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本文研究了石灰颗粒在净化高温焚烧烟气前后颗粒特性变化及对分离效率的影响。研究结果表明:
1.在高温工况(450~760℃)下,旋风分离器对石灰吸收剂颗粒的分离效率随烟气温度的上升而呈现下降的趋势;同时表明流场外部力对颗粒的作用依然明显,对颗粒在流场中的运动轨迹以及浓度分布起决定作用,进而直接影响了分离效率。
2.在旋风分离器内部,悬浮的石灰颗粒不仅受到高温烟气的加热,同时还进行着吸收HCl气体的化学反应,其表面结果特征发生巨大变化,加之粘附在表面的易融杂质的软化和熔融,不仅增加了颗粒的塑性,同时也增强了颗粒碰撞时的范德华力和界面作用力。通过激光粒径仪和扫描电镜进行观测,在本实验中石灰颗粒间的团聚现象非常明显。
3.通过数值计算可以看出,在高温工况下,旋风分离器内部流场的湍流强度得到进一步的加强,同时固相颗粒的浓度分布是不均匀的,大体上呈现从轴心向器壁的“浓缩”。因此,尽管进口烟气中石灰颗粒的浓度很低,旋风分离器流场中强烈的湍流运动以及器壁区域的颗粒富集区为颗粒团聚提过了充分的碰撞频率,造成了旋风分离器内稀相颗粒团聚现象的发生。
4.由于颗粒团聚现象的出现,旋风分离器在高温并且包含化学反应的情况下对石灰颗粒的分离效率得到了有效提高,达到了94﹪,能够满足工程应用的需要。
5.在450~700℃范围内,当Ca/Cl量比大于2时,旋风分离器当对烟气中的HCl气体有30~55﹪的净化效率,可作为附加反应器或在进一步改善气一固接触后作为高温烟气净化装置。