【正文】 成一定高度的液封，防止漏氣。旋轉(zhuǎn)碟片是由一組間距為10mm的304不銹鋼碟片組成，碟片具有導(dǎo)向裝置。試驗裝置如圖21所示。本研究針對這些裝置在實際生產(chǎn)中應(yīng)用的缺點后，自行研發(fā)旋轉(zhuǎn)軸、行星支撐、旋轉(zhuǎn)碟片及離合啟動等裝置，以使得這項技術(shù)能得以在實際生產(chǎn)中應(yīng)用，在為國家的脫硫除塵市場引入一種新處理方式的同時，又使用戶的投資及運行費用得以降低，另外還達到節(jié)能降耗減排的目的。由于電廠的煙氣量都比較大，超重機單機處理氣體量小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，目前利用超重技術(shù)進行脫硫除塵的研究工作在國內(nèi)只是進行了一些實驗性質(zhì)的研究工作。但是，超重機和所有的濕式除塵器一樣，都需要對捕集粉塵后的污水進行處理，所以，應(yīng)用超重機除塵必須要有與之配套的污水處理系統(tǒng)。（4）超重機的設(shè)備壓降比較低從前人的工作可以看出，超重機的壓降比文丘理洗滌器的壓降小得多，比沖擊式洗滌器的壓降也要低。靜電除塵器則要求粉塵的粒子有合適的比電阻。由于濕式除塵器不可避免的要帶來二次污染，所以減小液體用量不僅使污水凈化的負擔減輕，也使循環(huán)液體的能耗降低。而在一些高度和大小受到限制的地方，搭建一個大型的填料塔或靜電除塵器都比較困難，而且大型裝置不論在制造還是運輸方面都存在許多問題，而超重機可以很好的解決這些問題。超重機與傳統(tǒng)的脫硫除塵裝置相比較有以下幾個方面的顯著優(yōu)點：（1）超重機的體積都要小的多，故而占地面積大為減少實驗中所應(yīng)用的超重機除塵系統(tǒng)（包括進出口管線和分析系統(tǒng)）的總占地面積不超過二平方米。如不及時加入脫硫劑，必然會使循環(huán)洗滌液的酸度逐漸上升，降低脫硫效率，同時設(shè)備腐蝕加劇。而目前利用濕法除塵脫硫，排煙溫度很難達到露點溫度，使得煙道內(nèi)壁、風(fēng)機結(jié)露，造成腐蝕。通過對上述一些濕式脫硫除塵設(shè)備機理的簡述可以發(fā)現(xiàn)：吸附煙氣塵粒和吸收煙氣中二氧化硫的氣液接觸面積是相同的，液滴的表面張力、重力、慣性力對煙氣塵料的捕集吸附非常有效，而對脫硫幾乎不起作用，只能增大氣液接觸面積，煙氣中的主流氣距離液滴較遠，二氧化硫難以靠擴散作用到達液面，而且煙氣中__的SO2 濃度很低，除塵器很難做到脫硫除塵同步高效，所以在保證煙塵排放達標的同時提高脫硫效率是技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。保溫箱內(nèi)設(shè)有加熱器和溫度控制器，若出現(xiàn)電暈極框架的支撐絕緣套管周圍的溫度過低的情況，則其表面會產(chǎn)生冷凝水汽。極板主要起沉積粉塵作用。[14]電除塵器的類型有干式、濕式、立式、臥式、管式、板式、單區(qū)式和雙區(qū)式。在復(fù)噴除塵時，氣流速度為20～30m/S，水的噴射速度為20～30m/s。（4）前置塔及主塔、副塔除塵器結(jié)構(gòu)特點：該型除塵器裝置由前置塔、主筒、附筒、聯(lián)結(jié)煙道組成，在前置塔內(nèi)安裝多排噴頭。旋流板用于除塵時，使用內(nèi)向板；而作為除霧作用時采用外向板。這種除塵器70年代便應(yīng)用于化工工業(yè)。如果在文丘里管喉部噴入加脫硫劑的水，由于霧狀水滴表面積很大，和煙氣的湍流運動十分強烈，混合充分，在塵粒凝聚、碰撞作用激烈進行的同時，S02氣體分子易于擴散至液滴中并實現(xiàn)化學(xué)吸收，這個過程是不可逆的，因此文丘里管是一種好的除塵、脫硫與冷卻增濕設(shè)備，其脫硫率大于80%。關(guān)于冷卻效果，以轉(zhuǎn)爐煤氣試驗為例，煤氣溫度由470℃可以很快冷卻到54℃，說明是非常強烈的。主筒煙氣進口為切向布置。該種濕式除塵器多應(yīng)用于燃用低硫煤種的鏈條爐和往復(fù)爐。煙氣由主筒切向煙氣進口進入，進口流速18～22m/s；～；除塵器效率η＞90%；除塵器內(nèi)煙氣溫降50℃左右；除塵器阻力490Pa（50mmH2O）。否則會隨著漏風(fēng)率的提高而使除塵效率下降，嚴重時除塵效率為零。從多年對除塵器的監(jiān)測結(jié)果分析，主要存在以下問題：（1）多管除塵器的旋風(fēng)體的組合不當，容易造成各旋風(fēng)體煙氣氣流分配不均，造成每個旋風(fēng)體工作量不一。小旋固體的工作原理與一般旋風(fēng)除塵器工作原理相似。（4）提高自動化控制技術(shù)，優(yōu)化清灰制度，使除塵器阻力保持在一定的范圍內(nèi)，發(fā)揮附在濾袋表面粉塵層的過濾效果，從而有效提高總除塵效率，排放濃度可控制在30mg/m3以下。直通式脈沖閥啟閉快捷，有利于濾袋內(nèi)迅速增壓，提高袋底的壓力峰值，增加清灰能力，降低消耗。在引進、消化和吸收國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，有關(guān)單位研究開發(fā)出大型長袋脈沖除塵系列產(chǎn)品。常用的除塵器有以下幾種。鍋爐上使用的除塵器有四大類：機械類除塵器（包括重力式、慣性式）、洗滌類除塵器、過濾式除塵器、電除塵器。為此，我國制定了《大氣環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3095－82）、《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準》（TJ36－79）、《鍋爐大氣污染排放標準》（GwPB3－1999）、《燃煤電廠大氣污染物排放標準》（GB13223－91）。