CN113109222A - 一种超重力旋转填料床综合性能的评价方法 - Google Patents

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许红英
张振涛
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张丽颖
杨丽
董欣欣
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Abstract

本发明涉及一种超重力旋转填料床综合性能的评价方法，属于填料设备评测技术领域。本发明的技术方案是：测试超重力旋转填料床的入口粉尘浓度和出口粉尘浓度；记录填料床的气相压降；根据入口粉尘浓度和出口粉尘浓度的数值，计算超重力旋转填料床的除尘效率；根据气相压降和除尘效率，计算超重力旋转填料床的品质因子；品质因子越大，表明填料床的综合性能越好。本发明的有益效果是：将超重力旋转填料床的除尘效率和气相压降进行综合考虑，利用品质因子对填料床综合性能进行评价，较为科学地反映了超重力旋转填料床的综合性能，对其性能优化和综合性能评价具有指导作用。

Description

一种超重力旋转填料床综合性能的评价方法
技术领域
本发明涉及一种超重力旋转填料床综合性能的评价方法，属于填料设备评测技术领域。
背景技术
超重力旋转填料床利用超重力技术，使填料高速旋转，加强气体和液体之间的传质过程，在达到高效除尘的同时能够缩小设备体积。张海峰等对填料床的除尘效率进行了研究，得到不锈钢丝网的除尘效率优于尼龙丝网；黄德斌等对多级雾化旋转填料床进行优化，发现三层平面丝网的除尘效率远大于一层丝网；柳巍等研究了并流旋转填料床的除尘性能，发现并流填料床的除尘效率和气相压降都低于逆流填料床。刘有智等通过分段模型化的方法对错流旋转填料床的压降特性进行了研究；郭奋等通过气体流量、转子转速等因素对错流旋转填料床的气相压降进行了研究。
超重力旋转填料床作为一种高效传质强化设备近几年被应用到除尘领域，然而，前人研究仅单独从除尘效率或气相压降的角度出发，没有将两者结合在一起对填料床的综合性能进行评价，因此，提出一种能够从除尘效率和气相压降两方面对填料床的综合性能进行评价的新方法很有必要。
发明内容
本发明目的是提供一种超重力旋转填料床综合性能的评价方法，将超重力旋转填料床的除尘效率和气相压降进行综合考虑，提出了利用品质因子对填料床综合性能进行评价的方法，弥补了以往研究单一考虑除尘效率或气相压降的不足，较为科学地反映了超重力旋转填料床的综合性能，对其性能优化和综合性能评价具有指导作用，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：一种超重力旋转填料床综合性能的评价方法，包含以下步骤：（1）在一定气速和超重力因子条件下，测试超重力旋转填料床的入口粉尘浓度和出口粉尘浓度；（2）在粉尘浓度测试的同时，记录填料床的气相压降；（3）根据入口粉尘浓度和出口粉尘浓度的数值，计算超重力旋转填料床的除尘效率；（4）根据气相压降和除尘效率，计算超重力旋转填料床的品质因子；（5）品质因子越大，表明填料床的综合性能越好。
所述除尘效率计算方法为：E=（ρ-ρ′)/ρ，式中，E为填料床的除尘效率；ρ为填料床入口粉尘浓度，mg/m3；ρ′为填料床出口粉尘浓度，mg/m3。
所述超重力旋转填料床的品质因子计算方法为：Q=-ln(1-E)/P，式中，Q为填料床的品质因子，1/Pa；E为除尘效率；P为气相压降，Pa。
本发明的有益效果是：将超重力旋转填料床的除尘效率和气相压降进行综合考虑，提出了利用品质因子对填料床综合性能进行评价的方法，弥补了以往研究单一考虑除尘效率或气相压降的不足，较为科学地反映了超重力旋转填料床的综合性能，对其性能优化和综合性能评价具有指导作用。
具体实施方式
为了使发明实施案例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施案例中的技术方案进行清晰的、完整的描述，显然，所表述的实施案例是本发明一小部分实施案例，而不是全部的实施案例，基于本发明中的实施案例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例，都属于本发明保护范围。
一种超重力旋转填料床综合性能的评价方法，包含以下步骤：（1）在一定气速和超重力因子条件下，测试超重力旋转填料床的入口粉尘浓度和出口粉尘浓度；（2）在粉尘浓度测试的同时，记录填料床的气相压降；（3）根据入口粉尘浓度和出口粉尘浓度的数值，计算超重力旋转填料床的除尘效率；（4）根据气相压降和除尘效率，计算超重力旋转填料床的品质因子；（5）品质因子越大，表明填料床的综合性能越好。
所述除尘效率计算方法为：E=（ρ-ρ′)/ρ，式中，E为填料床的除尘效率；ρ为填料床入口粉尘浓度，mg/m3；ρ′为填料床出口粉尘浓度，mg/m3。
所述超重力旋转填料床的品质因子计算方法为：Q=-ln(1-E)/P，式中，Q为填料床的品质因子，1/Pa；E为除尘效率；P为气相压降，Pa。
下面结合实施案例对本发明做进一步地说明：
