【正文】 e measured using the homemade Dynawave experimental is more appropriate for gas velocity in the range of ~, and the liquidgas ratio in the range of to . In order to measure the optimal treatment efficiency and the overall mass transfer coefficient of the device, the workshop acetone air 2 was simulated by the air through the acetone results show that with the gas velocity increases, the volume overall mass transfer coefficient bees larger, with The liquidgas ratio increases, the volume overall mass transfer coefficient reduces. When the acetonecontaining water is looped to operate, with the acetone concentration in the solution increases, the total volume of the mass transfer coefficient decreases. The effect of treatment is lower with the liquidgas ratio and the concentration of the solution containing acetone increases. The surfactants and the acetone stabilizers or both of them at the same time were added to improve the cleaning efficiency of the dynawave scrubber in the absorbing solution, The results show that, the surfactant can increase the operating flexibility of the device to some extent in fluid mechanics, while it was poor for gas purifying effect。 通過實驗、裝置運行進一步明確：裝置的截面、高度、噴嘴的截面、噴水量、液泵流量、氣泵流量等之間要協調好，才能使裝置達到最佳狀態(tài)。處理效果隨液氣比的增大、含丙酮水溶液中濃度升高而降低。以空氣通過丙酮溶液模擬車間含丙酮空氣， 對裝置的總傳質系數、最佳處理效率進行測定，結果表明：隨 氣體速度增加， 體積總傳質系數 KGa 增大， 液氣比增加， 體積總傳質系數 KGa 減小。 使用自制的動力波實驗裝置，通過裝置復合性能、氣速與壓降、駐區(qū)與氣液比等關系的測定，確定了裝置正常操作的條件。 1 動力波清洗法回收車間空氣中的丙酮 摘要： 動力波清洗技術是一種先進氣體凈化技術，通過氣液對沖形成高速湍流的泡沫區(qū)，由于泡沫區(qū)內液體表面積大且更新迅速，強化了氣液傳熱、傳質過程，達到氣相高效凈化的良好效果。此技術廣泛應用于原料氣凈化、尾氣處理及空氣凈化等領域。 氣速在 ~，液氣比在～ 范圍內較為適宜。當以含丙酮水循環(huán)操作時，隨溶液中丙酮濃度增高，體積總傳質系數 KGa 減小。 為提高動力波洗滌器的清洗效率，在吸收液中分別添加了表面活性劑，丙酮穩(wěn)定劑，及同時添加表面活性劑和丙酮穩(wěn)定劑進行實際清洗，結果表明：表面活性劑雖然在一定程度上增加了裝置流體力學的操作彈性，對氣體凈化效果不佳；丙酮穩(wěn)定劑對氣體凈化有效果，但濃度增加到一定值 后，效果會下降，當穩(wěn)定劑濃度為處理液的 萬分之 ，循環(huán)液丙酮濃度為 %時，吸收率比正常吸收提高 12%，總效率可達 50%；同時添加表面活性劑和丙酮穩(wěn)定劑，實際清洗與清水效果相近。