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喷淋塔液滴粒径的分布对其废气处理性能的影响

        在废气处理设备领域,喷淋塔不仅结构简单气体阻力小,而且不易堵塞易于大型化。同时其传质性能稳定,在冶金,化工,燃煤发电,制药等行业被广泛使用。特别是在烟气脱硫领域具有很强生命力。在喷淋塔中气液两相的传质过程发生在液滴表面,因此液滴的大小和运动特征是决定喷淋塔传质性能的重要因素。
        喷淋塔通常用喷嘴分散中和液。由喷嘴喷出的液滴在其下方散开并形成雾锥,然后作竖直的沉降运动。影响液滴在下落过程中的形态大小以及运动特征的因素有两个:1、喷嘴自身的分散特性。2、液滴在自由落体时的相互间作用。
        喷嘴的分散特性受喷嘴的物理性能及使用条件影响,并且和喷淋层间距、喷嘴压降、喷淋角、喷淋塔阻力特性都有关系。液滴在喷淋塔中大部分位置做沉降运动,在此过程中液滴之间相互作用并碰撞破碎,对喷淋塔的传质效能和传质面积产生重要作用。晶目达环保利用实际生产的喷淋塔进行数据采集,在喷淋塔工作过程中通过拍照的方式记录了液滴粒径沿塔高的分布规律,并汇总各项数据进行规整研究(图1、图2)。

喷淋塔                        喷淋塔图
 
        我们在喷淋塔内部设置了三个取样点进行拍照记录。分别为A、B、C。可以通过图3看到其各自是以该点为中心的80mm*80mm的液滴群。喷淋塔液滴群的密度顺着塔高是不同的,越向下液滴越稀疏,并且液滴的大小不均匀。因为喷淋塔传质效应是发生在液滴表面,所以在喷淋塔顶部由于液滴密度大,其传质性能也越大。而在塔底,液滴稀疏,自然传质效能就小。
喷淋塔液滴
        晶目达环保将通过拍照并测量提取的数据整合分析后,绘制出了图4的在ABC三个取样点出不同高度的液滴粒径分布图。由图可知,喷淋塔内部广泛存在液滴的破碎现象。由塔顶至塔底,小液滴增多,大液滴减少。这种自破碎现象使得气液两相的杰出面积增大,从而有效提高废气处理设备的传热传质性能。
喷淋塔液滴分布
        我们在此过程中还就喷淋塔的比表面积进行了分析(a=6L/Du),在此不作详述。喷淋塔内液滴大小不一,下降速度不同,液滴群广泛存在着追赶、追尾现象。这样导致大液滴破碎变成小液滴,并慢慢趋于均匀,这对传质是有利的。如果增大喷淋量,则塔顶附近的液滴SMD(液滴平均直径)增大,底部减小;增大空塔气速,液滴SMD减小,说明合理调节喷淋塔的喷淋量和气速,可以达到一个最佳的处理废气工作点,这在生产中有着非常重要的作用。
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