高浓度黏稠固体废弃物,是指工业生产及市政污水处理过程中发生的含固量高、粘度大、颗粒细的固-液两相废弃物或副产品, 因为其常温常压下流动性较差,在高压管道运送时为“ 不沉降似均质稠密膏体” ,因而亦称稠密膏体.包含煤炭职业的煤泥、给排水职业的脱水污泥、制作职业的工业污泥、石化职业的油渣和油泥等,触及二十余个职业.就上述稠密膏体而言,当前较常用的无害化、资本化处置办法有燃烧、燃烧发电、土地资本化运用以及填埋等.无论选用哪种无害化、资本化处置办法,运送均为必不可少的环节, 新开展的运送工艺技术为管道运送.不管在工业现场仍是试验室管道运送时, 流量均是要害参数,其大小决议了管道运送的功率.
稠密膏体管道运送的流量测验是一个尚待处理的难题, 管道运送试验中通常选用称重法丈量,但该办法测验过程繁琐.而热水流量计的丈量不因流体密度、粘度、温度、压力、电导率和雷诺数改变, 没有阻流件,也不会在高流速情况下发生气蚀, 这些年在流体流量测验中被广泛应用.跟着热水流量计的开展, 现已可丈量电导率阈值更低的液体,而当稠密膏体浓度较高时不可行, 其缘由现有文献中尚没有的解说,笔者估测这也许与其浓度过大时电导率太低有关.本试验先运用热水流量计丈量必定电导率规模的煤泥在管道运送时的流量,并与称重法丈量成果相比照, 得到煤泥在管道运送时电导率及浓度的阈值, 为往后热水流量计应用于其它稠密膏体管道运送的流量丈量提供依据,对其现场应用也具有很重要的指导意义.
测验原理及试验过程
热水流量计原理
本次选用不一样质量浓度的煤泥在装有热水流量计(电磁流量计、涡街流量计、涡轮流量计)的液压与流变试验台上(试验原理如图1)进行管道运送试验.热水流量计依据电磁感应原理丈量流过管道中导电流体的流量,故运用热水流量计的前提是被测流体有必要导电, 且电导率不能低于阈值(即下限值).通用型热水流量计的阈值在(5 ×10-6)S/cm～10-4 S/cm 之间, 若电导率低于阈值会发生差错乃至不能丈量.依据电磁感应原理(如图2), 当导电流体在磁场强度为B的磁场中切开磁力线时, 在线形长度为L 的a 和b 两点之间会发生感应电动势, 为
两接收电极之间的间隔L 为已知常数, B 为已知的磁场强度, 故εab是单调函数,随υ的改变而改变.而瞬时流量Q 等于流速υ与导管截面积S (常数)的乘积, 故有Q=K×εab ,
式中:K 为仪器常数.因而, 只需测得εab , 即可求得对应的流量Q.
煤泥电导率测验原理及办法
在定制的圆柱状绝缘料筒中装入煤泥, 运用参比电阻法丈量不一样质量浓度下煤泥的电阻率.首要别离测出定值电阻R的两头电压U0和绝缘料筒两头的电压U .由式(3)求得该长度管道内煤泥的电阻, 并代入式(4)求得煤泥的电阻率, 再由k =1 /ρ求得煤泥的电导率, 即
式中:ρ为电阻率；U 为装有煤泥的圆柱状绝缘料筒两头电压；U0为定值电阻两头的电压；A 为横截面积；L为两电极之间的间隔.
选用四相电极参比电阻法丈量煤泥电阻率, 规划试验电路如图3所示.试验过程如下:①首要丈量绝缘料筒内径及长度.用游标卡尺多次从不一样视点丈量绝缘料筒的内径及长度并记载,别离取平均值.②丈量室内温度并记载.③取适量煤泥参加必定的水, 充沛拌和, 用含水率仪丈量含水率并记载, 使含水率为32 %摆布,将配好的煤泥装入绝缘料筒中, 然后接通
试验电路.④运用万用表别离丈量500 Ψ电阻两头和绝缘料筒两头的电压, 待电压安稳后读数并记载.⑤别离改变电源电压和煤泥含水率,重复上述试验过程.