另外，還有爐內(nèi)噴鈣尾部增濕煙氣脫硫工藝、煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝、海水脫硫工藝、電子束法脫硫工藝、氨水洗滌法脫硫工藝等等。（2）金屬氧化物脫硫法由于二氧化硫是一種比較活潑的氣體，而且科研人員研究許多金屬氧化物如：氧化錳、氧化鋅、氧化鐵、氧化銅等氧化物對二氧化硫具有較強的吸附性，在常溫或低溫下，金屬氧化物對二氧化硫起吸附作用，高溫情況下，金屬氧化物與二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成金屬鹽。早期，活性炭吸附法被德國Lurgi公司和日本的日立公司聯(lián)合開發(fā)而成，由于當時的運行成本高，沒有推廣，后經(jīng)西安交通大學(xué)對活性炭進行了改進，開發(fā)出成本低、選擇吸附性能強的ZLZL40，進一步完善了活性炭的工藝，%，達到國家排放標準[10] 。所以，選擇開發(fā)合理的吸收劑是解決此方法面臨的新難題。一般用的吸收劑是堿液、石灰乳、石灰石漿液等，目前絕大多數(shù)裝置都使用石灰乳作為吸收劑。當含有SO2的煙氣通過檸檬酸鹽液體時， 煙氣中SO2與水發(fā)生反應(yīng)， 生成HSO3 ，其機理如下：SO2 ＋H2O HSO3－ ＋ H＋H＋ + Ci3－ HCi2－H＋ + HCi2－ H2Ci－H＋ + H2Ci－ H3Ci檸檬酸溶液具有較好的緩沖性能，使溶于水的SO2與H＋ 形成絡(luò)合物，所以保持溶液最佳pH值是吸收SO2的一個重要條件，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表明，pH值大于5的情況下，SO2吸收率在99%以上，在脫析過程中，利用蒸汽加熱即可，脫析比較完全。從各方面經(jīng)驗數(shù)據(jù)看，～，如果低于6時，吸收速度減慢，低于4時，漿液幾乎不吸收二氧化硫；根據(jù)吸收過程的汽液平衡可知，低溫有利于SO2 的吸收。二氧化硫煙氣脫硫技術(shù)按工藝特點可分為濕法、半干法和干法兩種。80年代以來，開展了一系列研究、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作。2006年2月正式發(fā)布的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》對環(huán)境保護領(lǐng)域的科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)給予高度重視。為降低煙氣脫硫成本，技術(shù)和設(shè)備國產(chǎn)化十分必要。國務(wù)院在《國務(wù)院關(guān)于酸雨控制區(qū)和SO2污染控制區(qū)有關(guān)問題的批復(fù)》（國函【1998】5號文）中規(guī)定：新建、改建燃煤含硫量大于1％的火電廠，必須配套建設(shè)脫硫設(shè)施；現(xiàn)有燃煤含量大于1％的火電廠，必須在2010年前分期分批建成脫硫設(shè)施或采取其它降低SO2排放量的措施。1990年在北京化工大學(xué)建立我國第一個超重力工程技術(shù)研究中心，2001年升級為教育部超重力工程研究中心，開展了一系列的創(chuàng)新性研究工作。國外從事超重力技術(shù)研究的公司和科研機構(gòu)包括DuPont公司、DOW化學(xué)公司、Glitsch公司、Norton公司、Flour公司、ICI公司、Newcat stle大學(xué)、Case Western Reserve 大學(xué)、Washington大學(xué)、Taxas Austin 州立大學(xué)等；重點研究的技術(shù)有超重力精餾分離技術(shù)(甲醇/乙醇的分離等)、超重力吸收分離技術(shù)( 天然氣脫硫、分離CO2等)、超重力解吸分離技術(shù)(水脫氧、聚合物脫單體、地下污水脫苯/甲苯等)等。大約兩年后，第一套示范裝置開始運轉(zhuǎn)。同時也發(fā)現(xiàn)超重力使液體表面張力的作用相對變得微不足道，液體在巨大的剪切力作用下被拉伸成微小的液膜、液絲和液滴，產(chǎn)生出巨大的相間接觸面積，因此極大地提高了傳遞速率系數(shù)，而且還使氣液逆流操作的泛點速率提高，大大增加了設(shè)備生產(chǎn)能力，這些都對分離過程有利。超重機是具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景的設(shè)備[4]。利用超重力環(huán)境下的高強度傳質(zhì)過程和微觀混合特性，我們可以將高達幾十米的巨大反應(yīng)塔等化工設(shè)備用高不及兩米的超重機進行代替[3]。在超重力環(huán)境下，不同大小分子之間的分子擴散和相間傳質(zhì)過程比常規(guī)重力場下要快的多，氣－液、液－液、液－固兩相間在比地球重力場大數(shù)百倍至千倍的超重力環(huán)境下的多孔介質(zhì)和孔道中產(chǎn)生流動接觸，巨大的剪切力將液體撕裂成微米甚至納米級的液膜、液絲和液滴，產(chǎn)生巨大的和快速更新的相界面，使相間傳質(zhì)速率比傳統(tǒng)塔設(shè)備提高1～3個數(shù)量級，微觀混合和傳質(zhì)過程得到極大強化。