喷淋塔的流体力学特性与脱硫效率研究

基于喷淋塔内脱硫过程中的流体力学数学模型,描述了湿式石灰石/石膏烟气脱硫法的脱硫效率与入口烟气SO2浓度、喷淋浆液中SO2浓度、烟气量、循环浆液量、钙硫摩尔比以及脱硫塔结构(截面积、吸收区高度等)的定量关系,重点分析了喷淋塔内液气比、烟气流速、吸收液的流量、喷嘴雾化性能、浆液pH值和烟气温度等参数,并阐述了这些因素对脱硫效率的影响.     

X形旋流压力喷嘴质量中值直径预测模型

X形旋流压力喷嘴是喷雾降尘常用的一类喷嘴,喷嘴雾滴粒径是重要参数.为了更好地指导喷雾降尘过程中喷嘴的选型,对工业现场常用的6种X形旋流压力喷嘴展开了雾化参数试验研究.通过试验获得了喷嘴水流量、雾化角和喷嘴MMD实测数据,结果表明,X形旋流压力喷嘴MMD随供水压力增大而减小,随喷嘴出口直径增大而增大.在此基础上,根据已有的压力喷嘴MMD经验公式,采用多元非线性回归的方法,建立了 X形旋流压力喷嘴MMD预测模型.经试验验证,模型预测值与试验值变化规律一致且平均相对误差仅约7％.所建立的预测模型可用于该类喷嘴MMD的理论预测,指导喷雾降尘工程应用中喷嘴的选型.     

筛板脱硫塔气液流动及运行参数的影响分析

基于筛板式脱硫喷淋塔的结构特点,研究了烟气流速、浆液循环量、液滴粒径和喷嘴形式对雾滴携带特性、筛板的整流效果、系统压损的影响。结果表明,烟气流速增加到3.6 m/s,液滴被携带的作用明显增加,烟气流速增加,除雾器入口的雾滴浓度明显增加,系统压损增大;而循环量对1 300μm雾滴携带没有明显影响,循环量增加,系统和整流层的压损明显增大;液滴粒径越小,其携带作用越弱,1 300μm以上液滴几乎没有被携带出脱硫吸收塔,而800μm以下液滴携带作用明显增强。液滴分级粒径由50μm增加到1 900μm,其系统压损由2 349 Pa降到975 Pa,除雾器段压损由361 Pa降到67 Pa,液滴粒径对塔内系统压损影响较大。对安装有五层喷淋层的吸收塔,在四层以上安装双向双头喷嘴对除雾器入口的雾滴浓度有明显增加,而三层以下是否安装对雾滴携带无明显作用,同时其携带作用增强,筛板的整流效果减弱。     

圆锥形喷嘴出口直径对水射流冲击动力特性的影响研究*

为探讨喷嘴结构对水射流冲击动力特性的影响,以圆锥形喷嘴为研究对象,基于COMSOL数值模拟软件,建立不同出口直径的圆锥形喷嘴模型,研究出口直径对水射流冲击动力特性的影响。研究结果表明:圆锥形喷嘴水射流冲击煤岩体过程中,不同喷嘴出口直径下水射流流场分布特征相似,整个流场可分为集中区、发散区、回流区和卷吸区4个区域,随喷嘴出口直径增大,卷吸区逐渐消失,其余3个区域分布也明显减弱;煤岩体应力分布可分为中心应力集中区和两侧应力集中区,随喷嘴出口直径不断增大,中心应力集中区与两侧应力集中区的范围逐渐减小,当喷嘴出口直径为6 mm时,两侧应力集中区基本消失;主体段入口速度恒定条件下,圆锥形喷嘴优选以2~3 mm出口直径为宜,此时水射流冲击煤岩体效果较佳,且不会对喷嘴产生结构破坏。     

