转炉湿法除尘系统不粘丝网除雾特性研究.pdf
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1、收稿日期:基金项目:国家自然科学基金资助项目()安徽高校自然科学研究项目()作者简介:刘恩东()硕士生 .通讯作者:包向军 博士/副教授 .转炉湿法除尘系统不粘丝网除雾特性研究刘恩东 包向军 张 璐 徐俊超 黄静如 段 毅(安徽工业大学能源与环境学院)摘 要 为了研究转炉湿法除尘系统的丝网除雾特性 搭建丝网除雾实验平台 研究了不同气流速度下 含水量、丝网层数、丝网目数对不粘丝网的除雾特性的影响 结果表明:随着气流速度的增加 除雾效率先提高后降低 为避免产生二次夹带现象 转炉湿法除尘系统丝网中的气流速度应控制在 /丝网层数从 层增加至 层 除雾效率先提高后趋于平缓 层数为 层时 除雾效率可达 气
2、流速度不变时 除雾效率随着含水量、丝网层数、丝网目数的增加而提高 泛液气速随着含水量的增大而减小关键词 转炉湿法除尘 丝网除雾器 除雾特性 二次夹带 泛液气速文献标识码:文章编号:()()./.为了推动钢铁行业的超低排放改造 生态环境部明确要求钢铁企业转炉颗粒物排放浓度要低于 /目前 我国转炉炼钢产量占总产量的 以上 但现有的转炉除尘技术只能达到 /统计表明 湿法除尘是目前转炉烟气除尘的主要技术之一 然而 湿法除尘过程中烟气湿度大 当系统的除雾效率低时 大量的细颗粒随液滴排放到大气中 会导致烟气颗粒排放不达标 且高湿烟气对管道设备造成腐蚀 缩短使用寿命 在除尘末端采用除雾器脱除液滴能有效提高除
3、尘效率 常见的除雾器按气液冶 金 能 源 分离原理可分为机械式、过滤式和静电式三种类型 目前常用的是板式除雾器 但是其只能分离粒径在 以上的颗粒 且运行阻力较大 丝网除雾器可以分离粒径大于 的颗粒 且具有运行阻力小、除雾效率高等优点 因此 在转炉湿法除尘系统中采用丝网除雾器有利于液滴和细颗粒的脱除近年来 针对丝网除雾器的研究主要集中在结构优化(除雾器、丝网)和除雾效率的影响规律等方面 龙静华等通过改变丝网除雾器的结构、进气管位置和丝网材质 大大提高了除雾效率 王宝华利用特殊编织方式改变了丝网目数 使 以上雾滴的除雾效率达 以上 李晓红设计了丝网支撑装置并改变丝网 层 高 度 大 大 提 高 了
4、 转 炉 除 尘 效 率 采用数值模拟进行研究 发现除雾效率随着液滴直径、气流速度和填料厚度的增大而提高 学者们发现当气流速度超过泛液气速后 烟气流过除雾器时会产生二次夹带 导致除雾效率降低 因此 研究转炉丝网除雾器中液滴的二次夹带现象 从而寻得其泛液气速对转炉湿法烟气除尘的研究具有重要意义 目前针对除雾器中液滴二次夹带 大部分研究对象为湿法脱硫系统中的板式除雾器 结果表明 当烟气速度超过泛液气速(泛液气速为 /)后 除雾效率会急剧降低 刘定平发现增大叶片板间距和转折角度均会加剧二次夹带现象 使泛液气速下降 江艳发现 倾斜布置水平板式除雾器且板间距为 时 除雾效率最大 泛液气速最小 张博发现雾
5、滴产生二次夹带主要源于液膜的剥落和分离 随着气流速度的增大 转角曲率半径和转角剪切力增大 而加装双钩片可以抑制液膜的剥落与分离从而改善液滴二次夹带现象 目前在转炉湿法烟气除尘系统中 对于丝网除雾器的丝网结构布置优化和液滴二次夹带还有待进一步研究为此 文章搭建了丝网除雾实验平台 研究不同气流速度下 含水量、丝网层数、丝网目数对除雾效率的影响 探讨气流速度和丝网布置方式对除雾效率的影响 为丝网除雾器应用于转炉湿法除尘系统工业应用提供实验参数 实验部分 实验系统文章搭建了丝网除雾实验平台 如图 所示 实验平台的主体为除雾塔 除雾塔的尺寸以某钢厂脱水塔参数为参考 按相似准则 比例设计 实验采用青岛精诚
6、仪器仪表有限公司生产的 型自动烟尘烟气测试仪测量粉尘浓度 依据 烟尘采样器检定规程 等五项标准 符合国家环保局颁布的烟尘采样仪有关规定 该仪器由于内置微处理器测控系统 可满足静压、动压、温度、速度和含湿量的跟踪监测 采样原理为等速跟踪采样 雾滴检测器在塔高 处进行测量 除雾塔的具体尺寸与材质如表 所示图 丝网除雾实验平台系统表 除雾塔具体尺寸和材质部件名称尺寸/壁厚/材质备注烟气入口 有机玻璃方形(带法兰盘)塔身高 有机玻璃丝网安装高度 不粘丝网筒体内径 有机玻璃圆柱形法兰盘外径 有机玻璃标准螺钉直径 不锈钢标准烟气出口内径 有机玻璃圆柱形(带法兰盘)冶 金 能 源 实验方案转炉烟气中存在的氧
7、化钙等与水分接触后容易凝结成粉尘 在使用过程中会堵塞除雾装置因此试验中选用了不粘钢丝网 实验方案的具体参数如表 所示 实验控制气体流速为 /其他条件一定 以控制变量法研究含水量、丝网层数和丝网目数对除雾效率的影响表 除雾特性实验方案含水量/()丝网层数丝网目数 实验步骤()测量含水量 系统稳定运行后 采用五点取样法各持续采样 对逃逸液滴进行收集 根据雾滴捕集器采样前后的质量差以及采样的气体体积 计算单位烟气体积内的雾滴质量 为了保证实验结果的准确性 含水量测试取 次采样的平均值 根据公式()计算不同工况下的含水量 /()/()式中:为含水量 即雾滴含量/为雾滴质量 为烟气体积 为采样后液滴捕集
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