超重力技术在烟气除尘中的应用

超重力技术是利用超重力原理创建起来的一种 新型的强化传递过程的技术, 它通过高速旋转产生 强大的离心力场代替重力场, 从而实现了传质过程的强化, 也极大地缩小了设备尺寸与质量。超重力 技术一般使用一个转子, 通过电动机带动转子高速 旋转产生巨大离心力, 也即超重力。转子内加入填 料, 这种设备便叫超重力旋转填料床。

超重力技术的实质是通过离心力场的作用 而达到模拟超重力环境的目的, 但该技术与传统的 利用离心力进行复相分离或密度差分离有着质的区别。其核心在于对传递过程和微观混合过程的大强化, 因而它应用于需要对相间传递过程进行强化 的多相过程, 和需要相内或拟均相内微观混合强化 的混合和反应过程。

空气粉尘污染是环境污染的主要形式之一, 尤其是工矿企业生产过程中产生的粉尘、废气直接伤 害工人的健康, 污染环境。而目前沿用的各种除尘 技术和装备普遍除尘效果不甚理想, 投资费用又高。 将超重力旋转填料床应用于烟气除尘, 是一种新的 尝试。超重力旋转填料床除尘设备是一种新型的湿 式除尘器, 它结合了旋风洗涤器与湿式纤维层除尘 器的特点并有所创新, 因而在相同的能耗下, 比一般的除尘器的除尘效果好。

旋转填料床是将离心沉降、过滤、机械旋转碰 撞、惯性碰撞捕获及扩散、水膜等多种除尘机制集于 一体的一种新型除尘设备。 当含尘气体以一定速度进入外腔时, 气流将由 直线运动变为下行圆周运动和径向运动。含尘气体 在旋转过程中, 在离心力的作用下, 较大的尘粒被 甩向器壁, 此时旋转床内壁已被喷淋液淋湿, 因而含 尘粒子被捕集, 且不会产生反混。同时由于旋转填料床的高速旋转, 液体被填料带动向外运动, 被填料 破碎成极细的液滴, 从转子外缘甩出, 与含尘气体接 触, 尘粒被捕集, 类似旋风洗涤器。 旋转填料床的高速旋转使得液体在填料间形成 比表面很大的液膜和液滴, 当含尘气体进入旋转床 的内腔经过填料层多孔通道时, 由于机械旋转碰撞 作用以及液体捕获作用和填料本身对含尘气体的过 滤作用, 尘粒被捕集; 其次, 旋转的填料对新液有一个强大的切应力, 使液体被割成一片片极薄的液膜 和细小的液滴, 同时含尘气体的通道因填料旋转而 不断改变方向, 增大了气液接触面积, 大大提高了 除尘效果。在强大的离心力场中液体对填料层具有清洗作用, 使填料不被堵塞, 保持高效率的除尘效果。这个过程与纤维填料床洗涤器类似。

由于超重力技术的广泛适用性, 以及具有传统 设备所不具有的体积小、质量轻、能耗低、易运转、易 维修、可靠、灵活及更能适应环境等优点, 使超 重力技术在冶金、生物、化工、能源、材料、环保等工 业领域中有广阔的商业化应用前景。其基础理论研究已经取得了一定成果, 但还有待于进一步深入; 工 业应用方面也有较大的进展, 但还需挖掘其更大的 应用潜力。超重力旋转填料床作为一种新型的除尘 设备, 尤其是错流型旋转填料床应用于烟气除尘的 研究尚处于开发阶段, 离大规模的工业应用还需时 日, 但作为一种新型、高效、投资小的除尘技术及设备, 具有广阔的发展前景。

-----摘自华南理工 陈梅丽 《矿冶安全与环保》2007-4月

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