试验数据及剖析
煤泥电导率试验数据及剖析
依据丈量得到的数据, 以煤泥的质量浓度作横坐标, 相应质量浓度煤泥的电导率作纵坐标,绘出煤泥电导率与其质量浓度的图(如图4).再以电压为横坐标, 相应电压下煤泥的电导率为纵坐标,绘出电压与电导率的图(如图5).
图4 的电导率改变曲线标明, 跟着煤泥质量浓度的增大, 其电导率逐渐下降, 并在质量浓度为66%时相交于一点；图5 的电导率改变曲线标明, 跟着电压的增大, 电导率有逐渐增大趋势.剖析图4 与图5可得到以下定论:①图4曲线全体呈下降趋势, 阐明电导率跟着煤泥质量浓度的增大而减小.当质量浓度低于63 %时,不一样电压下电导率随质量浓度改变根本成平行, 阐明电导率与质量浓度和电压成必定的线性；当质量浓度为63 %～ 66 %时,电导率与质量浓度成必定线性, 而与电压不成线性, 仍有必定的下降梯度；当质量浓度大于66 %时, 电导率随其添加显着下降,可是曲线较为杂乱, 不易判别其相互, 将用称重法进行相应的验证.②图5 曲线全体呈上升趋势,阐明电导率随电压的增
大而增大.比较电导率随质量浓度的改变, 其增大起伏较小.当质量浓度由61 .38 %上升到63 .20 %即增大了1 .82 %时,电导率增大了0 .03 mS/cm , 而当质量浓度由63 .20 %增大到66 .25 %即增大了3 .05 %时,电导率却添加了不到0 .01 mS/cm.阐明质量浓度低于63 .20 %时, 电导率改变较显着；当质量浓度为66 .25 %时,电导率为安稳值0 .033 mS/cm .
2.2
热水流量计试验数据及剖析
首要剖析热水流量计流速数据的重复性.图6 是当管内流速为0 .1 m/s (即稠密膏体运送流速下限)时, 热水流量计丈量由大到小的3种质量浓度别离为73 %, 69 %, 63 %的煤泥的实时数据曲线.由图可见浓度较高时热水流量计难以测出安稳的流速数值,而当浓度较低且煤泥流动性非常好时丈量数值较为安稳.图7 是质量浓度为63 %时热水流量计的3 次测验曲线, 可见其重复性杰出,故丈量成果可信.比较较煤泥电导率的测验成果, 能够看出当质量浓度低于63 %时, 电导率较大,且不一样质量浓度下电导率改变安稳.故估测当质量浓度低于63 %, 电导率高于0 .035 mS/cm 时,热水流量计应用于煤泥管道运送时数据性较高.
其次获取热水流量计的流速数据换算并积分后与称重质量进行比照, 剖析其数据差错, 成果如表1.
能够经过热水流量计积分后的总流量与称重数据的符合程度来剖析, 若二者符合较好则阐明热水流量计在线丈量数据显示虽然也许遭到气泡的影响,可是总流量能够丈量；若二者相差较大, 则阐明热水流量计不适合对较高质量浓度煤泥进行丈量.从表1 能够看出热水流量计在质量浓度为69%, 73 %时差错较大, 故丈量不；在质量浓度为63 %时丈量差错较小, 阐明其丈量较.该比照试验与之前的重复性剖析相符,阐明用质量浓度及电导率来评估热水流量计丈量数据的性有必定的可行性.
这篇文章经过对煤泥的电导率及热水流量计管道运送流量的丈量, 得出以下定论:
1)煤泥的电导率数值随其质量浓度的下降而增大,并且在必定规模内随质量浓度的改变作用更显着.且热水流量计不适合较高质量浓度煤泥管道流量的丈量, 但在较低浓度丈量时重复性杰出,丈量成果可信, 且浓度越低, 丈量作用越好.
2)热水流量计在稠密膏体管道流量丈量中能否应用与其电导率及浓度有.电导率越大, 热水流量计丈量作用越好.应用于煤泥时,得出当质量浓度上限值为63 %, 电导率下限值为0 .035 mS/cm 时,热水流量计可用于测其流量.
3)经过对煤泥的研究, 能够估测当热水流量计应用于赤泥、电石泥、污泥等其它稠密膏体的管道运送时, 也应有相应的浓度及电导率阈值,其数值可经过试验取得.
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