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1、2自激式水幕除塵機(jī)理研究2Self-excitationwatercurtaindustremoval2.1濕式除塵(Wetdustremoval)濕式除塵[1]也叫洗滌式除塵，是利用水(或其他液體)與含塵氣體相互接觸,伴隨有熱、質(zhì)的傳遞，經(jīng)過洗滌使塵粒與氣體分離的一種除塵方法。早在19世紀(jì)末鋼鐵行業(yè)中就已經(jīng)采用這種方法來去除大顆粒粉塵了。濕式除塵與干式除塵各自的優(yōu)缺點(diǎn)[2]見表2-1。表2-1濕式除塵與干式除塵比較表Table2-1Comparisonbetweenwetdustremovalanddrydustremoval濕式除塵干式除塵優(yōu)
2、點(diǎn)：1.可同時(shí)捕集氣體與粉塵2.回收到的可溶解物質(zhì)可泵送到另一設(shè)備進(jìn)行下一步處理3.可冷卻和洗滌高溫氣體4.可回收及中和有腐蝕性氣體及液珠5.用水作洗滌液可防止火災(zāi)及爆炸6.設(shè)備投資少，構(gòu)造比較簡單，體較小缺點(diǎn)： 1.要消耗一定量的水（或其他液體），除塵后需對(duì)污水進(jìn)行處理，防止二次污染2.粉塵回收困難3.黏性粉塵易發(fā)生堵塞及掛灰現(xiàn)象4.冬季需考慮防凍問題5.洗滌后排氣濕度高露點(diǎn)低6.超微顆粒不易潤濕，能穿越洗滌器優(yōu)點(diǎn)：1.回收到的干料不需要進(jìn)行再處理2.絕大多數(shù)情況下可避免腐蝕作用3.可生產(chǎn)出高效除塵器4.有放射性的粉塵可用可燃燒的濾料缺點(diǎn)：1
3、.吸濕性物質(zhì)會(huì)結(jié)餅難于清除2.設(shè)備維修與下粉塵的處置會(huì)危及運(yùn)轉(zhuǎn)3.高溫可能限制除塵方法4.對(duì)于某些除塵器（如濾袋除塵器）因有腐蝕性液珠使用上受到限制5.處置捕集到的粉塵時(shí)會(huì)遇到再造塵的問題2.1.1濕式除塵機(jī)理濕式除塵中的捕集物是水或其他液體，根據(jù)其在捕集粉塵顆粒時(shí)的不同形態(tài)[3]：液滴、液膜、液層，濕式除塵又可相應(yīng)地分為三種。其中以液滴作為粉塵捕集物的除塵方式應(yīng)用最為廣泛，且由于產(chǎn)生液滴的方式不同，又可細(xì)分為若干種類。1）液滴濕式除塵液滴濕式除塵主要是靠含塵氣體與均勻散開的液滴在一封閉空間內(nèi)充分接觸，通過慣性碰撞、攔截、擴(kuò)散、重力、靜電力等效應(yīng)
4、實(shí)現(xiàn)液滴對(duì)粉塵顆粒的捕集，如圖2-1所示。下面將分述其中基本的慣性碰撞、攔截和擴(kuò)散效應(yīng)[4-9]。假定粉塵粒子一接觸捕集體即被捕集。圖2-1液滴捕塵機(jī)理Figure2-1Mechanismofdropletremovingdust（1）慣性碰撞圖2-2慣性碰撞效應(yīng)示意Figure2-2Inertialcollisioneffect慣性碰撞是濕式除塵中最常見的除塵作用，慣性碰撞效應(yīng)只考慮粉塵粒子質(zhì)量而不考慮其體積。如圖2-2所示，含塵氣流前方有一液滴，氣流流線在液滴前方發(fā)生偏轉(zhuǎn)，流線偏轉(zhuǎn)狀況隨氣流速度的大小而不同，速度較高時(shí)，流線要貼近液滴表面前端
5、才發(fā)生偏轉(zhuǎn)繞過捕集體，而速度較低時(shí)，流線在離捕集體較遠(yuǎn)處就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。氣流中的粉塵顆粒由于密度比氣體密度大得多，因此其在慣性力的作用下運(yùn)動(dòng)軌跡偏離氣流流線而向靠近捕集體的方向運(yùn)動(dòng)，圖中m粒子所在軌跡為偏離流線后與捕集體發(fā)生碰撞的最遠(yuǎn)軌跡，稱為極限軌跡，在圖中所示b范圍內(nèi)，所有質(zhì)量不小于m粒子的粉塵顆粒均會(huì)因與捕集體發(fā)生慣性碰撞而被捕集。（2.1）定義慣性碰撞因數(shù)為：碰撞因數(shù)φ在0~1之間變化，碰撞因數(shù)越大，則粉塵因慣性碰撞而被捕集的幾率就越大。慣性參數(shù)Ψ，也叫斯托克斯數(shù)，其定義為：（2.2）式中：C—庫寧漢滑動(dòng)修正系數(shù)v0—塵粒與液滴的相對(duì)速度，
6、m/s；ρp—塵粒密度，kg/m3；dp—塵粒直徑，μm；μg—?dú)怏w動(dòng)力黏度，Pa·s；圖2-3碰撞因數(shù)φ與慣性參數(shù)Ψ和參變數(shù)雷諾數(shù)Rer的關(guān)系曲線Figure2-3RelationshipcurvebetweencollisionfactorφandinertialparameterΨaboutreynoldsnumberRerdl—液滴直徑，μm。（2.3）由圖2-3所示可以看出，碰撞因數(shù)φ對(duì)慣性參數(shù)Ψ有依賴關(guān)系，參變數(shù)Rer是雷諾數(shù)。以上定義中，ρg是氣體密度，kg/m3。因此，隨著塵粒與液滴之間相對(duì)速度v0、塵粒密度ρp、塵粒直徑dp的增
7、加，由于慣性作用，碰撞因數(shù)將增大，粉塵被捕集的幾率增大；而當(dāng)氣體黏度μg液滴直徑dl增大時(shí)，碰撞力和摩擦力占支配地位，粉塵將繞過液滴而不被捕集。對(duì)于單個(gè)液滴，定義其慣性碰撞捕集效率為與液滴發(fā)生慣性碰撞的塵粒顆粒數(shù)占經(jīng)過液滴周圍的含塵氣流中最初的塵粒顆粒數(shù)的百分比。國內(nèi)外許多學(xué)者都研究過單個(gè)液滴慣性碰撞的捕集效率。(2.4)Wong和Johnstone[10-11]，對(duì)于勢(shì)流和慣性參數(shù)Ψ>0.2的狀況提出了單個(gè)液滴慣性碰撞捕集效率為：許多人的研究結(jié)果表明，式（2.4）與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合很好。圖2-4慣性碰撞捕集效率與慣性參數(shù)關(guān)系Figure2-4Rel
8、ationshipbetweenInertialcollisionefficiencyandinertialparameterSell.
