旋流分离器油水分离效率的模拟研究

采用计算流体力学的方法,探讨了操作条件和物料特性对旋流分离器分离油水效率的影响。旋流器为单锥双入口,其主直径为50 mm,锥角为5.5°。模拟过程中,采用商业用软件‘Fluent 6.3’中的雷诺应力模型和欧拉多相流模型来模拟不同条件下油水旋流分离器的分离性能。模拟结果表明,对于本研究的油水旋流分离器,最佳的分流比是10%,最佳的油滴浓度是0.5%(V/V)。在最佳的分流比和油滴浓度下,当进口流速为10.46 m/s时,油水旋流分离器可将15μm的油滴去除80%以上,油滴的分离界限粒径d50(50%的分离效率)为9.2μm。在模拟的基础上,用统计软件STATISTICA6.0对分离效率与操作条件和物料特性之间的关系进行拟合。通过拟合式预测的分离效率与实测值相吻合,误差小于15%。     

烧结机头电除尘器的数值模拟及现场实测验证

为提高某600 m~2烧结机头电除尘器的实际工程应用效果,使用商业CFD软件进行数值模拟,分别采用k-ε模型、电磁流体模型(MHD)和离散相模型(DPM)模拟流场、电场和颗粒运动轨迹。结果表明:经气流分布优化后,计算得到电除尘器进口烟气量分配偏差为±1.5%、颗粒相质量流量偏差为±0.7%,电除尘器本体两侧阻力分别为127.1 Pa和123.7 Pa,电场截面气流分布均匀性相对均方根差分别为0.129和0.133,均优于标准JB/T7671-2017要求;得到电场内电势分布及颗粒运动规律,电除尘效率与供电电压、颗粒粒径具有相关性。经现场实测验证,各参数的实测值与模拟值一致性较好,实测电除尘器出口烟尘浓度为25.8 mg·m~(-3),除尘效率达99.20%,优于设计值;烟尘颗粒在0.03～10μm的分级除尘效率为80.35%～98.69%。0.1～1μm的颗粒段存在穿透窗口,其分级除尘效率仅为80.35%～91.81%。本研究结果可为烧结烟气的烟尘超低排放提供参考。     

脱硫石膏粒径分布与脱水性能实验研究

脱硫石膏粒径分布是影响脱硫石膏浆液脱水性能的重要因素之一，以干法、湿法筛分和研磨破碎获得不同粒径分布的脱硫石膏，在相同的过滤条件下，对不同粒径分布脱硫石膏浆液脱水性能进行了研究，实验结果表明，当脱硫石膏粒径d50大于50μm且（d90-d10）小于100μm，真空过滤最大真空度不低于0．098MPa，过滤时间不少于2．5min，滤饼厚度不超过20mm时，石膏滤饼含水率可以降低到12％以下（最低可达10％）；d50在17μm为脱硫石膏在相同的过滤条件下能够实现真空脱水干燥的转折点；d50和（d90-d10）共同影响石膏脱水性能，d50小于20μm时，仅表现为d50的影响。     

重金属污染土壤旋流洗脱设备的设计及性能评估

针对高浓度重金属污染土壤,尤其是污染负荷较高的黏土土壤,传统的物化方法难以实现其高效的洗脱。利用旋流场中土壤颗粒高速自转/公转,实现土壤颗粒污染物的强化快速脱附。土壤旋流洗脱实验分为旋流器的分离性能和单一/复合污染物的脱附性能2部分。在土壤-水体系下,旋流器的最优操作条件为:进口流量0.7 m~3·h~(-1),分流比0.12,固液比为1:20。对于Pb污染物,底流脱附效率均能达到近85%,溢流也能够达到70%,对于Cu污染物,底流和溢流脱附均能达到90%左右。对于Cr(Ⅵ)污染物,底流脱附最高能达到60%左右,但溢流洗脱效率极低。复合污染能够在单次通过后脱除Pb、Cu、Cr(Ⅵ)等多种重金属污染,且洗脱效果与单一污染洗脱时基本一致。对实际的场地修复具有指导意义。     