喷嘴夹持及升降调节安全自动操作装置的研究与设计

介绍了喷嘴实验室的发展情况和武钢技术中心喷嘴试验室建设要求 ,进行了喷嘴夹持及升降调节安全自动操作装置的方案选择、结构设计及主要几何计算 ,分析了它的特点     

超音速虹吸式空气雾化喷嘴雾化影响因素实验研究*

为掌握超音速虹吸式空气雾化喷嘴雾化机理及特性,采用流体力学线性不稳定理论分析雾化机理,通过喷雾实验研究不同因素对雾化性能的影响及对比不同类型喷嘴的雾化效果。研究结果表明:随着距喷嘴出口距离增加,超音速虹吸式空气雾化喷嘴在雾滴破碎后碰撞聚合作用由强到弱,300 mm内雾滴粒径增长速率明显,300 mm外雾滴粒径增长速率较缓。随着供气压力增加,超音速虹吸式空气雾化喷嘴雾滴粒径逐渐减小,在实测距离内SMD（平均粒径）最小为17.5 μm。不同供气压力下,超音速虹吸式空气雾化喷嘴随距离增加,雾滴粒径增长趋势基本一致。有效射程内供气压力为0.1~0.5 MPa时,SMD仅为17.5~31.16 μm。对比实验中,超音速虹吸式空气雾化喷嘴SMD比内混式空气雾化喷嘴和X旋流型压力喷嘴小53.5%~74.0%。     

喷嘴直径对降尘效果影响的试验研究

为提高喷雾降尘效率,以改善作业环境,有必要研究喷嘴直径与降尘效果间的关系。基于自行设计的喷雾降尘试验系统,采用马尔文实时高速喷雾粒度分析仪、高速摄像仪及粉尘浓度测定仪对不同直径喷嘴的雾化特性参数和降尘效率进行测定。结果表明,在相同喷雾压力下,随着喷嘴直径的增大,全尘降尘效率持续增加,而呼吸性粉尘降尘效率先增加后减小,并在喷嘴直径为1.5 mm时达到最大值;在耗水量相同的情况下,随着喷嘴直径的增大,全尘和呼吸性粉尘降尘效率均下降。在井下喷雾降尘中,当耗水量不受限制时,为同时确保全尘和呼吸性粉尘降尘效率,宜选择直径为1.5 mm的喷嘴;当耗水量受限制时,宜选择直径为1.2 mm的喷嘴。     

燃煤微生物预处理浮选脱硫的研究进展

研究了煤炭脱硫的意义 ,脱硫反应器及煤炭微生物法脱硫的现状并比较了几种脱硫方法 ,指出用生物预处理浮选法脱硫效率高 ,具有很好的经济性 ,是一种适合工业应用的微生物脱硫方法     

喷嘴位置对文丘里除尘器流场影响的模拟研究

通过选用欧拉-欧拉多相流模型和RNGκ-ε湍流模型对文丘里除尘器流动特性进行了数值模拟,为文丘里除尘器的结构优化提供依据。在74 m/s的喉管气速下比较喷嘴位置和喷嘴液体速度对文丘里除尘器性能的影响。结果表明,喷嘴位置对文丘里除尘器的压力降及喉管处的液体分布影响较大,当喉管气速和液体入射速度不变时,压力降随喷嘴位置后移而增加,而当喷嘴位置位于中部时喉管内的液体分布较为均匀。     

前混合式磨料射流喷嘴的基础研究

本文对前混合式磨料射流喷嘴进行了较为系统的研究。利用液固两相流的理论进行了磨料射流喷嘴内的流动分析，采用无量纲分析法，列出磨料粒子在喷嘴内的质量方程、运动方程和能量方程，编写了计算程序，通过计算机进行数值求解，发观了喷嘴收缩段锥角、磨料浓度对磨料粒子的加速、压力损失以及能量传递效率的影响，确定出了最优参数。根据理论分析，对几种不同几何形状、不同几何参数的喷嘴，通过改变压力、磨料浓度等参数进行寿命磨损试验，定期测量其磨损，观察喷嘴内部的磨损状况，研究了喷嘴材料、几何参数及动力参数对喷嘴磨损的影响，发现了一些新现象，通过对试验数据的分析，得出了一些有价值的结论。     

基于稳态与非稳态的喷吹管内流场的对比研究

针对等孔径喷吹管,利用CFD软件对其内流场进行数值模拟,得到不同入口流量条件下的流场分布特性。对喷吹管进行非稳态流场模拟,并与稳态模拟结果分析比较,模拟结果误差控制在1%以内,验证了将喷吹管非稳态内流场简化为稳态流场分析具有一定的可行性。沿着喷吹管气流流动方向,喷嘴出口流量分布不均匀,整体有增大的趋势;沿喷吹管轴向气流渐趋均匀,即越靠近端面,喷吹偏心角越小,甚至为0。     