實驗結果證明動力波清洗技術是一種十分高效的丙酮回收方法；同時，此裝置的參數及運行結果為工業(yè)生產的工藝設計、設備設計奠定了充足的基礎。 The acetone stabilizer has some effect for gas purification, but the concentration increases to a certain value, and the effect will the stabilizer concentration for the solution is , the absorption rate is increased by 12% than normal, and the total efficiency can be up to 50%。 The parameters and the results of this device has laid a sufficient foundation for the industrial production process design, and equipment design. Key words： Dynamic wave cleaning, liquidgas ratio, acetone recovery, mass transfer performance 第一章 文獻綜述 濕式洗滌器 濕式洗滌器介紹 濕式洗滌器 [12]是以液體 (一般為水 ) 作為洗滌液 , 通 過氣液兩相的接觸，實現氣液兩相間的傳質、傳熱過程 , 以達到氣體凈化、冷卻、增濕等要求。為了盡可能達到最大的氣液兩相的接觸面積，即實現氣液兩相的充分接觸，目前，常用的濕式洗滌器一般采用如下幾種形式： (1) 盡量使洗滌液形成較薄的液膜，以此作為氣液兩相的接觸表面。 (2) 通過將洗滌液霧化成細小的液滴以增加液相的比表面積，同時，并要求霧化液滴盡可能均勻地分散于氣體中。 (3) 將洗滌液作為連續(xù)相，氣體為分散相，即讓氣體以小氣泡的形式穿過液層，實現氣液兩相的傳質、傳熱過程，如沖擊式洗滌器、泡沫塔等。同時，動力波洗滌器也是一種新型的氣液相直接接觸的高效傳質、傳熱設備，可應用在洗滌除塵、氣液相反應與增 濕等過程。 動力波清洗技術是一種高效、新型的濕法洗滌技術，是通過液柱與氣流對撞，形成高速湍流的泡沫區(qū)，同時，在泡沫區(qū)內氣液接觸表面積大且更新迅速，并強化了氣液兩相傳熱、傳質過程，以此達到氣相高效凈化的良好效果。液體 是由開有大孔的噴嘴噴入，當洗滌液中含有 20%的固含量時，仍然可以循環(huán)使用，不會出現堵塞現象，而且操作可靠、穩(wěn)定。具有較寬的氣體適應能力，即具有廣泛的適應性。動力波逆向噴射洗滌器和其它濕式洗滌裝置在脫硫率、占地面積、鈣硫比及設備和運行費用等方面的 對比情況見表 11。由此可見，動力波洗滌裝置具有很好的應用前景 [35]。 動力波洗滌器的關鍵是使氣速和液速處在一個特定并接近液泛的區(qū)域：泡沫區(qū)內，當氣、液兩相流速很低時，氣液間會分層，此時，液相表面很平靜；但隨著氣速裝儀名稱 脫硫率 /% 鈣硫比 設備費 （元 /m3） 運行費 （元 /m3） 占地面積 適用范圍 噴淋塔 60 32 大 中、小鍋爐 塔板式裝置 70 48 中 范圍廣 濕式旋風裝置 50 45 中 中、小鍋爐 文丘里水膜裝置 40 99 大 范圍廣 湍球塔 80 38 較大 小鍋爐 動 力波洗滌塔 8590 49 小 范圍廣 4 的增加，液波逐漸形成，然后，波峰被吹離；當氣速足夠大時，液體會霧化成小的液滴；此時的操作區(qū)與其它利用 碰撞原理的濕式洗滌器的操作區(qū)類似；隨著液速的增加，最終到達氣體鼓泡。 圖11 動力波洗滌器的工作原理 圖 12 氣液兩相的流動狀態(tài) 動力波洗滌器是利用泡沫洗滌技術和流體力學的一些相關理論，采用全新的、簡單的方法來產生相對更穩(wěn)定、有效的泡沫層，其工作原理可分三個方面 [8]： 1. 利用泡沫洗滌技術，并應用氣液界面更 新速度快、泡沫層表面積大的特點，進行穩(wěn)定、高效的傳質、傳熱過程。在動量平衡時，其交界面將穩(wěn)定在某一特定位置，而當氣液兩相相對動量發(fā)生改變時，其交界面會向著動量增加的流體方面移動，至達到新的平衡。 動力波洗滌器的結構 動力波洗滌器實際上是有一系列洗滌器組成。 每一種洗滌器均應用泡沫洗滌的原理，并按不同工藝要求來設計制造，其中應用最為廣泛應用的是逆向噴射洗滌器。