高濃度黏稠固體廢棄物,是指工業(yè)生產(chǎn)及市政污水處理過程中發(fā)生的含固量高、粘度大、顆粒細(xì)的固-液兩相廢棄物或副產(chǎn)品, 因為其常溫常壓下流動性較差,在高壓管道運(yùn)送時為“ 不沉降似均質(zhì)稠密膏體” ,因而亦稱稠密膏體.包含煤炭職業(yè)的煤泥、給排水職業(yè)的脫水污泥、制作職業(yè)的工業(yè)污泥、石化職業(yè)的油渣和油泥等,觸及二十余個職業(yè).就上述稠密膏體而言,當(dāng)前較常用的無害化、資本化處置辦法有燃燒、燃燒發(fā)電、土地資本化運(yùn)用以及填埋等.無論選用哪種無害化、資本化處置辦法,運(yùn)送均為*的環(huán)節(jié), 新開展的運(yùn)送工藝技術(shù)為管道運(yùn)送.不管在工業(yè)現(xiàn)場仍是試驗室管道運(yùn)送時, 流量均是要害參數(shù),其大小決議了管道運(yùn)送的功率.
稠密膏體管道運(yùn)送的流量測驗是一個尚待處理的難題, 管道運(yùn)送試驗中通常選用稱重法丈量,但該辦法測驗過程繁瑣.而熱水流量計的丈量不因流體密度、粘度、溫度、壓力、電導(dǎo)率和雷諾數(shù)改變, 沒有阻流件,也不會在高流速情況下發(fā)生氣蝕, 這些年在流體流量測驗中被廣泛應(yīng)用.跟著熱水流量計的開展, 現(xiàn)已可丈量電導(dǎo)率閾值更低的液體,而當(dāng)稠密膏體濃度較高時不可行, 其緣由現(xiàn)有文獻(xiàn)中尚沒有的解說,筆者估測這也許與其濃度過大時電導(dǎo)率太低有關(guān).本試驗先運(yùn)用熱水流量計丈量必定電導(dǎo)率規(guī)模的煤泥在管道運(yùn)送時的流量,并與稱重法丈量成果相比照, 得到煤泥在管道運(yùn)送時電導(dǎo)率及濃度的閾值, 為往后熱水流量計應(yīng)用于其它稠密膏體管道運(yùn)送的流量丈量提供依據(jù),對其現(xiàn)場應(yīng)用也具有很重要的指導(dǎo)意義.
測驗原理及試驗過程
熱水流量計原理
本次選用不一樣質(zhì)量濃度的煤泥在裝有熱水流量計(電磁流量計、渦街流量計、渦輪流量計)的液壓與流變試驗臺上(試驗原理如圖1)進(jìn)行管道運(yùn)送試驗.熱水流量計依據(jù)電磁感應(yīng)原理丈量流過管道中導(dǎo)電流體的流量,故運(yùn)用熱水流量計的前提是被測流體有必要導(dǎo)電, 且電導(dǎo)率不能低于閾值(即下限值).通用型熱水流量計的閾值在(5 ×10-6)S/cm～10-4 S/cm 之間, 若電導(dǎo)率低于閾值會發(fā)生差錯乃至不能丈量.依據(jù)電磁感應(yīng)原理(如圖2), 當(dāng)導(dǎo)電流體在磁場強(qiáng)度為B的磁場中切開磁力線時, 在線形長度為L 的a 和b 兩點之間會發(fā)生感應(yīng)電動勢, 為
兩接收電極之間的間隔L 為已知常數(shù), B 為已知的磁場強(qiáng)度, 故εab是單調(diào)函數(shù),隨υ的改變而改變.而瞬時流量Q 等于流速υ與導(dǎo)管截面積S (常數(shù))的乘積, 故有Q=K×εab ,
式中:K 為儀器常數(shù).因而, 只需測得εab , 即可求得對應(yīng)的流量Q.
