垃圾發電用旋轉霧化器設計理論研究
摘要:旋轉霧化技術是通過高速旋轉設備使料液霧化成為微米級尺寸的霧滴。其核心設備為旋轉霧化器,通過高速電機驅動霧化轉盤高速旋轉,高速旋轉的霧化轉盤產生強大的離心力,懸濁液或乳濁液形式的物料通過霧化轉盤結構特殊的噴嘴噴出,從而被霧化成為具有微米級尺寸的霧滴。霧化后的霧滴比表面積增大,更有利于其進行傳質傳熱或和其它介質混合發生化學反應。
旋轉霧化器是廣泛應用于化工、制藥、食品、環保等領域的關鍵機電產品。在大氣污染控制環保領域,旋轉霧化器應用于電廠煙氣脫硫和垃圾焚燒發電廠尾氣凈化處理。隨著近年來國內垃圾焚燒發電領域的興起和垃圾焚燒發電廠的廣泛興建,旋轉霧化器得到了更加廣泛的應用。旋轉霧化器是垃圾焚燒發電廠尾氣凈化的關鍵設備,其霧化性能直接影響垃圾焚燒尾氣排放的質量與吸收劑的利用率,是衡量垃圾焚燒發電廠尾氣排放指標能否達到國內外標準的關鍵所在。當前國內應用的旋轉霧化器主要依靠從國外進口,每年需要花費大量的外匯,隨著現代化工業進程的發展,旋轉霧化器的國產化問題已經得到了越來越多廠家的高度重視。
在這樣的背景下,本課題對旋轉霧化器國產化的許多關鍵技術進行了研究和探討。通過對旋轉霧化器霧化機理的分析,對旋轉霧化器轉子部件進行了設計和研究。
本論文的主要研究內容和取得的研究成果如下;
(1)闡述了旋轉霧化器的霧化機理,總結歸納了一些經驗理論公式,為旋轉霧化器的研究開發、實踐中最經濟運行提供了必要的理論基礎,并通過現場實驗驗證了旋轉噴霧的霧化機理。
(2)提出了旋轉霧化器機械設計中參數選擇的理論依據。
(3)對旋轉霧化器噴嘴、主軸和霧化轉盤等關鍵零件材料進行了研究和選擇。
(4)使用三維軟件對旋轉霧化器零部件進行了三維數字化建模,并用ANSYS8.0等有限元分析軟件對旋轉霧化器轉子部件的各階固有頻率進行了有限元分析,從而確定了轉子部件的各階相應臨界轉速,為旋轉霧化器的平穩運行和實踐中選擇合理轉速提供了理論依據。
(5)根據以上研究,對旋轉霧化器的轉子部件進行了設計,包括驅動部分和噴霧部分。

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