關(guān)鍵詞：超重場技術(shù)　　超重機　　氣液傳質(zhì)　　脫硫除塵ABSTRACT Highgravity machine, which uses centrifugal force to intensify transfer and mixing related processes, is a new type of high efficiency multiphase contactor. Gasliquid is forced to contact by highly turbulent flow. The masstransfer efficiency is improved in the process of intensifying masstransfer.In the past woks the cost of equipment was very high when the huge air flow is treated. However the size of equipment and the cost can be reduced by adopted the highgravity machine. A new vertical highgravity machine is adopted in this experimentation which can treat 8105m3/h flue gas. The primary size of this equipment is 1100mm rotor diameter and 800mm axial length.The hydraulics experiment is firstly tested in this research. At the same time, a math model of the liquid flow in bed is given by theory analysis and logical simplification. The relationship of rotate speed, flue gas flux, water flow and pH value with the efficiency of desulfurization and dedusting is given in this paper. The disposal of the water wipe is also affect the efficiency of desulfurization. The relationship between them is also given by primary research.Experimental results show that the high gravity machine can efficiently enforce the alkali water chemical absorbability to low concentration SO2 in flue gas on normal pressure. This machine also has a high efficiency on dedusting. The optimal operating parameter is gotten by change the machine configuration and operating mode. The goal of energy saving, consumption reduction and emission reduction can be attained by adopt this machine. At last the modification method about this high gravity machine is given in this paper.Key words:　Highgravity technology Highgravity machine Gasliquid masstransfer Desulfurization and dedusting第1章 超重力技術(shù)及其發(fā)展狀況 超重力技術(shù)的基本概念所謂超重力是指比在地球重力加速度（）大的多的環(huán)境下，物質(zhì)所受到的力（包括引力和排斥力）。同時，通過理論分析和合理簡化提出了流體在床內(nèi)流動的數(shù)學(xué)模型。在以往的工作中，當處理的氣量很大時，會使設(shè)備的造價非常高。氣液在高度湍流下接觸，通過強化傳質(zhì)過程，提高傳質(zhì)效率。本文首先對超重機的進行了水力學(xué)試驗實驗測定。通過對反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)及操作參數(shù)的調(diào)整得出了最佳的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)，并對現(xiàn)在的超重機提出了修改意見。超重力技術(shù)作為一種高新技術(shù)，在工業(yè)上有著重大的應(yīng)用前景。這種特殊設(shè)計的旋轉(zhuǎn)設(shè)備統(tǒng)稱為超重力設(shè)備，簡稱超重機（HIGEE），在化工設(shè)備中又被稱之為旋轉(zhuǎn)填充床（RPB）。而超重力技術(shù)在上述超重機的特點上可廣泛應(yīng)用于以下特殊過程：由于停留時間短可用于熱敏性物料的處理；由于機內(nèi)殘留量少可應(yīng)用于昂貴物料或有毒物料的處理；其快速而均勻的微觀混合特性又可以用來生產(chǎn)高質(zhì)量的納米材料；另外還可以進行選擇性吸收分離及聚合物脫除單體等等生產(chǎn)中。在微重力或重力接近于零時，液體的表面張力將起主導(dǎo)作用，液體聚集在一起，組分基本上得不到分離。沿著這一思路，ICI 著手進行