煤泥電導(dǎo)率測驗原理及辦法
在定制的圓柱狀絕緣料筒中裝入煤泥, 運(yùn)用參比電阻法丈量不一樣質(zhì)量濃度下煤泥的電阻率.首要別離測出定值電阻R的兩頭電壓U0和絕緣料筒兩頭的電壓U .由式(3)求得該長度管道內(nèi)煤泥的電阻, 并代入式(4)求得煤泥的電阻率, 再由k =1 /ρ求得煤泥的電導(dǎo)率, 即
式中:ρ為電阻率;U 為裝有煤泥的圓柱狀絕緣料筒兩頭電壓;U0為定值電阻兩頭的電壓;A 為橫截面積;L為兩電極之間的間隔.
選用四相電極參比電阻法丈量煤泥電阻率, 規(guī)劃試驗電路如圖3所示.試驗過程如下:①首要丈量絕緣料筒內(nèi)徑及長度.用游標(biāo)卡尺多次從不一樣視點丈量絕緣料筒的內(nèi)徑及長度并記載,別離取平均值.②丈量室內(nèi)溫度并記載.③取適量煤泥參加必定的水, 充沛拌和, 用含水率儀丈量含水率并記載, 使含水率為32 %擺布,將配好的煤泥裝入絕緣料筒中, 然后接通
試驗電路.④運(yùn)用萬用表別離丈量500 Ψ電阻兩頭和絕緣料筒兩頭的電壓, 待電壓安穩(wěn)后讀數(shù)并記載.⑤別離改變電源電壓和煤泥含水率,重復(fù)上述試驗過程.
試驗數(shù)據(jù)及剖析
煤泥電導(dǎo)率試驗數(shù)據(jù)及剖析
依據(jù)丈量得到的數(shù)據(jù), 以煤泥的質(zhì)量濃度作橫坐標(biāo), 相應(yīng)質(zhì)量濃度煤泥的電導(dǎo)率作縱坐標(biāo),繪出煤泥電導(dǎo)率與其質(zhì)量濃度的圖(如圖4).再以電壓為橫坐標(biāo), 相應(yīng)電壓下煤泥的電導(dǎo)率為縱坐標(biāo),繪出電壓與電導(dǎo)率的圖(如圖5).
圖4 的電導(dǎo)率改變曲線標(biāo)明, 跟著煤泥質(zhì)量濃度的增大, 其電導(dǎo)率逐漸下降, 并在質(zhì)量濃度為66%時相交于一點;圖5 的電導(dǎo)率改變曲線標(biāo)明, 跟著電壓的增大, 電導(dǎo)率有逐漸增大趨勢.剖析圖4 與圖5可得到以下定論:①圖4曲線全體呈下降趨勢, 闡明電導(dǎo)率跟著煤泥質(zhì)量濃度的增大而減小.當(dāng)質(zhì)量濃度低于63 %時,不一樣電壓下電導(dǎo)率隨質(zhì)量濃度改變根本成平行, 闡明電導(dǎo)率與質(zhì)量濃度和電壓成必定的線性;當(dāng)質(zhì)量濃度為63 %～ 66 %時,電導(dǎo)率與質(zhì)量濃度成必定線性, 而與電壓不成線性, 仍有必定的下降梯度;當(dāng)質(zhì)量濃度大于66 %時, 電導(dǎo)率隨其添加顯著下降,可是曲線較為雜亂, 不易判別其相互, 將用稱重法進(jìn)行相應(yīng)的驗證.②圖5 曲線全體呈上升趨勢,闡明電導(dǎo)率隨電壓的增
大而增大.比較電導(dǎo)率隨質(zhì)量濃度的改變, 其增大起伏較小.當(dāng)質(zhì)量濃度由61 .38 %上升到63 .20 %即增大了1 .82 %時,電導(dǎo)率增大了0 .03 mS/cm , 而當(dāng)質(zhì)量濃度由63 .20 %增大到66 .25 %即增大了3 .05 %時,電導(dǎo)率卻添加了不到0 .01 mS/cm.闡明質(zhì)量濃度低于63 .20 %時, 電導(dǎo)率改變較顯著;當(dāng)質(zhì)量濃度為66 .25 %時,電導(dǎo)率為安穩(wěn)值0 .033 mS/cm .
