高炉煤气高效曲板脱水装置的试验研究

【摘要】：~ 随着国家节能减排的需要，对高炉煤气的再利用已经越来越受到重视。高品质的高炉煤气是保证燃气轮机安全运行和提高经济效益的重要条件。煤气中的机械水是造成设备腐蚀的主要原因，且降低了煤气的热值，所以在工业应用中要求脱除煤气的机械水，使其含量小于5mg/m3。 目前，脱除高炉煤气中机械水的方法有很多种，其中冷冻法和吸收法运行费用高、设备复杂、占用空间大，机械法中旋流板脱水装置和丝网脱水装置的脱水精度较低，机械水含量仅能降到5000mg/m3。所以，需要研究一种高效脱除煤气中机械水含量的装置，解决高炉煤气机械水含量偏高的难题。 本文对曲板脱水装置的脱水性能进行了理论研究。首先建立了曲板脱水装置内气液两相分离的数学模型；其次阐述了液滴运动和液膜破裂的机理，为试验研究提供了理论依据。通过对曲板脱水装置的性能进行试验研究，对不同影响因素下的脱水效率和压力损失进行分析，得到提高脱水效率和降低压力损失的最佳曲板结构参数及运行参数：曲板脱水装置的最佳气流速度应为1.75~2.25m/s，曲板间距为5~7.5mm，斜板长度为200~250mm，液气比为0.2~0.25L/m~3，水雾粒径为100~500μm。在此范围内可获得最佳脱水效率和最小阻力，使曲板脱水装置性能达到最优。最后，应用回归分析方法建立了曲板脱水效率和压力损失与其各参数之间的经验公式。 经研究设计的曲板脱水装置具有脱水效率高，压力损失小、不易堵塞、制造容易等优点，并且能够有效的去除直径在6μm以下的机械水，使煤气中机械水含量降低到5mg/m~3，在理论和实践中均对曲板脱水装置的推广应用以及优化设计具有积极的指导意义。 【关键词】：煤气脱水 曲板脱水装置 湿式电除尘器 脱水效率 压力损失
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X757
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题的研究背景10-11
• 1.2 问题的提出11-12
• 1.2.1 高炉煤气中机械水的危害11
• 1.2.2 高炉煤气中机械水的去除11-12
• 1.3 国内外研究发展现状12-14
• 1.4 研究内容14
• 1.5 研究意义14-16
• 第2章 脱水装置的数学模型16-30
• 2.1 引言16
• 2.2 气相16-17
• 2.3 液滴相17-26
• 2.3.1 液滴传输的控制方程17-18
• 2.3.2 液滴受力分析18-25
• 2.3.3 液滴受力大小的比较25-26
• 2.4 气液分离过程分析26-28
• 2.4.1 液滴的运动机理26-27
• 2.4.2 液膜的破裂机理27-28
• 2.5 本章小结28-30
• 第3章 试验原理及装置30-38
• 3.1 试验原理30-31
• 3.1.1 试验系统30
• 3.1.2 机械水含量计算公式30-31
• 3.2 试验装置31-35
• 3.2.1 湿式电除尘器31-32
• 3.2.2 曲板脱水装置32
• 3.2.3 高压供电系统32-33
• 3.2.4 低压控制系统33-34
• 3.2.5 机械水测量装置34-35
• 3.2.6 压力测量装置35
• 3.3 试验方法35-36
• 3.3.1 试验准备35-36
• 3.3.2 机械水测量36
• 3.4 试验参数的选择36-38
• 第4章 试验结果与分析38-50
• 4.1 脱水效率影响的研究38-43
• 4.1.1 斜板长度对脱水效率的影响38-39
• 4.1.2 板间距对脱水效率的影响39
• 4.1.3 气流速度对脱水效率的影响39-40
• 4.1.4 水雾粒径对脱水效率的影响40-42
• 4.1.5 液气比对脱水效率的影响42
• 4.1.6 高压对脱水效率的影响42-43
• 4.2 压力损失影响的研究43-46
• 4.2.1 斜板长度对压力损失的影响43-44
• 4.2.2 板间距对压力损失的影响44
• 4.2.3 气流速度对压力损失的影响44-45
• 4.2.4 水雾粒径对压力损失的影响45
• 4.2.5 液气比对压力损失的影响45-46
• 4.3 曲板脱水效率及压力损失经验公式46-47
• 4.4 本章小结47-50
• 结论50-51
• 参考文献51-56
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果56-57
• 致谢57-58
• 作者简介58

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