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除雾器作为湿法脱硫等净化工艺中的关键设备,对除去烟气中雾滴,保证烟气净化效果有着十分重要的意义。为进一步提高除雾器除雾效果,探究了一种高效低阻的新型除雾器——自由旋线除雾器,对自由旋线除雾器除雾机理和除雾性能开展研究。主要内容如下:(1)基于纤维过滤理论,分析了单根自由旋线的除雾机理。在此基础上,提出了多根自由旋线惯性碰撞效率的数值积分算法;通过极限轨迹法建立自由旋线除雾器离心分离效率的理论模型。基于复合除尘效应,推导出多根及双层自由旋线除雾效率理论表达式,分析得出自由旋线除雾器气液分离作用主要为惯性碰撞和离心分离。(2)为了验证自由旋线除雾器除雾性能,开展自由旋线除雾器除雾效率和压力损失试验研究。结果表明:对于卧式单层自由旋线除雾器,随着旋线根数的增加,除雾效率呈指数增长;当自由旋线转速小于900rpm时,除雾效率与自由旋线转速近似呈线性变化关系。而当自由旋线转速超过900rpm时,除雾效率增幅明显变缓。自由旋线压力损失随自由旋线根数的增加呈线性关系,而压力损失随旋线转速增加而激增,压力损失与旋线转速的关系近似服从幂函数增长规律。从提效降阻考虑,增加旋线根数比增大旋线转速更合理。(3)为进一步提高自由旋线除雾器除雾效率和工程适用性,在卧式自由旋线除雾器的基础上提出了立式双层自由旋线除雾器。当旋线直径为3mm,每层旋线根数为200根、转速超过500rpm、风速为5m/s时,对于中位径为20.07μm的雾滴,除雾效率超过98%。(4)自由旋线除雾器分级效率的理论值与试验值对比研究表明,随着液滴粒径、旋线转速、旋线层数增加,分级效率试验值与理论值的吻合度提高。对于立式双层自由旋线除雾器,当每层旋线为200根、旋线转速为550rpm时,分级效率的理论值与试验值非常吻合,表明关于自由旋线气液分离理论研究所揭示的规律是正确的。