烛状陶瓷过滤器的清灰分析

研究了脉冲清灰效率对过滤过程的影响。假定粉尘结构在过滤和清灰中不变的条件下,对清灰效率的影响进行了分析。发现,在一定的启动压降下,有一个最佳的清灰效率,在90%～95%之间。由于在运行的前几个循环中,粉尘压降、残留粉尘压降以及粉尘厚度、残留粉尘厚度存在较大的变化,因而在开始的几个循环中,不宜采用相同的清灰时间间隔。     

可清洁式粉尘过滤测试系统清灰影响因素研究

袋式除尘器是工业常用的高效除尘设备,滤料及滤料再生是其能稳定运行的关键。本实验搭建了可清洁式粉尘过滤特性测试系统,提出了以残余压降、压力上升速率和清灰周期来表征清灰效果,探究了不同喷吹时间和喷吹压力对清灰效果和过滤效率的影响。结果表明当喷吹压力Pb为0.5MPa,喷吹时间τ为0.2s时,第一个残余压降为360.1Pa,第一个清灰周期为400s,当τ增大到0.5s、0.8s时,对应的残余压降下降47.6%、51.3%,清灰周期提高75.0%、107.5%,且压力上升速率也相对应下降,说明喷吹时间变大清灰效果更好,但并不呈现线性变化。当提高喷吹压力时,也出现相似的变化规律。     

操作参数对陶瓷过滤管脉冲反吹清灰过程的影响

在由单根陶瓷过滤管组成的实验装置上,利用U形管压差计及压阻式压力传感器分别测定了过滤含粉煤灰气体时滤管内外压差和脉冲反吹时滤管内的瞬态压力. 结果表明,在进入连续稳定循环过程后,单根滤管在各个循环的清灰效率仍存在较大的波动.在过滤参数不变而仅改变反吹参数的情况下,可依据反吹压力波形正压峰值来判断清灰效率的优劣. 同时分析了重要操作参数对反吹压力波形及清灰效率的影响. 指出脉冲宽度对清灰效率几乎没有影响;在满足清灰要求的前提下,再提高反吹压力对清灰并没有明显的改善效果;而过高的过滤速度对清灰效率极为不利,会导致过滤循环操作无法正常进行.     

固定床颗粒层过滤性能分析及预测

使用两种滤料颗粒在一套冷态试验装置上考察了过滤气速和颗粒层厚度对颗粒层过滤性能的影响。结合颗粒层过滤宏观模型,分析了不同操作条件下粉尘比沉积率σ对颗粒层粉尘捕集能力偏离初始值程度F和过滤压降偏离初始值程度G的影响,然后预测了过滤效率和压降。结果表明,试验范围内,随着σ的增大,F呈现先增加后降低的变化趋势,而G逐渐增加。结合过滤气速u=0.2~0.6 m·s^-1、颗粒层厚度L=0.11~0.2 m条件下的试验数据拟合得到了F-σ和G-σ函数关系,过滤效率和压降的计算值与试验吻合较好,优于文献中相关公式,可为颗粒床过滤性能的预测提供参考。     

陶瓷膜在高温燃煤烟气净化中的比选研究

采用三种材质不同的陶瓷膜对某燃煤电站高温烟气进行了过滤性能和清灰再生性能的实验研究。主要考查了过滤速度及粉尘浓度对陶瓷膜过滤效率的影响,结果表明,过滤速度越大,过滤效率越高;粉尘浓度增加,过滤效率升高。在模拟实际电厂条件下,氧化铝陶瓷膜的过滤性能优于堇青石陶瓷膜和莫来石陶瓷膜,且清灰再生效果也最佳,是高温燃煤烟气净化的合适材料。     

固定床颗粒层过滤性能分析及预测

使用两种滤料颗粒在一套冷态试验装置上考察了过滤气速和颗粒层厚度对颗粒层过滤性能的影响。结合颗粒层过滤宏观模型,分析了不同操作条件下粉尘比沉积率?对颗粒层粉尘捕集能力偏离初始值程度F和过滤压降偏离初始值程度G的影响,然后预测了过滤效率和压降。结果表明,试验范围内,随着?的增大,F呈现先增加后降低的变化趋势,而G逐渐增加。结合过滤气速u=0.2~0.6 m·s~(-1)、颗粒层厚度L=0.11~0.2 m条件下的试验数据拟合得到了F-σ和G-σ函数关系,过滤效率和压降的计算值与试验吻合较好,优于文献中相关公式,可为颗粒床过滤性能的预测提供参考。     

