旋流除尘器锥体中增效节能的实验研究.pdf

第16卷第10期 2007年10月 中 国 矿 业 CHINA MININGMAGAZINE Vol. 16 , No. 10 October 2007 旋流除尘器锥体中增效节能的实验研究 鲁忠良1,王洪丽2,肖亚宁3,韩玉明3,王永珍3 1. 河南理工大学安全科学与工程学院,河南 焦作454000 ; 2.河南理工大学数学与信息科学学院,河南 焦作454000 ; 31 潞安环能股份公司漳村矿,山西 长治046032 摘 要目前,旋流除尘器的增效减阻主要有减小排气直径、改进进出口结构形式直径、排气管减 阻装置、安装导向板、安装减阻杆。这些方法都是改变风流流场,使风流流速变小,而没有考虑如何改 变锥体中风流流场,从而使风阻减小。而本文正是考虑了上述原因,在锥体中加装导流片,改善锥体风 流紊乱程度。另外,加装导流片使锥体避免了“返混”和“龙摆尾”现象发生,从而达到增效减阻的作 用。 关键词除尘器;锥体;导流片组;增效节能 中图分类号 TD714 . 4 文献标识码 B 文章编号 1004 - 4051 2007 10 - 0058 - 03 Experimental study on energy saving and efficiency raising of the cone of cyclone dust collector LU Zhong2liang1, WANG Hong2li2, XIAO Ya2ning3, HAN Yu2ming3, WANG Yong2zhen3 1. School of safety Science And Engineering , Henan Polytechnic University , Jiaozuo 454000 , China ; 21School of mathematics and inatics , Henan Polytechnic University , Jiaozuo 454000 , China 31Zhangcun Coal Mine Lu′an Environment and energy corporation Ltd. , Changzhi 046032 , China Abstract At present , the main s of resistance reducing and efficiency raising are changing flow filed of airflow , reducing wind speed , such as diminishing the diameter of outlet suction、improving the structrue of inlet and outlet、improving decreasing Pressure Equipment、installing guide plate and installing repds1In this paper , how to improve flow filed of airflow in cone for decreasing wind Pressure is consid2 ered1In order to improve the degree of wind disorder , distributors will be installed on the cone which can avoid backmixing and Dragon Tail and reduce resistance and Raise efficiency1 Key words dust collector ; distributors; cone ; energy saving and efficiency raising 收稿日期 2007 - 07 - 29 基金项目国家重点基础研究发展计划 973 计划项目编号 2005CB221500 作者简介鲁忠良1964 - ,吉林白城人,现任河南理工大学安 全科学与工程学院教师,硕士研究生导师,主要研究方向通风与除 尘及除尘设备。 旋流除尘器是各行各业广泛使用的气2固或液2 固分离设备,小体积的旋流除尘器,也是煤矿经常 使用的初级除尘器。但是,旋流除尘器的锥体是气 体与粉尘分离的主要部位,又是气流返回的部位。 目前旋流除尘器的增效减阻,主要有减小排气管直 径、改进进出口结构形式、排气管减阻装置、安装 导向板、安装减阻杆。这些方法都是改变风流流 场,使风流流速变小,而没有考虑如何改变锥体中 风流流场。而本文正是考虑了上述原因,在锥体中 加装导流片组,改善锥体风流紊乱程度及增加粉尘 的碰撞机会,减少粉尘返混。本实验的技术路线是 在旋流除尘器锥体部位,加装导流片组与不加装导 流片组进行实验,来验证旋流除尘器锥体中增效节 能是可行的。本文主要创新点是发现了旋流除尘器 增效节能的一个新途径。 1 实验方案、实验测试设备及实验测试系统 111 实验方案 作者与辽宁工程技术大学学者刘雅俊副教授合 作研制了导流片组,使之与CTL/ A2215型旋流除 尘器的锥体相适应,用有机玻璃又制作了一个 第10期鲁忠良等旋流除尘器锥体中增效节能的实验研究 CTL/ A2215型旋流除尘器。主要测试在旋流除尘 器锥体中,不加导流片组与加导流片组的旋流除尘 器的除尘效率、能量压力损失情况进行对比。 各项测试分别进行了三次实验。 