用于气溶胶采样预分离的直流式旋风分离器

频繁的滤材堵塞是大气气溶胶采样器(流量大于500 m3/h)运行中常见的问题,安装预分离器是缓解这一问题的有效途径之一。研究了可用于这种气溶胶取样器预分离的旋风分离器,确定了使用轴流进气直流式的结构。在惯性分离理论的基础上,提出了切割粒径的计算方法。建立了流量为700～800 m3/h的预分离器性能测试装置和方法,并对3个旋风分离器性能进行了测试。实验结果表明:3个旋风分离器的切割粒径在12～14.5μm,与计算较好地符合;性能最佳的旋风分离器的切割粒径为14.5μm,10μm颗粒的透过率为73%,符合技术要求。     

水力旋流器速度场的PDPA测试研究

应用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对液液水力旋流器模型的内部流场进行了测试,分析了旋流器内部速度场的特点。通过进口流量的变化,测试了该模型的不同截面上的速度场分布情况。测试结果表明:随着流量的增大,旋流器轴截面上的速度都增大,旋流变大,有利于连续相和分散相的分离;旋流器中连续相和分散相速度分布趋势相同,但在管芯处,两者速度滑移明显。     

湿法脱硫系统对烟气中可吸入颗粒物特性影响的实验研究

采用荷电低压颗粒冲击器对4套湿法烟气脱硫(WFGD)系统进出口颗粒物进行在线检测和采样分析,获得烟气中PM10、PM2.5质量浓度以及粒径分布特征,并通过场发射扫描电镜(FESEM)和元素能谱对飞灰颗粒的形貌特征和主要元素含量进行分析。实验结果表明,由于脱硫塔喷淋浆液的洗涤作用,WFGD系统对飞灰颗粒有一定的脱除效果,但喷淋浆液产生的小液滴以及石灰石/石膏颗粒被携带进入烟气,导致WFGD系统对烟气中颗粒物质量浓度及粒径分布影响较大。WFGD系统对飞灰颗粒组成成分也有一定影响,以WFGD系统B为例,出口飞灰颗粒中Ca和S的质量分数从进口的1.60%、2.81%上升到出口的6.12%、10.92%。FESEM观察结果表明,脱硫后小颗粒在脱硫浆液的促进作用下团聚凝并,形成大颗粒,呈现致密的不规则块状、层状或絮状结构。     

生物膜填料塔净化低浓度苯乙烯废气的实验研究

研究了进口气体中苯乙烯浓度、气体流量和液体流量等3个因素对生物膜填料塔净化苯乙烯废气的影响.研究结果表明,当进口气体中苯乙烯浓度为1000 mg/m3以下、气体流量为200L/h、循环液流量为10L/h的操作条件下,废气中苯乙烯的去除率可达90%以上.     

粗媒体颗粒流化床半干法烟气脱硫

开发了粗媒体颗粒流化床半干法烟气脱硫技术.在流化床内加入惰性粗媒体颗粒,改善脱硫剂与烟气的接触,延长脱硫剂在床内的停留时间,促进脱硫反应进行,提高脱硫效率和脱硫剂利用率.以工业用石灰石为脱硫剂,实验研究了粗媒体颗粒的加入量及其他操作条件对此过程脱硫效率的影响.结果表明:随着粗媒体颗粒粒径减小及床内加入量增加,烟气脱硫效率提高;随着Ca/S增大、饱和接近度降低、空速及脱硫剂颗粒粒径减小,脱硫效率提高.当粗媒体颗粒的静止床高为122 mm,饱和接近度为15～18℃、空速为2850 h-1、钙硫比为1.0～1.1、脱硫剂粒径为64μm时,脱硫效率可达90%以上.     

