本發(fā)明涉及一種回流式旋風(fēng)器型的除塵器。另外,本發(fā)明涉及一種從氣體移除顆粒并且可能干式凈化所述氣體的方法。
旋風(fēng)器是應(yīng)用在多種工業(yè)中的除塵器,其具有兩個互補目標(biāo):在將氣體散發(fā)到大氣中之前從因處理產(chǎn)生的氣體中移除顆粒(例如,從爐或者烤箱中排放的排放物)和回收具有高附加值的細(xì)小顆粒(例如,食品工業(yè)、化學(xué)工業(yè)和制藥工業(yè))。
旋風(fēng)器具有投資成本低和運轉(zhuǎn)成本低的優(yōu)點,但是具有對于低于2-3μm的顆粒效率低的缺點。因此,為了遵守葡萄牙和歐盟法排放限制,人們常常使用成本更加高昂的除塵器,諸如袋式過濾器和靜電沉淀器。
因此,研發(fā)尤其對于低于2-3μm的顆粒而言收集效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于市場可獲得的旋風(fēng)器所能實現(xiàn)的收集效率的旋風(fēng)器對于工業(yè)應(yīng)用來講具有非常大的潛力。若干工業(yè)(木材、鋼鐵、水泥、包括生產(chǎn)納米顆粒的化學(xué)工業(yè)、食品和制藥)可受益于低成本的氣-固分離裝置,所述氣-固分離裝置的效率足以不必使用更加昂貴(在投資成本和運轉(zhuǎn)成本兩方面)的設(shè)備,諸如先前所述的袋式過濾器和靜電沉淀器。在高溫和高壓的處理中,旋風(fēng)器目前是僅僅可應(yīng)用的除塵器。
工業(yè)旋風(fēng)器具有不同類型,但是最常用的是在圖1中示意性示出的回流式旋風(fēng)器。為了簡要描述它們的功能,氣體在ab段處進(jìn)入并且必須描述成因渦旋管而進(jìn)行下降的螺旋運動,直到其因在頂部處離開壓力場而改變方向(因此標(biāo)志為“回流”),所述渦旋管的長度為s且直徑為De。在它們下降運動過程中,固體顆粒朝向壁加速運動并且最終聚集在旋風(fēng)器底部,從而與氣體分離。在旋風(fēng)器中,細(xì)小顆粒原則上是因它們對于由氣體賦予的加速響應(yīng)更微弱而更加難以與輸送氣體分離的顆粒。
旋風(fēng)器制造商使得旋風(fēng)器以“族或者幾何結(jié)構(gòu)”為特征,其特征在于旋風(fēng)器的7個關(guān)鍵尺寸之間存在不能改變的關(guān)系(a、b、s、De、h、H和Db相對于旋風(fēng)器直徑D的比值)。
最近,證實了只要能夠滿足特定的工程條件(2010年P(guān)aiva等人提出),細(xì)小顆粒也將與較大的顆粒附聚在一起。這種聚集難以預(yù)測,這涉及在紊流流場內(nèi)的固體-固體間相互作用的相當(dāng)復(fù)雜模型,而且因此涉及即使對于現(xiàn)代快速計算機(jī)而言也要求極高的數(shù)值計算。
2.