高湿黏性颗粒在PTFE滤料表面的沉积规律研究

过滤过程中颗粒物在滤料上的沉积形貌对除尘器过滤性能及清灰频率的确定至关重要。为深入了解颗粒物在聚四氟乙烯(PTFE)滤料表面的沉积规律，搭建了一套过滤实验系统，基于该实验系统对比了过滤时间、粉尘浓度、过滤风速和含水率对颗粒单位面积沉积质量及粉尘层平均厚度的影响，探究了两种沉积速率的适用性及高湿黏性颗粒的黏附效率，并推导了不同含水率粉尘层的厚度分布模型。通过建立沉积粉尘层内部颗粒间的受力模型，对颗粒的受力运动情况进行分析，后续沉积颗粒自身重力对先前沉积颗粒的压缩作用不可忽略，颗粒的运动趋势由上层粉尘层重力、气流对颗粒的曳力及颗粒间黏附力共同决定。实验结果表明，高湿粉尘较干燥粉尘单位面积沉积质量有所降低，随着粉尘含水率增大，粉尘层平均厚度和单位面积沉积质量呈先减小后增大的趋势；高湿粉尘的沉积受颗粒间黏附力大小的影响，粉尘含水率为10%时质量沉积速率和黏附效率最小；粉尘含水率为9%和13%时粉尘层均匀性较干燥粉尘层下降，当高湿颗粒间的黏附力可以抵抗上层重力的压缩作用时颗粒滑动减少，粉尘层结构均匀。含水率为10%～12%时粉尘层均匀性稳定，且含水率为10%时最佳。     

不同滤料固定颗粒床过滤性能对比

在固定床冷态实验装置上研究了平均粒径和稳态过滤压降相近、颗粒形状和表面状况不同的两种滤料(陶瓷球和石英砂)的过滤性能. 结果表明,两种滤料过滤性能变化规律基本一致. 粉尘沉积量(?m)增加,过滤效率先增大后减小,过滤压降偏离稳态过滤压降程度(G)增大. ?m相同时,过滤效率和G均随过滤气速增大而减小,但过滤后期高气速下G与低气速下接近. 增大入口粉尘浓度,总体过滤效率无明显改变,粒径大于0.7 ?m的粉尘过滤效率提高,G更显著. 两种滤料难过滤粉尘粒径均为0.35~0.6 μm. 因颗粒形状和表面状况不同,两种滤料过滤性能存在差异,其它条件相同时,石英砂总体和分级过滤效率均高于陶瓷球,G也较大;增大入口粉尘浓度,石英砂过滤效率随粉尘沉积量变化程度相对较小.     

表面过滤技术在粉尘治理中的应用

１　深层过滤和表面过滤净化机理 多年来，应用于粉尘治理工作中的袋除尘器，都是一种深层过滤的净化机理，当含尘气体接触滤袋时，粗颗粒粉尘被阻留下来，而小于滤袋纤维孔隙的细颗粒粉尘，就会通过滤袋而逃逸，由于粉尘中这些细颗粒的含量约占３０％以上，因此刚使用的滤袋收尘效率较低。 随着过滤过程的持续，滤袋的收尘效率才逐步提高，但是滤袋的阻力也随之增大，当阻力达到一定数值时，必须对其进行清灰，否则影响气体的通过量，造成收尘设备处理风量的减少，清灰又不能清得太干净，还要保持滤袋较高的收尘效率。其实滤袋清灰过程也不…     

荷尘状态单纤维过滤压降数值计算与分析

采用Monte Carlo法和Kuwabara单元模型,模拟了单纤维表面粉尘树枝结构的生长过程。在此基础上,考虑邻近粒子对粉尘树枝中单粒子阻力的影响,给出了荷尘状态单纤维过滤压降模拟模型。结果指出,对所有过滤情形,荷尘单纤维过滤压降随沉积量变化呈现两个阶段性特征;过滤风速、粒子大小和粉尘树枝形态结构对荷尘单纤维过滤压降影响显著;而纤维直径对荷尘单纤维过滤压降影响不明显。在获得单纤维过滤压降随沉积量变化关系后,求解了粒子在模型过滤器中的质量分布,建立了荷尘纤维过滤器过滤压降预测模型,并将模型计算结果与实验结果作了对比。结果表明,过滤风速在0.01~0.3 m·s^-1范围内时,计算值与实验结果吻合较好,模型可适用于荷尘纤维过滤器的压降预测。     