膜气体吸收技术分离VOCs/N2混合气性能的研究

以C6H6/N2混合气为代表,疏水性聚丙烯中空纤维膜为气液接触膜,n-甲酰吗啉(NFM,n-formyl morpholine)水溶液为吸收剂,研究了膜气体吸收法分离 VOCs/N2 混合气性能.考察了吸收剂流量、吸收剂体积分数、进口气流量、进口气浓度和膜组件结构等诸因素对分离性能的影响.结果表明,在吸收剂流量为 20～100 mL/min,进口气流量为 40～300 mL/min,进口气浓度为 10.2 ms/L的条件下,苯的去除率为 65.0%～99.6%,总体积传质系数为 0.0157～0.08412 s-1.实验证明,采用疏水性多孔膜气体吸收法,NFM 水溶液吸收分离 VOCs/N2 混合气具有较高的分离效率和较快的传质速率.     

双向旋流污水净化器处理溢流污水

介绍了双向旋流絮凝沉淀一体化污水净化器的结构特点及运行机理,其具有双旋流室和悬浮过滤层的结构提高了对污水的净化效率。利用双向旋流净化器对镇江市溢流污水进行处理,对装置的分离性能和运行的稳定性进行了研究,实验结果表明,双向旋流器在絮凝剂PAC投加量为150 mg/L,入口流量在1.5 m3/h,水力停留时间为10 min条件下对溢流污水的处理效果较好,COD、SS、TN和TP的去除率分别为70.0%、97.7%、71.2%和78.6%。装置连续运行3 h对COD和SS的平均去除率分别在65%和96%以上。     

优化组合型液体旋流分离器的实验研究

液体旋流分离器是水环境污染治理的主要设备之一。在以前的液体旋流分离器分离效率和压力损失等实验研究中，提出了液体旋流分离器的优化组合的设计方法，为了验证该设计方法对微粒子的分离性能，按照该设计方法中各部分结构参数的选取原则及合理搭配优化组合，制作了一台优化组合型液体旋流分离器并进行了性能实验，通过从水中分离脱硫石膏的实验方法，得出了优化组合型液体旋流分离器的分离效率、分割尺寸和压力损失的实验结果。从而验证了优化组合型液体旋流分离器的分离性能。     

膜生物反应器处理甲苯废气的降解特性及传质过程强化

设计了一种气相空间带方形扰流柱结构的平板膜生物反应器,进行了甲苯降解废气净化实验,并与未加入方形扰流柱结构的反应器进行了对比。实验研究了甲苯入口浓度和气体流量对甲苯降解效率和传质速率的影响,结果表明,随着甲苯入口浓度和气体流量的增加,膜生物反应器降解效率降低,甲苯的传质速率增大,气相空间加入方形扰流柱后,甲苯在反应器中的传输得到了强化,降解效率最大提高了8%。     

旋风分离器排气管最佳插入深度的实验与分析

采用实验方法考察物料特性、入口气速、排气管直径、入口截面积4种因素对排气管最佳插入深度的影响。实验结果表明,排气管的最佳插入深度主要受粉料中位粒径和粒径分布的影响,中位粒径越小,包含的小粒径颗粒越多,最佳插入深度越大,而与其他3项参数无关。另外,插入深度在最佳位置附近变化时,效率波动不大,远离最佳位置后,效率大幅下降,并且在大排气管直径,大入口条件下,效率对插入深度更为敏感。短路流和内旋流二次分离的协同作用是形成以上现象的主要原因。     

液体旋流分离器分离效率的研究

液体旋流分离器是水环境污染治理的主要设备之一.分离效率是衡量液体旋流分离器分离过程进行完善程度的最重要的技术指标,它能从质与量两方面反映出设备性能的优劣.当前液体旋流分离器设计过程还缺少具体量化的理论依据,为了给液体旋流分离器的设计提供理论依据,通过液体旋流分离器从水中分离固体粒子的性能实验,得出了液体旋流分离器各部结构尺寸、形状、相对比例对分离效率的不同影响程度,提出了结构参数的最佳取值范围.按照本研究提出的设计原则和方法,可以制造出性能优良的液体旋流分离器.     