背景技術(shù):
第一代旋風(fēng)器起源于19世紀(jì)末期,與此同時旋風(fēng)器?;念A(yù)測模型從純實驗?zāi)P瓦M(jìn)化到更基本的模型。在實驗?zāi)P蛯A(chǔ)模型的邊界附近,存在由和Loffler(1988)研發(fā)的理論,所述理論能夠以實驗室規(guī)模、中試規(guī)?;蚬I(yè)規(guī)模相當(dāng)好地調(diào)節(jié)許多與旋風(fēng)器有關(guān)的已有數(shù)據(jù)。
這種理論的缺點在于:替代預(yù)測模式的是,其僅僅是診斷模式(允許非常好地擬合觀察到的實驗數(shù)據(jù)),即,其不善于預(yù)測任意幾何結(jié)構(gòu)的旋風(fēng)器在任意條件下的行為,原因在于旋風(fēng)器的行為取決于對顆粒紊流分散系數(shù)的了解和此理論的基本參數(shù)。第二種缺點在于:這種理論完全忽略了在紊流條件下內(nèi)部顆粒的附聚(聚集)和在實踐中出現(xiàn)的現(xiàn)象。
因為旋風(fēng)器幾何結(jié)構(gòu)、操作條件和粒徑分布影響紊流分散系數(shù),所以Salcedo和Coelho(1999)可獲得半經(jīng)驗公式,從而允許根據(jù)上述情況評估這種參數(shù)。這是全局優(yōu)化算法(Salcedo,1992)與和Loffler(1988)的基礎(chǔ)模型和Salcedo和Coelho(1999)的預(yù)測模型的結(jié)合,這允許實現(xiàn)如專利EP0972572所述的旋風(fēng)器。然而,直到幾年前(Paiva等人,2010),仍然不可能評估內(nèi)部顆粒附聚在回流式旋風(fēng)器的收集效率中的作用。
雖然從大約25年前已經(jīng)以經(jīng)驗(試驗和誤差)和以全局優(yōu)化解決了獲得更加有效的旋風(fēng)器幾何結(jié)構(gòu)的問題,如本領(lǐng)域中的一些主要著作以經(jīng)驗論證(1988年Li等人;1993年Schmidt;1996年Molerus和Gluckler;1998年Ray等人;2005年Sun等人),以及全局優(yōu)化論證(1999年Salcedo和Campos;2000年Ravi等人;2001年Salcedo和2003年Salcedo和Pinho;2003年Salcedo和Sousa Mendes;2004年Salcedo等人),但是一直忽略內(nèi)部顆粒附聚的現(xiàn)象。由經(jīng)驗方法獲得的改進(jìn)通常不是非常顯著并且需要太多的研發(fā)時間和成本。全局優(yōu)化在預(yù)測針對非常細(xì)小的顆粒的收集中產(chǎn)生了很大誤差,所述全局優(yōu)化忽視內(nèi)部顆粒附聚而允許獲得更好的旋風(fēng)器(例如,專利EP0972572中的那些旋風(fēng)器)。
總而言之,迄今為止,還不能保證在市場中存在在其設(shè)計中包括內(nèi)部顆粒附聚現(xiàn)象的最佳回流式旋風(fēng)器,如僅僅幾年前(2010年P(guān)aiva等人),可能開始以定量方式了解這一現(xiàn)象,使得可能在旋風(fēng)器設(shè)計的預(yù)測模型中包括這種附聚。
3.發(fā)明基礎(chǔ)—一種新方法
本發(fā)明基于下述假設(shè):對紊流中的內(nèi)部顆粒附聚的理解可能允許研發(fā)幾何結(jié)構(gòu),其通過最大化細(xì)小顆粒與更大顆粒的附聚而最大化對細(xì)小顆粒的收集,從而最大化整體旋風(fēng)器效率。
本發(fā)明的研發(fā)工作結(jié)合了制造在專利EP0972572中描述的發(fā)明并且特別地對應(yīng)于其旋風(fēng)器族(從現(xiàn)在起標(biāo)示為Cyclop_HE和Cyclop_K)那些類型旋風(fēng)器的全局優(yōu)化技術(shù)與內(nèi)部顆粒附聚的數(shù)值?;?。
在目標(biāo)是設(shè)計一種其收集效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在目前市場中可獲得的旋風(fēng)器的收集效率并且在其設(shè)計中包括內(nèi)部顆粒附聚現(xiàn)象的旋風(fēng)器的情況中,在第一階段中實施全局優(yōu)化,與此同時使用PACyc模型(2010年P(guān)aiva等人)以模擬附聚并且使用全局優(yōu)化程序MSGA(1992年Salcedo)獲得最佳的可行幾何結(jié)構(gòu)。所用的操作條件是實驗室、中試以及工業(yè)規(guī)模,并且粒徑分布是包含在先進(jìn)旋風(fēng)器系統(tǒng)S.A.(葡萄牙)(從現(xiàn)在起標(biāo)示為ACS)的數(shù)據(jù)庫中的若干數(shù)據(jù)。將幾何約束施加于優(yōu)化程序,使得數(shù)值解可指派為可構(gòu)造的旋風(fēng)器,并且最大壓降固定為大約2500Pa(250mm w.g.),因為對于旋風(fēng)器工業(yè)應(yīng)用而言一貫如此。使用Kalen和Zenz的標(biāo)準(zhǔn)(1980年Licht),添加旋風(fēng)器幾何結(jié)構(gòu)對于再飛散(re-entrainment)現(xiàn)象敏感性低的其它約束條件。因此,目的是獲得一種優(yōu)化的旋風(fēng)器,其具有盡可能接近實驗效率的預(yù)期(理論)效率。
在第二階段中,確認(rèn)各幾何特征的值比,以試圖確認(rèn)共同軌跡,所述共同軌跡可允許限定正確接近所有實驗數(shù)據(jù)的幾何尺寸族。
4.