Simulation of operational behaviour of patchily regenerated, rigid gas cleaning filter media

Particle removal from hot process gases is frequently accomplished with regenerable ceramic filters. When regenerating such media periodically, the dust cake may be detached from parts of the filter surface while other regions remain intact (‘patchy cleaning’). The filtration process depends on how these patterns of incomplete regeneration evolve over a number of cycles, how they change the build-up of the new cake, and how they affect the pressure drop. A two-dimensional quasi stationary flow model is used to predict pressure drops as a function of regeneration efficiencies and regeneration patterns, taking into account the finite thickness and flow resistance of the medium itself. The effect of non-uniform cake build-up on the pressure rise during a filter cycle is also modelled for a partially regenerated filter. The calculations prove that the pressure drop rises faster for lower regeneration efficiencies and that also cycle times become briefer with lower regeneration efficiency. It can also be shown, that the regeneration pattern only influences the pressure drop curve at the very beginning of the filtration cycle but does not influence the filtration cycle times.     

陶瓷过滤管表面粉尘层清除过程的图像分析

Based on the analysis of high-speed video images, the detachment behavior of dust cake from the ceramic candle filter surface during pulse cleaning process is investigated. The influences of the dust cake loading,the reservoir pressure, and the filtration velocity on the cleaning effectiveness are analyzed. Experimental results show that there exists an optimum dust cake thickness for pulse-cleaning process. For thin dust cake, the patchy cleaning exists and the cleaning efficiency is low; if the dust cake is too thick, the pressure drop across the dust cake becomes higher and a higher reservoir pressure may be needed. At the same time there also exists an optimum reservoir pressure for a given filtration condition.     

A study on the characteristics of improvement in filtration performance by dust precharging

A hybrid dust-collector combining electrostatic charging with fabric filtration was developed and its performance characteristics were evaluated. Charged particles build porous dendritic structure on the filter surface by electrostatic attraction, increasing the collection efficiency of dust particles and reducing the pressure drop through the deposited dust layer and filter media. The cleaning performance of the dust layer is improved because the dendritic structured dust layer may be removed more easily by pulse jet cleaning flow. The results of the experiment showed a reduction of fine particle emission by 37% and 13% energy saving by precharging dust particles before filtration.     

气固并流式轴向移动床过滤器的压降特性

通过冷模实验,改变移动床表观气速、颗粒循环速率、入口气体含尘浓度等操作参数,研究了轴向移动床过滤器的压降特性和合适的操作条件,结合移动床内气固两相运动特点,修正了Ergun公式,在加尘条件下分析了床内滤饼对压降稳定性的影响。结果表明,在无尘负荷条件下(“纯”移动床操作),颗粒的循环速率由0增至2.26 kg/(m2?s)时,设备的压降减小0.03 kPa。表观气速为0.126 m/s、入口气体含尘浓度为89.10 g/m3时,移动床内滤饼形成和破损呈动态平衡,过滤500 s后,压降可稳定在0.88 kPa,此时设备具有较高的除尘性能,粉尘捕集效率可达96%以上。     

Demonstration of a KIER-Type CYBAGFILTER system at the clinker calcination process

A high performance KIER-type CYBAGFILTER that combines a fabric filtration and centrifugal dust removal technology was developed to enhance the performance of conventional filtration systems. Based on the performance evaluation results obtained from a pilot-scale test and fluid dynamic computer simulation, a test CYBAGFILTER of 18,000 m³/hr capacity was installed in the clinker calcination process of Ssangyong Cement Co. located at Yongwol, Korea. Membrane filters for surface filtration were applied and evaluated. After 12-month operation, the mean pressure drop was maintained at 70–80 mmH₂O, the collection efficiency was more than 99.8%, and the outlet dust concentration was less than 5 mg/Sm³. With an operating pressure drop of 100 mmH₂O, the cleaning interval was much longer than that of conventional ones, promising the prolongation of filter life. This paper was presented at The 5th International Symposium on Separation Technology-Korea and Japan held at Seoul between August 19 and 21, 1999.     

