环，降低了设备的压降。但由于放大效应，内部流场出现局部涡，造成除尘效率降低，通过对顶部、灰仓等部位改进后，局部涡明显减少，除尘效率提高3％～6％。

环流式旋风除尘器在灰融聚流化床粉煤气化炉中的配套设计及应用

针对环流式旋风除尘器在灰融聚流化床粉煤气化炉中首次应用时需进行配套设计的问题,介绍了灰融聚流化床粉煤气化技术特点、工艺流程;论述了环流式旋风除尘器配套灰融聚流化床粉煤气化炉的工作原理、工艺参数、配置方式、耐磨衬里;总结了采用配套设计后环流式旋风除尘器的应用效果。

环流式旋风除尘器技术通过鉴定

山东青岛科技大学开发完成的、可有效捕集到亚微米级粉尘的环流式旋风分离系列专利技术，通过了山东省科技厅组织的专家鉴定。

环流式旋风除尘器设计软件的开发

对于旋风除尘器的设计主要依靠手工计算进行,其过程繁琐且难以保证其准确性。针对旋风除尘器设计的特点,利用VisualBasic 6.0及AutoCAD 工具开发了一个环流式旋风除尘器设计软件CycloneDraw。通过该软件用户只需输入操作条件,即可得到旋风除尘器的结构简图。该软件具有设计计算、数据库查询、生成设备图等功能。用户界面友好、操作方便、运行可靠稳定。

去除亚微米粉尘的旋风除尘系统开发

本文开发出了亚微米粉尘的旋风除尘系统——环流循环除尘系统。并通过实验测试了该除尘系统的性能。结果表明 ,亚微米粉尘的旋风除尘系统的分割直径 d50 达到了 0 .5 μm～ 0 .7μm,压降小于 35 0 0 Pa,只比常规旋风除尘器的单台压降略高。该工艺系统可使半密闭和开放式电石炉气达到环保排放标准 ,亦能保证密闭电石炉除尘的需要 ,且可用于水泥立窑。

环流循环除尘系统的开发(Ⅰ)除尘系统的性能

针对亚微米粉尘的除尘开发出了环流循环除尘系统.实验测试了环流循环除尘系统、环流式旋风除尘器、常规型除尘器的效率和压降.结果表明,环流循环除尘系统对分子筛的除尘效率达到了97%以上,分割直径d50为0.33～0.65μm,明显地高于B型和环流式旋风除尘器,压降小于3000Pa,只比B型旋风除尘器的单台压降高60%左右.

环流循环除尘系统的开发(Ⅱ)设备内的静压分布

测定了环流循环除尘系统内的静压分布.实验物系为空气,入口气速为20～40m/S.实验结果表明:静压分布呈轴对称分布.轴心处静压最低,随半径增大而增大;半径较小处,变化较大;半径较大时,静压基本不变.随轴向高度增加,静压分布不稳定.锥体底部静压沿径向基本不变.

旋风流场的导流与整流

针对环流式旋风除尘器分离区内存在影响分离效率的涡流与非理想流动情况,提出在旋风除尘器内增设导流件以改进其性能,利用CFD大型流体模拟软件F luent6.2提供的雷诺应力模型(RSM)进行了数值模拟研究,优化了导流件结构,并进行了实验验证。模拟结果表明:增设导流件后,环流式旋风除尘器一次分离区内气流旋转更加规整,气流旋转圈数增加,流体的切向速度增大,有利于粉尘分离。实验结果证明:添加导流件后,除尘器分离效率由94%左右提高至96%左右,设备压降略有增加。

旋风分离技术获突破

青岛科技大学经过10年的研究，开发了环流式旋风除尘器和环流循环除尘系统。该系统的除尘颗粒半径最小可以达到1μm，达到了静电除尘级的水平，比传统的旋风除尘器的气体处理提高10倍以上，同时具有压降低、放大效应小、占地省、投资少、运行费用低等优点。这种有效捕集到亚微米级粉尘的“环流式旋风分离系列专利技术”于4月5日通过了山东省科技厅组织的专家鉴定。