技術(shù)實現(xiàn)要素:
在對結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析之后,可確認(rèn)公共比值,所述公共比值限定了新的回流式旋風(fēng)器族,從現(xiàn)在起標(biāo)示為HR_MK,其在存在內(nèi)部顆粒附聚的情況中最大化了效率。
作為根據(jù)本發(fā)明的旋風(fēng)器的特征的共同軌跡通過以下范圍提供,所述范圍對應(yīng)于回流式旋風(fēng)器的尺寸之間的七個無量綱比值中的每一個,所述回流式旋風(fēng)器具有:在側(cè)部a和b的截面為矩形的切向入口,第一側(cè)部平行于旋風(fēng)器主軸線;總高度為H的本體,其具有內(nèi)徑為D且高度為h的圓筒性上部部分和直徑為Db的倒置圓錐形底部部分;和高度為s且直徑為De的圓筒形渦流探測器:
從圖2可看到根據(jù)本發(fā)明的附聚旋風(fēng)器的幾何結(jié)構(gòu)的示例。
下文中的表格1給出了獲得的7種幾何數(shù)值(所述數(shù)值由上述給定的范圍限定)并且作為示例將所述幾何數(shù)值與根據(jù)專利EP0972572的優(yōu)化幾何尺寸的特征比值進(jìn)行比較,在所述表格中,根據(jù)本發(fā)明的旋風(fēng)器被指定為HR_MK。
表格2針對在包括關(guān)于旋風(fēng)器的某些專利的文獻(xiàn)中可獲得以及來自ACS的數(shù)據(jù)庫的幾何結(jié)構(gòu)示出了針對總共182種不同情況的對應(yīng)比的數(shù)值。例如,在Ramachandran等人(1991)中,存在表格2中的幾何結(jié)構(gòu)中的97種幾何結(jié)構(gòu)。
表格1—優(yōu)化族的幾何結(jié)構(gòu)
(1)-包括內(nèi)部顆粒附聚的優(yōu)化
(2)-不包括內(nèi)部顆粒附聚的優(yōu)化(EP0972572)
表格2-在文獻(xiàn)/市場中可獲得的族的幾何結(jié)構(gòu)
(a)EP0972572;(b)EP1487588;(c)EP0564992
在詳細(xì)統(tǒng)計分析違反針對幾何結(jié)構(gòu)HR_MK在表格1中賦予的比值的情況之后,可看出違反單一比值的情況占37%(67種幾何結(jié)構(gòu))而違反正好兩個比值的情況占14%(25個幾何結(jié)構(gòu)),如可以在表格3和4中看到的。違反比值在本專利說明書中可理解為存在至少一種來自現(xiàn)有技術(shù)的旋風(fēng)器,針對這種比值(或者無量綱參數(shù)),所述旋風(fēng)器具有至少一個數(shù)值屬于針對根據(jù)本發(fā)明的旋風(fēng)器(HR_MK)在表格1中關(guān)于這個比值規(guī)定的特征區(qū)間。
不存在違反多于兩個比值的幾何結(jié)構(gòu),這使得族HR_MK與先前已知的旋風(fēng)器非常不同。因為之前不曾獲得的在其設(shè)計中包括內(nèi)部顆粒附聚現(xiàn)象的優(yōu)化的回流式旋風(fēng)器,所以無驚訝之處。是的,令人驚訝的是針對這種新族可識別共同軌跡(特質(zhì)),原因在于:假定內(nèi)部顆粒相互作用的高度復(fù)雜性與每個具體情況(包括幾何結(jié)構(gòu))可能如此密切相關(guān),不能確保存在這樣的可能性,即,不可能獲得共同軌跡的連接。
作為區(qū)別根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)化族與其它族的主要特征,人們可指出以下特征:
-氣體入口、渦流管和固體排放裝置更窄;
-更長的圓筒形上部本體和更短的圓錐形下部本體。
表格3—識別違背HR_MK的單個比值的幾何結(jié)構(gòu)
X=違背單個比值
表格4—識別違背HR_MK的兩個比值的幾何結(jié)構(gòu)
X=違背一個比值