受限空间水幕隔热阻烟性能的试验研

为了研究消防水幕衰减火灾热辐射和阻隔火灾烟气蔓延的隔热阻烟特性,基于搭建的3 m× 3 m × 2.5 m（长×宽×高）小尺寸试验平台,开展大量实体火灾试验,研究水幕作用下空间温度分布特性以及烟气运动规律,并重点分析了喷头压力和喷头类型2种参数对水幕隔热阻烟性能的影响。结果表明:实施水幕分隔对火灾上层高温烟气具有明显的降温作用;实施水幕能够有效阻止火灾烟气的前期扩散;喷头压力越大,水幕的隔热效率越高,当喷头压力增大至0.6 MPa时,水幕的隔热效率可达70%以上;使用ZSTWC撞击式水雾喷头比ZSTM-AT式扇形水幕喷头更有利于形成均匀分布的水幕断面。     

局部蒸汽系统抑制熄灭油池火的实验研究

选取乙醇为燃料试样,进行不同条件下蒸汽灭火的全尺寸实验,研究了局部蒸汽系统抑制熄灭油池火的有效性及其影响因素,并探讨其灭火机理.实验结果表明:喷口直径是影响蒸汽灭火的关键因素,中等直径的喷口具有较好的灭火效率;喷口方位和燃料浓度也会影响灭火有效性;局部蒸汽系统的有效保护面积大于直接覆盖面积,对可燃气和氧气的稀释置换作用...     

CFD modeling and simulation of turbulent fluid flow and dust dispersion in the 20-L explosion vessel equipped with the perforated annular nozzle

A three-dimensional CFD model was developed to simulate the turbulent flow field induced by dust feeding and the associated dust dispersion within the 20-L explosion vessel equipped with the perforated annular nozzle. The model was validated against experimental data for pressure and root mean square velocity.Simulation results have shown that the turbulent kinetic energy is rather uniformly distributed and its values are significantly lower than those attained with the rebound nozzle. Furthermore, the perforated annular nozzle is able to generate a uniform dust/air cloud. However, a consistent fraction of the dust remains trapped inside the nozzle and, thus, it does not contribute to the explosion process.     

用于煤矿安全切割的前混合磨料射流加速机理研究

前混合磨料射流具有切割各种材料无火花、所需设备压力低以及操作简单等优点,具有广泛应用井下安全切割的功能。笔者根据建立的磨料粒子运动方程,推导出具有普遍意义的匀速流场内粒子路程函数以及用数值分析法求解出粒子在喷嘴内的速度;通过理论分析和具体的数值计算,磨料最主要的加速过程是在收缩段内完成,磨料粒子从喷嘴喷出时已能高达水流速度的95 %以上,磨料粒子在离开喷嘴在射流的核心段内仍将继续得到加速;同时发现,在条件允许的情况下,喷嘴的收缩段应适当长些,喷嘴圆柱段长度为喷嘴出口直径的2 .5～3.0倍最合适。     

管座焊缝内侧的相控阵超声自动检测

本文介绍应用相控阵技术结合配有编码动作的机械装置,对插入式管座焊缝从接管内侧用线阵探头进行超声检测的方法。建立实验模型,可为声柬全覆盖所必须考虑的物理参数,提供验证数据。建模和实测结果表明：利用声线跟踪法,扫查布置图（Scanplan）能提供所需覆盖范围的适当显示。当从接管内表面进行扫查时,用于引导探头扫查动作的机械装置往往可设计得减少复杂性。本文所述方法可望为承压设备结构较复杂的管座焊缝,实施超声相控阵检测（PAUT）符合ASME最新版要求提供有用借鉴。     

不同喷嘴类型静电旋风水膜除尘系统配置优化实验研究*

为对比加宽版吹风喷头、1 mm孔径广角实心喷嘴和组合型喷嘴配置下的静电旋风水膜除尘系统的除尘效果,对进口风速、静电电压和单位面积流量3个单因素进行实验。研究结果表明:借助SPSS软件正交实验设计得出各喷嘴最佳参数、除尘效率影响因素排序均为进口风速＞静电电压＞单位面积流量。在各喷嘴最佳参数下,除尘性能排序为组合型喷嘴>加宽版吹风喷头>1 mm孔径广角实心喷嘴。在组合型喷嘴最佳参数（进口风速12.03 m/s、单位面积流量1.02 L/(m2·s)、电压45 kV）下,当进口风速不变时,除尘系统的分级除尘效率随粉尘颗粒粒径的增大而增大,但增幅不断地变缓,粒径约为40 μm时分级效率近似达到100%;当粉尘颗粒粒径不变时,分级效率随进口风速的增大呈现递减的趋势,粒径越大下的分级效率越接近。