Effect of the location of the inlet and outlet structures on short-circuiting: experimental investigation.

The location of the inlet and outlet structures in a treatment plant (e.g., waste stabilization pond) may affect its hydraulic efficiency by increasing short-circuiting. Therefore, in this paper, the effect of the location of inlet and outlet structures was investigated in three laboratory channels of different lengths. Nine different combinations of inlet and outlet locations were considered for each channel under varying rates of flow. Results showed that the placement of the inlet and outlet structures close to the surface and the bottom of the pond, respectively, gave the minimum value of short-circuiting. This location was, therefore, judged to be the optimum among the nine combinations considered. The short-circuiting index was found to increase both with the dispersion number and the actual flow velocity, giving correlation coefficients of 0.3186 to 0.9258 and 0.8057 to 0.9972, respectively. Although minimization of short-circuiting will result in higher hydraulic efficiency, it may not necessarily result in higher effluent quality unless the temporal and vertical fluctuations of the water column are also considered.     

风量对高频气力分选机分选效率及金属分布规律的影响——以废弃印刷电路板粉末为例

以金属高富集粒级0.5～0.125 mm的废弃电路板为分选物料,通过ICP-AES测定分选产品,研究了风量对高频气力分选机分选效率及金属分布规律的影响.结果表明,风量变化对分选效率及金属分布规律影响显著,当风量为200m3/h时分选效率达到最大值78.23％,铜品位为86.745％,相比原料中铜品位13.96％,富集约6.2倍.随着风量的变化,金属的分布呈现规律性变化:密度比铜大或与铜相差不多的金属颗粒(铅、铂和锌等),其变化规律与铜相似,回收率在85％左右变化；密度比铜小很多的金属颗粒(铝、镁等),由于其密度与分选物料中的非金属非常接近,在分选过程中会随非金属带人轻产物中去,从而造成重产物中铝和镁品位最低,甚至低于其在原料中的品位.所以若要分离富集铝和镁,须对分选后的物料进行二次分选.     

连续式生物吸收工艺脱除二氧化硫

运用连续式生物吸收处理工艺,以废糖蜜发酵液作为碳源进行了微生物法去除SO2气体的研究,在简单粗放的实验条件下,研究了脱硫脱硫弧菌对较大气量SO2气体的去除效果,并对产物H2S在第二级生物反应器中的去除率进行了测定。实验结果表明,随着进气量由0.18 m3/h增大至5 m3/h,脱硫率会降低,但是随之提高搅拌速度和补料速度后,脱硫率又恢复到较高水平,当搅拌速度为590 r/min时,5 L生物反应液可以处理5 m3/h的SO2气体,1#反应器SO2去除率和2#反应器H2S去除率分别达到92%和98%以上。在气量增至5 m3/h时,1#和2#反应器补料流速分别为175 mL/h和200 mL/h时,没有亚硫酸盐和硫化物的积累,pH值和菌体浓度稳定,系统运行良好。     

扩体错流式生物滴滤床净化甲苯废气

采用自行设计制作的扩体错流式生物滴滤床,以甲苯为目标污染物、陶粒为填料、恶臭假单胞菌为菌源进行实验,研究了扩体错流式生物滴滤床的挂膜启动情况、甲苯进口浓度、停留时间对净化效率的影响.结果表明:(1)环境温度为17～23℃,扩体错流式生物滴滤床在10 d内完成挂膜启动,比传统生物滴滤床缩短了4 d.(2)甲苯净化效率随进口浓度的增加而逐渐下降.当甲苯进口质量浓度为1 100 mg/m~3时,净化效率为95%;当甲苯进口质量浓度维持在1 100～1 200 mg/m~3时,随停留时间的缩短,甲苯净化效率下降.(3)当停留时间分别为94、63、48 s时,甲苯净化效率分别为87%～92%、70%～74%、60%～62%.