选取两台超重力旋转填料床A和B，评价填料床A和B在气速为0.7、1.0、1.3和1.6m/s的条件下，超重力因子在120时的综合性能。
超重力旋转填料床A的综合性能评价：
调节给粉机固定入口粉尘浓度为200 mg/m3，调节液泵和球阀固定液体喷淋密度为3 m3/(m2·h)，分别在气速为0.7、1.0、1.3和1.6 m/s的条件下，测试超重力因子在120时，超重力旋转填料床A的出口粉尘浓度，测得出口粉尘浓度分别为21.2、16.0、7.8和5.2 mg/m3。
在粉尘浓度测试的同时，记录填料床的气相压降。在气速为0.7、1.0、1.3和1.6 m/s的条件下，超重力因子在120时，超重力旋转填料床A的气相压降分别为PA0.7=54.4Pa，PA1.0=79.5Pa，PA1.3=110.6Pa，PA1.6=153.8 Pa。
根据除尘效率计算公式E=（ρ-ρ′)/ρ，计算气速为0.7 m/s的条件下，超重力因子在120时，超重力旋转填料床A的除尘效率为：EA0.7=（200-21.2）/200=89.4%，同理可得在气速为1.0、1.3和1.6 m/s的条件下，超重力因子在120时，除尘效率分别为：EA1.0= 92.0%，EA1.3=96.1%，EA1.6= 97.8%。
根据超重力旋转填料床的品质因子的计算公式Q=-ln(1-E)/P，计算气速为0.7 m/s的条件下，超重力因子在120时，超重力旋转填料床A的品质因子为：QA0.7= -ln(1-0.894)/54.4=0.0413, 同理可得在气速为1.0、1.3和1.6 m/s的条件下，超重力因子在120时，品质因子分别为：QA1.0= 0.0318，QA1.3= 0.0293，QA1.6= 0.0248。
相同条件下，超重力旋转填料床B的综合性能评价：
调节给粉机固定入口粉尘浓度为200 mg/m3，调节液泵和球阀固定液体喷淋密度为3 m3/(m2·h)，分别在气速为0.7、1.0、1.3和1.6 m/s的条件下，测试超重力因子在120时，超重力旋转填料床B的出口粉尘浓度，测得出口粉尘浓度分别为15.6、9.6、3.8和3 mg/m3。
在粉尘浓度测试的同时，记录填料床的气相压降。在气速为0.7、1.0、1.3和1.6 m/s的条件下，超重力因子在120时，超重力旋转填料床B的气相压降分别为PB0.7=53.2Pa，PB1.0=77.8Pa，PB1.3=108.4Pa，PB1.6=150.8 Pa。
根据除尘效率计算公式E=（ρ-ρ′)/ρ，计算气速为0.7 m/s的条件下，超重力因子在120时，超重力旋转填料床B的除尘效率为：EB0.7=（200-15.6）/200=92.2%，同理可得在气速为1.0、1.3和1.6 m/s的条件下，超重力因子在120时，除尘效率分别为：EB1.0= 95.2%，EB1.3=98.1%，EB1.6= 98.5%。
根据超重力旋转填料床的品质因子的计算公式Q=-ln(1-E)/P，计算气速为0.7 m/s的条件下，超重力因子在120时，超重力旋转填料床B的品质因子为：QB0.7= -ln(1-0.922)/53.2=0.0480, 同理可得在气速为1.0、1.3和1.6 m/s的条件下，超重力因子在120时，品质因子分别为：QB1.0= 0.0390，QB1.3= 0.0366，QB1.6= 0.0278。
综上，在气速为0.7、1.0、1.3和1.6 m/s的条件下，测试超重力因子在120时，超重力旋转填料床A和B的品质因子进行对比，得到QA0.7＜QB0.7，QA1.0＜QB1.0，QA1.3＜QB1.3，QA1.6＜QB1.6。由此可见，超重力旋转填料床B的综合性能优于超重力旋转填料床A。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用发明，对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现，因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (3)

1.一种超重力旋转填料床综合性能的评价方法，其特征在于包含以下步骤：（1）测试超重力旋转填料床的入口粉尘浓度和出口粉尘浓度；（2）在粉尘浓度测试的同时，记录填料床的气相压降；（3）根据入口粉尘浓度和出口粉尘浓度的数值，计算超重力旋转填料床的除尘效率；（4）根据气相压降和除尘效率，计算超重力旋转填料床的品质因子；（5）品质因子越大，表明填料床的综合性能越好。
2.根据权利要求1所述的一种超重力旋转填料床综合性能的评价方法，其特征在于：所述除尘效率计算方法为：E=（ρ-ρ′)/ρ，式中，E为填料床的除尘效率；ρ为填料床入口粉尘浓度，mg/m3；ρ′为填料床出口粉尘浓度，mg/m3。
3.根据权利要求1所述的一种超重力旋转填料床综合性能的评价方法，其特征在于：所述超重力旋转填料床的品质因子计算方法为：Q=-ln(1-E)/P，式中，Q为填料床的品质因子，1/Pa；E为除尘效率；P为气相压降，Pa。
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