2.2 熱水流量計試驗數(shù)據(jù)及剖析
首要剖析熱水流量計流速數(shù)據(jù)的重復(fù)性.圖6 是當(dāng)管內(nèi)流速為0 .1 m/s (即稠密膏體運(yùn)送流速下限)時, 熱水流量計丈量由大到小的3種質(zhì)量濃度別離為73 %, 69 %, 63 %的煤泥的實時數(shù)據(jù)曲線.由圖可見濃度較高時熱水流量計難以測出安穩(wěn)的流速數(shù)值,而當(dāng)濃度較低且煤泥流動性非常好時丈量數(shù)值較為安穩(wěn).圖7 是質(zhì)量濃度為63 %時熱水流量計的3 次測驗曲線, 可見其重復(fù)性杰出,故丈量成果可信.比較較煤泥電導(dǎo)率的測驗成果, 能夠看出當(dāng)質(zhì)量濃度低于63 %時, 電導(dǎo)率較大,且不一樣質(zhì)量濃度下電導(dǎo)率改變安穩(wěn).故估測當(dāng)質(zhì)量濃度低于63 %, 電導(dǎo)率高于0 .035 mS/cm 時,熱水流量計應(yīng)用于煤泥管道運(yùn)送時數(shù)據(jù)性較高.
其次獲取熱水流量計的流速數(shù)據(jù)換算并積分后與稱重質(zhì)量進(jìn)行比照, 剖析其數(shù)據(jù)差錯, 成果如表1.
能夠經(jīng)過熱水流量計積分后的總流量與稱重數(shù)據(jù)的符合程度來剖析, 若二者符合較好則闡明熱水流量計在線丈量數(shù)據(jù)顯示雖然也許遭到氣泡的影響,可是總流量能夠丈量;若二者相差較大, 則闡明熱水流量計不適合對較高質(zhì)量濃度煤泥進(jìn)行丈量.從表1 能夠看出熱水流量計在質(zhì)量濃度為69%, 73 %時差錯較大, 故丈量不;在質(zhì)量濃度為63 %時丈量差錯較小, 闡明其丈量較.該比照試驗與之前的重復(fù)性剖析相符,闡明用質(zhì)量濃度及電導(dǎo)率來評估熱水流量計丈量數(shù)據(jù)的性有必定的可行性.
這篇文章經(jīng)過對煤泥的電導(dǎo)率及熱水流量計管道運(yùn)送流量的丈量, 得出以下定論:
1)煤泥的電導(dǎo)率數(shù)值隨其質(zhì)量濃度的下降而增大,并且在必定規(guī)模內(nèi)隨質(zhì)量濃度的改變作用更顯著.且熱水流量計不適合較高質(zhì)量濃度煤泥管道流量的丈量, 但在較低濃度丈量時重復(fù)性杰出,丈量成果可信, 且濃度越低, 丈量作用越好.
2)熱水流量計在稠密膏體管道流量丈量中能否應(yīng)用與其電導(dǎo)率及濃度有.電導(dǎo)率越大, 熱水流量計丈量作用越好.應(yīng)用于煤泥時,得出當(dāng)質(zhì)量濃度上限值為63 %, 電導(dǎo)率下限值為0 .035 mS/cm 時,熱水流量計可用于測其流量.
3)經(jīng)過對煤泥的研究, 能夠估測當(dāng)熱水流量計應(yīng)用于赤泥、電石泥、污泥等其它稠密膏體的管道運(yùn)送時, 也應(yīng)有相應(yīng)的濃度及電導(dǎo)率閾值,其數(shù)值可經(jīng)過試驗取得.
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