本專利申請涉及回流式旋風(fēng)器的幾何結(jié)構(gòu),所述幾何結(jié)構(gòu)同時考慮了內(nèi)部顆粒附聚和全局優(yōu)化的情況下進(jìn)行數(shù)值優(yōu)化。如從上文可看到的是,針對所分析的182種不同幾何結(jié)構(gòu),根據(jù)本發(fā)明的旋風(fēng)器的族與市場和科技文獻(xiàn)中的那些旋風(fēng)器差異巨大。根據(jù)本發(fā)明的旋風(fēng)器組的最大效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在專利EP0972572中公開的旋風(fēng)器的最大效率,所述專利EP0972572中公開的旋風(fēng)器已經(jīng)展現(xiàn)出其效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于通常稱作高效型旋風(fēng)器的回流式旋風(fēng)器。
本發(fā)明還涉及一種除塵方法,其中,煙道氣通過根據(jù)本發(fā)明的旋風(fēng)器。
根據(jù)一個特定實施例,除塵可通過在根據(jù)本發(fā)明的旋風(fēng)器的上游處引入粉末形式的適當(dāng)反應(yīng)劑(吸收劑)來干式移除氣體而實現(xiàn)。
本發(fā)明還涉及使用根據(jù)本發(fā)明的方法和旋風(fēng)器來清潔酸性氣體。根據(jù)一個特定實施例,酸性氣體是HCl(氯化氫)、HF(氫氟酸)和SO2(二氧化硫)和/或NOX(氧化氮)。
在另一個特定實施例之后,本發(fā)明還涉及所公開的方法和旋風(fēng)器用于從柴油廢氣中移除細(xì)小顆粒物質(zhì)的應(yīng)用。
5.附圖說明
圖1代表回流式旋風(fēng)器并且示出了:線性尺寸,所述線性尺寸是計算上文提及的無量綱比值的基礎(chǔ);已經(jīng)詳細(xì)描述的尺寸以及進(jìn)入和離開旋風(fēng)器的流,所述流分別為干燥氣體(GS)、清潔氣體(GL)和捕獲的顆粒(P);
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的典型附聚旋風(fēng)器(HR_MK);
圖3示出了針對450kg/m3的非常低的顆粒密度(ρp)在內(nèi)徑(D)為135mm的根據(jù)本發(fā)明的小型旋風(fēng)器(HR_MK)中使用的粒徑分布的曲線圖。縱軸代表以百分比(體積)表示的累計過小尺寸頻率(FC)而橫軸表示以微米為單位的顆粒直徑
圖4示出了一種曲線圖,其中,比較本發(fā)明的幾何結(jié)構(gòu)(HR_MK)與Cyclop_HE的幾何結(jié)構(gòu)的粒級效率(針對圖3的顆粒)。橫軸表示效率(η)而縱軸表示以微米為單位的顆粒直徑
圖5示出了針對906kg/m3的顆粒密度(ρp)在內(nèi)徑(D)為460mm的根據(jù)本發(fā)明的旋風(fēng)器(HR_MK)中使用的粒徑分布的曲線圖。坐標(biāo)軸與圖3的坐標(biāo)軸相同。
圖6示出一種曲線圖,其中,比較本發(fā)明的幾何結(jié)構(gòu)(HR_MK)與Cyclop_HE的幾何結(jié)構(gòu)的粒級效率(針對圖5中的顆粒)。坐標(biāo)軸與圖4的坐標(biāo)軸相同。
圖7示出了針對310kg/m3的非常低的顆粒密度(ρp)在內(nèi)徑(D)為700mm的根據(jù)本發(fā)明的旋風(fēng)器(HR_MK)中使用的粒徑分布的曲線圖。坐標(biāo)軸與圖3的坐標(biāo)軸相同。
圖8是一種曲線圖,其中,比較本發(fā)明的幾何結(jié)構(gòu)(HR_MK)與Cyclop_HE的幾何結(jié)構(gòu)的粒級效率(針對圖7中的顆粒)。坐標(biāo)軸與圖4的坐標(biāo)軸相同。
圖9示出了針對在1450kg/m3的大顆粒密度(ρp)的內(nèi)徑(D)為1400mm的根據(jù)本發(fā)明的旋風(fēng)器(HR_MK)中使用的粒徑分布的曲線圖。坐標(biāo)軸與圖3的坐標(biāo)軸相同。