112 导流片组的结构 导流片组的结构如图1所示,它与CTL/ A2 215型旋流除尘器的锥体相适应[1]。 图1 导流片组的尺寸及实物结构图 注材质为0175mm镀锌铁皮 113 测试设备 皮托管、YYT倾斜式压差计、BT29300H型 激光 粒 度 分 布 仪、多 功 能 搅 拌 机、发 尘 器、 FG328A S分析天平、2700kg/ m3标准石英砂。 114 实验测试系统 加导流片比未加导流片的旋流除尘器的性能是 否能够达到增效减阻的目的,即是否提高旋风除尘 器的效率、减少除尘器的压力损失、缩小旋风除尘 器的分割粒径,这些都需要通过实验来进行验证。 除尘器的性能测试系统图[1]见图2。 1 除尘器出风口; 2 除尘器; 3 发尘器; 4 风机; 5 除尘器进风口; 6 倾斜压差计; 7 导流片组; 8 灰斗; 9 采样器 图2 测试系统图 2 实验结果及分析 211 实验测试结果 测试情况及粉尘分散度见表1～6。 表1 粉尘原样分散度 项目数据 粒径区间μ m 30 粒径中值μ m 2157151215171522152715 个数频率值 621872112181994173114801440128 质量频率值 111410136201322913419115101598175 表2 CTL/ A2215型除尘器实验数据 实验 次数 入口全压 mm C2H5OH 入口静压 mm C2H5OH 入口速压 mm C2H5OH 入口风速 m/ s 入口浓度 mg/ m3 出口滤膜mg 初重末重 出口浓度 mg/ m3 阻力mm C2H5OH 阻力Pa 处理风 量m3/ s Ⅰ443699. 918715421816816401636234190111 Ⅱ504010101417119411916313371239254140112 Ⅲ524012111415817411219019411740261100113 表3 CTL/ A2215型除尘器出口粉尘分散度11617mg 项目数据 粒径区间μ m 30 粒径中值μ m 2157151215171522152715 个数频率值 811491319631830172 质量频率值 6188311834014320186 95 中 国 矿 业第16卷 表4 CTL/ A2215型除尘器加导流片组实验数据 实验 次数 入口全压 mm C2H5OH 入口静压 mm C2H5OH 入口速压 mm C2H5OH 入口风速 m/ s 入口浓度 mg/ m3 出口滤膜mg 初重末重 出口浓 度mg/ m3 阻力mm C2H5OH 阻力Pa 处理风 量m3/ s Ⅰ3122991918715411872191023150100111 Ⅱ342410101417119431288191423150100112 Ⅲ37251211141581742137019824156160113 表5 CTL/ A2215型除尘器出口粉尘分散度 28 1 6mg 项目数据 粒径区间μ m 30 粒径中值μ m 2157151215171522152715 个数频率值 80181131345126016000 质量频率值 6122716501518000 综合上表及有关公式[1] ,[2] ,[4]得表6。 表6 CTL/ A2215型除尘器与加导流片组分级效率对比表 除尘器类别分割粒径μm 分级效率 实验结果 11617mg 粒径范围μm 30 平均粒径μm 215715121517152215271530 理论计算42117671137811785137891579213793142 实测值71220488114100100100 加导流片组后 2816mg 理论计算51187771368713392132951119617897136 实测值58127915811196100100100 212 结论 本文在对旋流除尘器进行试验分析的基础上, 对旋流除尘器的锥体进行了改进,将锥体放入导流 片组,使粉尘增加了碰撞、沉降机会,提高了除尘 效率,然后通过实验进行了验证。锥体放置导流片 组后,可得出如下主要结论。 1采用在锥体放置导流片组结构形式减阻 提效是可行的,可抵消相当一部分的二级除尘阻 力。 2通过实验验证了采用锥体放置导流片组 结构后的CTL/ A2215型除 尘器,分割粒 径由 316μm降至213μm ,因此分级效率提高,以至于 总除尘除尘效率提高。 3实验用除尘器的实验表明对于石英砂 粉尘,一般的CTL/ A2215型除尘器的除尘效率为 78 ,采用锥体放置导流片组结构形式的CTL/ A2 215型旋流除尘器的除尘效率为95 ,降低阻力 40 。 4在锥体中加装导流片,改善了锥体风流 紊乱程度。另外,加装导流片使锥体避免了“返 混”和“龙摆尾”现象发生,从而达到增效减阻的 作用。 5采用锥体放置导流片组结构形式、减阻 结构方式,其结构简单、加工安装方便,为旋风除 尘器减少阻力损失,降低能耗提供了新的途径。 参考文献 〔1〕 鲁忠良.旋滤除尘器的研制[D]. 2005 , 3 23 - 53. 〔2〕 祝立萍,龚义书.旋风除尘器阻力损失的实验研究[J ].节 能, 1999 , 4 14 - 18. 〔3〕 祝立萍.旋风除尘器性能实验研究[J ].华东冶金学院学 报, 1999 , 4 309 - 313. 〔4〕 A1C1 霍夫曼著,彭维明译.旋风分离器[M].北京化学 工业出版社, 2004 , 5 216 - 260. 〔5〕 向晓东著.现代除尘理论与技术[ M].北京冶金工业出 版社, 2002 85 - 97. 06