在動力波洗滌管出口處的下側的循環(huán)槽內設有一個擋板，此擋板與動力波洗滌管的出口成一定的角度并斜向放置的循環(huán)槽。目前，由于我國的技術比較落后，通 常 這 些 部 件 需 要 從 國 外 進 口 獲 得 [3] 。在泡沫區(qū)內，由于氣體與高速、迅速更新的 液體表面接觸，便會產生氣體吸收、顆粒捕集等作用。與空塔相比，其壓降無較大增加，但效率卻可提高一倍 [1011]。 動力波洗滌技術的特點 動力波洗滌器是一種新型的、氣液相直接接觸的高效傳質、傳熱設備，并可應用在氣、液相反應與洗滌除塵和增濕過程。 1. 凈化效率高。 2. 操作彈性較大。 3. 噴嘴不易堵塞，操作穩(wěn)定、可靠。不會因為固量含高而堵塔；管內流速大，氣、液也可流動暢通，不輕易結晶操作穩(wěn)定、可靠。當循環(huán)液含固量較 高時，可使污水排放量減少，從而也可減輕污水處理裝置的負荷 [13]。動力波洗滌器是一種高效凈化的洗滌設備，且其阻力不大；是因為動力波洗滌器在運行過程中采用氣流的能量和液流的能量，而且因為泵的效率通常比風機高，因此，與同等效率的其它設備相比，其阻力并不大。設備內無活動部件，維修簡單，操作可行性高，使用周期長。與傳統(tǒng)凈化裝置相比，投資更少，而且占地面積少，安裝方便。 7. 配置方便靈活，適應范圍廣。并具有良好的降溫效果與氣液傳質效果；同時，能廣泛應用于高溫除塵和氣液吸收過程，其降溫效果良好，可用于處理一些高溫氣體。 總之，動力波洗滌裝置是一種有前景的新型、高效的氣固、氣液傳質、傳熱分離裝置，因此，此項技術的應用、推廣和開發(fā)均具有重要意義。李國蓮等人 [16]對動力波洗滌器進行了數值模擬研究，依據流體動力學原理建立氣液固三相耦合模型，在構造脫硫裝置的網格模型基礎上，借助有限元法和流體計算軟件，對脫硫反應器在不同液氣流量比時的壓力損失進行了數值模擬分析，將模擬值與某冶煉廠凈化裝置的實測值進行對比，表明 6 采用數值模擬研究具有一定的準確性。于 2021 年 8 月，孟山都環(huán)境化學有限公司的管理團隊從孟山都公司購買了與環(huán)境化學有關的業(yè)務，并成立了新的 MECS（孟莫克）有限公司。 動力波洗滌技術是國際煙氣凈化領域的一項先進技術，具有實用、設備結構簡單、新型、效率高、運行穩(wěn)定、不易結垢對煙氣的適應范圍廣等優(yōu)點，已經被越來越多的發(fā)電、化工、冶煉等企業(yè)用以處理煙氣中的 SO2，以達到排放的煙氣的環(huán)保要求。 國內動力波洗滌技術研究進展 我國自于 1991 年第一次提出在冶煉的煙氣、煙氣制酸凈化工序中引進動力波洗滌技術。而這些生產實踐證明，此項工藝流程設備性能好，且抗腐蝕、先進，自動化程度高，并可用于除塵、除酸霧、凈化工 序降溫等工藝。 上?；ぱ芯吭荷蹏d等人自 20世紀 90年代開始就對動力波洗滌器進行了相關理論分析及試驗研究，并設計、開發(fā)出了帶混合元件的動力波洗滌器，應用靜態(tài)混合元件使動力波洗滌器泡沫區(qū)下方氣液兩相進行湍流混合，以此起到了兩級串聯的洗滌效果。 邵國興等人 [13]對帶混合元件的動力波洗滌裝置進行研究，陳常蕊等人 [9]對氣液逆噴洗滌器除塵性能進行了研究，黃篤樹等人利用動力波逆向噴射洗滌器脫除煙氣中的二氧化硫進行深入研究。 動力波洗滌技術的工業(yè)應用 . 冷卻 動力波濕式洗滌器的體積傳質系數遠大于空塔，能夠迅速冷卻溫度為 1200℃的高溫氣體。同時，動力波洗滌器的出口 7 煙氣濕含量也基本飽和，而空塔的出口煙氣濕飽和度一般為 80% ～ 90%左右，且必須經洗滌塔后才基本達到飽和；而一級動力波洗滌器出口煙氣的濕含量已基本達到飽和。 除塵 在粉煤鍋爐、水泥廠、煅燒爐、冶煉廠和硫酸廠的煙氣凈化工藝以及化工廠的尾氣處理過程中均已利用動力波洗滌技術除塵 [2425]。動力波洗滌器入口煙塵的允許量比空塔高，達 7 ～ 10g/m3，其除塵效率仍可達到設計要求。此外，動力波洗滌器還具有較強的應急能力，可處理每月發(fā)生一到五次，每次三到五分鐘，氣流中粉塵含量從 15kg/h 增至 280000kg/h 的緊急情況。 脫硫 在冶煉廠、硫酸廠、石油精煉廠和二氧化鈦酸解槽的尾氣處理過程中已經采用動力波技術來脫硫 [26]。但是燒堿的價格比較昂貴，而且其產生的副產物難以處理。采用石灰石脫除 SO2，費用雖然較少，但脫除 SO2 要比燒堿困難些，同時又要處理泥漿。 動力波洗滌器工業(yè)應用中存在的問題及工作展望 工業(yè)應用中存在的問題 [27