圖10是一種曲線圖,其中,比較本發(fā)明的幾何結(jié)構(gòu)(HR_MK)與Cyclop_HE的幾何結(jié)構(gòu)的粒級效率(針對圖9中的顆粒)。坐標(biāo)軸與圖4的坐標(biāo)軸相同。
6.具體實施方式
為了證實獲得的仿真結(jié)果,根據(jù)本發(fā)明測試了四個具有不同尺寸的旋風(fēng)器(HR_MK),其中,所述旋風(fēng)器的直徑分別為135mm、460mm、700mm和1400mm。就捕獲具有非常低的密度或者這種兩種特征的非常細(xì)的粉末而言,針對不同顆粒和粒徑分布獲得的效率與利用Cyclop_HE類型(在本發(fā)明之前最佳數(shù)值優(yōu)化)的具有類似尺寸的旋風(fēng)器獲得的效率進(jìn)行比較。在所有情況中,觀察到細(xì)小顆粒的捕獲效率顯著提高,并且結(jié)果觀察到整體效率的顯著提高。
針對更密集的顆粒以及沒有低于1微米,甚至低于10微米的任何可感知粒級的情況,比較HR_MK幾何結(jié)構(gòu)和Cyclop_HE幾何結(jié)構(gòu),其中,在這種情況中,Cyclop_HE幾何結(jié)構(gòu)更佳。
6a—135mm的HR_MK
圖3示出了針對無孔且具有非常低的密度的顆粒(由氦測比重術(shù)獲得的450kg/m3的真實密度)在直徑為135mm的本發(fā)明的旋風(fēng)器(HR_MK)中的測試粒徑分布。其余操作條件是:40m3/h@165℃的氣體流速和530mg/m3的進(jìn)料濃度。圖4針對等同的壓降(2.6kPa)比較旋風(fēng)器HR_MK和Cyclop_HE(EP0972572)的性能。應(yīng)當(dāng)注意的是,低顆粒密度通過使得粘性顆粒碰撞而增強(qiáng)內(nèi)部顆粒附聚(2010年P(guān)aiva等人)。幾何結(jié)構(gòu)Cyclop_HE的整體效率為57%,而優(yōu)化的HR_MK的整體效率為76%,即,根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)化旋風(fēng)器的排放比Cyclop_HE的排放低大約56%。
6b—460mm的HR_MK
圖5示出了針對具有由汞測比重法獲得的906kg/m3骨架密度的顆粒(包括顆粒內(nèi)孔隙)(就無孔顆粒而言,真實密度與骨架密度一致,但是對于有孔顆粒而言,骨架密度一直小于真實密度而且在旋風(fēng)器?;袘?yīng)當(dāng)使用所述骨架密度)在直徑為460mm的本發(fā)明的旋風(fēng)器(HR_MK)中的測試粒徑分布。其余操作條件是:310m3/h@30℃的氣體流速和430mg/m3的進(jìn)料濃度。圖6針對等同的壓降(1.8kPa)比較旋風(fēng)器HR_MK和Cyclop_HE(EP0972572)的性能。幾何結(jié)構(gòu)Cyclop_HE的整體效率為62%而優(yōu)化的HR_MK的整體效率為92%,即,根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)化旋風(fēng)器的排放比Cyclop_HE的排放低大約78%。
6c—700mm的HR_MK
圖7示出了針對310kg/m3骨架密度的顆粒在直徑為700mm的本發(fā)明的旋風(fēng)器(HR_MK)的測試粒徑分布。其余操作條件是:640m3/h@20℃的氣體流速和360mg/m3的進(jìn)料濃度。圖8針對等同的壓降(1.9kPa)比較旋風(fēng)器HR_MK和Cyclop_HE的性能。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)化旋風(fēng)器的排放比Cyclop_HE的排放低大約75%。
6d—1400mm的HR_MK
在這種情況中(圖9和圖10),使用的顆粒更密實并且沒有可感知的亞微米粒級,其中,僅僅20%的顆粒低于10μm,從而與更松散以及更細(xì)的顆粒相比,更不易于附聚。就等同的壓降(1.2kPa),密度為1450kg/m3的顆粒,72000m3/h@88℃的氣體流速和460mg/m3的進(jìn)料濃度而言根據(jù)本發(fā)明的幾何結(jié)構(gòu)(HR_MK)并不優(yōu)于幾何結(jié)構(gòu)Cyclop_HE。
7.最后評論
考慮到內(nèi)部顆粒附聚和最小化顆粒再次攜帶,幾何結(jié)構(gòu)HR_MK是效率最大的幾何結(jié)構(gòu)。以中試規(guī)模和工業(yè)規(guī)模測試幾何結(jié)構(gòu)HR_MK,表明效率(平均排放,70%以下)顯著高于在文獻(xiàn)和在市場以及專利(EP0972572)中可以獲得的非常高效的旋風(fēng)器。
幾何結(jié)構(gòu)HR_MK與在市場中獲得的高效幾何結(jié)構(gòu)顯著不同,就本發(fā)明人所知,原因僅僅在于考慮了內(nèi)部顆粒附聚對其進(jìn)行數(shù)值優(yōu)化。
對工業(yè)規(guī)模的情況的預(yù)測行為表明:只要將被捕獲的顆粒具有低密度并且具有顯著的亞微米粒級而且低于大約10-20μm,建議的幾何結(jié)構(gòu)的效率便將顯著高于市場中可獲得的大部分高效旋風(fēng)器的效率,并且相對于Cyclop_HE幾何結(jié)構(gòu)的排放,所述建議的結(jié)構(gòu)的預(yù)期排放平均減小了70%。
根據(jù)本發(fā)明的方法和旋風(fēng)器對于捕獲在氣體輸送時其真實密度低于1000kg/m3的顆粒是優(yōu)選的。
根據(jù)本發(fā)明的方法和旋風(fēng)器對于捕獲來自煙氣的顆粒尤為優(yōu)選,所述來自煙氣的顆粒的亞微米粒級介于20%至30%之間。
根據(jù)本發(fā)明的方法和旋風(fēng)器對于捕獲來自煙氣的顆粒尤為優(yōu)選,所述來自煙氣的顆粒中的90%至100%的顆粒低于10-20μm。
根據(jù)本發(fā)明的方法和旋風(fēng)器對于煙氣除塵尤為優(yōu)選,其中,顆粒具有在三個前述段落中給出的三個特征中的任意兩個,對于顆粒組合這三個給定特征的煙氣除塵最為優(yōu)選。
考慮到由根據(jù)本發(fā)明的旋風(fēng)器和相應(yīng)方法促進(jìn)的內(nèi)部顆粒附聚/聚集是暫時的,即,在旋風(fēng)器內(nèi)部發(fā)生上述四個段落(特別地,例如在前述章節(jié)中的示例6a至示例6c的情況中)并且結(jié)束于顆粒在旋風(fēng)器出口沉積(即,當(dāng)顆粒被收集在任何料斗中)(這種附聚是暫時聚集)的情況中,發(fā)現(xiàn)的是這種旋風(fēng)器和方法尤其指定用于移除氣體流中攜帶的粉末材料。根據(jù)本發(fā)明的特定實施例,在根據(jù)本發(fā)明的顆粒捕獲方法之后,由此包括形成于旋風(fēng)器內(nèi)部的顆粒附聚(聚集),在從旋風(fēng)器底部移除顆粒之后,這些顆粒承受消除附聚(集群破壞)的額外階段,使得完成了自然分離。根據(jù)一個特定實施例,額外的除附聚階段可將集群分散在液體介質(zhì)中。
根據(jù)本發(fā)明的旋風(fēng)器的幾何結(jié)構(gòu)與市場中現(xiàn)存以及專業(yè)文獻(xiàn)中提及的旋風(fēng)器的幾何結(jié)構(gòu)顯著不同,原因在于:在最壞的情況中,其僅僅具有限定旋風(fēng)器幾何結(jié)構(gòu)的七個比值中的兩個。
入口的橫截面優(yōu)選地為正方形構(gòu)造,尺寸a和b相等。
盡管入口應(yīng)當(dāng)為切向類型,但是如果尺寸證明合適并且沒有違背上述考慮中的任意一個,其可以是螺旋形的。
8.參考文獻(xiàn)
C1ift,R.,M.Ghadiri和A.C.Hoffman,"A Critique of Two Models for Cyclone Performance",AIChE J.,vol.37,285-289 1991.
Graham,L.J.,Taillon,R.,Mullin,J.和Wigle,T.,"Pharmaceutical process/equipment design methodo1ogy case study:Cyclone design to optimize spray-dried-particle collection efficiency",Computer and Chemical Engineering,vol.34,1041-1048,2010.
Li,Z.,Z.Zisheng and Yu Kuotsung,"Study of structure parameters of cyclones",Chem.Eng.Res.Des.,vol.66,Marco,114-120,1988.
Licht,W.,"Air Pollution Control Engineering-basic calculations for particulate collection",Marcel Dekker,New York and Basel,1980.
Molerus,O.and Gluckler,M.,"Development of a cyclone separator with new design",Powder Technology,vol.86,37-40,1996.
Mothes,H.and F.Loffler,"Prediction of particle removal in cyclone separators",International Chemical Engineering,vol.28,231-240,1988.
Paiva,J.,Salcedo,R.and Araujo,"Impact of particle agglomeration in cyclones",Chem.Eng.J.,vol.162,861-876,2010.
Ramachandran,G.,Leith,D.,Dirgo,J and Feldman,H.,"Cyclone optimization based on a new empirical model for pressure drop",Aerosol Sc.and Technology,vol.15,135-14 8,1991.
Ravi,G.,Gupta,S.K.and Ray,M.B.,"Multiobjective optimization of cyclone separators using genetic algorithm",Ind.Eng.Chem.Res.,vol.39,4272-4286,2000.
Ray,M.B.,Luning,P.E.,Hoffmann,A.C.,Plomp,A.and Beumer,M.L.L.,"Improving the removal efficiency of industrial-scale cyclones for particles smaller than five micrometre",Int.J.Miner.Process,vol.53,39-47,1998.
Salcedo,R.and Coelho,M.,"Turbulent dispersion coefficients in cyclone flow-an empirical approach",Can.J.Chem.Eng.,vol.77,609-617,1999.
Salcedo,R.L.and Pinho,M.J.,Pilot and Industrial-Scale Experimental Investigation of Numerically Optimized Cyclones,Ind.Eng.Chem.Res.,vol.42,145-154,2003.
Salcedo,R.L.and Sousa Mendes,M.,"Captura de poeiras finas com ciclones optimizados:estudo de dois casos industriais",Industria e Ambiente,n°30,2°trimestre,18-22,2003.
Salcedo,R.L.,"Solving Non-Convex NLP and MINLP Problems with Adaptive Random-Search",Ind.Eng.Chem.Res.,vol.31,No.1,262-273,1992.
Salcedo,R.L.R.and CAndido,M.G.,"Global optimization of reverse-flow gas-cyclones:application to small-scale cyclone design",Separation Sci.and Technology,vol.36(12),2707-2731,2011.
Salcedo,R.L.R.,Chibante,V.G.andI.,"Laboratory,pilot and industrial-scale validation of numerically optimized reverse-flow gas cyclones",Trans.of the Filt.Soc.,vol.4(3),220-225,2004.
Schmidt,P.,"Unconventional cyclone separators",Int.Chem.Eng.,vol.33(1),8-17,1993.
Sun,G.,Chen,J.and Sci,M.,"Optimization and applications of reverse-flow cyclones",China Particuology.vol.3,43-46,2005.