新型滤筒除尘器性能的数值模拟

以常规滤筒和内部增加锥体结构的新型滤筒为研究对象,建立其三维几何模型,采用k-e双方程湍流模型对其过滤与清灰性能进行数值模拟. 结果表明,在相同风量下,常规滤筒的进出口压差为170 Pa,而新型滤筒的进出口压差为120 Pa,这是由于新型滤筒内部增加了锥体结构,总过滤面积增大,过滤风速小于常规滤筒的过滤风速,过滤效率提高,压差减小;清灰时常规滤筒的侧壁压力峰值沿滤筒方向增加,但上部压力峰值为-100 Pa,底部压力峰值为16000 Pa,上部过小而底部过大对清灰不利;新型滤筒的侧壁压力峰值沿滤筒方向自上而下从3500 Pa增至4000 Pa,滤筒清灰效果有明显改善,可延长其使用寿命.     

入口粉尘浓度对新型旋流-颗粒床耦合分离器特性的影响

通过大型冷模实验,考察了入口粉尘浓度对某连续操作新型旋流-颗粒床耦合分离器压降和除尘效率的影响特性。结果表明,入口粉尘浓度越大,达到平衡时分离器的压降越大,压降增速越快,入口粉尘浓度为59.13 g/m3时,分离器平衡压降最大为1.2 kPa;入口粉尘浓度越低,分离器分离效率越高。分离器颗粒床层内捕集颗粒含尘量与再生效率有关,再生尘源浓度越小,分离器压降达到平衡越快。当再生尘源浓度由58.18%降至23.67%,装置压降由1.5 kPa降至1.2 kPa;随着再生尘源浓度降低,分离器除尘效率略微下降。入口粉尘浓度和再生尘源浓度对分离器压降影响的结果一致,对分离器效率影响的结果不同。     

圆盘真空过滤机的改造与实践

针对原有圆盘真空过滤机存在的诸多问题,从滤扇结构、主轴传动装置、卸料方式的改进和新型过滤布选用入手,对武钢矿业公司大冶铁矿的圆盘真空过滤系统进行了改造,并在现场取得了成功应用。与改造前相比,过滤效率提高了25-30%,滤饼水分也有所下降。     

颗粒床-旋流耦合分离器不同操作模式下的性能分析

通过实验分别考察了满床/空床操作模式对内置颗粒床-旋流耦合分离器分离性能的影响,获得了两种操作模式下的设备压降和捕集效率。通过改变入口粉尘浓度、入口气速和粉尘颗粒种类,发现满床操作条件下的分离效率比空床操作条件下的分离效率高,且前者压降较低。通过对出口粉尘粒径的分析,含有捕集颗粒的内置颗粒床可有效提高5 μm以下的粉尘颗粒的捕集效率,弥补了离心分离的短板。引入性能指数对不同操作模式进行定量分析,验证了满床操作条件下的耦合分离设备具有更好的综合分离性能。     

可用于MVR蒸发系统的气液分离器改进结构分析

针对常规气液分离器对微小液滴分离效率低的不足,提出一种可用于MVR蒸发系统的气液分离器结构,并采用数值模拟结合实验验证的方法对其分离特性进行研究。首先,利用数值模拟的方法分析了气液分离器内部流场和压力场,确定了影响分离效果最明显的位置,然后提出了在该位置加装不同数量3/4圆环形挡板的分离器结构。其次,模拟研究了此种新结构的分离效率和压降等分离特性以及挡板数量变化的影响规律。最后,通过实验验证的方法分析了数值模拟结果的可靠性和新结构的分离效果。研究结果表明：圆柱型筒体是影响分离器分离特性的关键部位,在气液分离器圆柱形筒体内部增加3/4环形挡板,能够增加物料切向运动的有效长度,降低物料的径向速度,从而显著提高微小液滴的分离效率,气液分离器整体压降却增加不多;而且随着环形挡板数量的增加,该结构气液分离器的分离效率和压降均明显提高。在本文计算条件下,加装3/4圆环形挡板的气液分离器结构,可以将直径在3 μm以下的液滴分离效率提高15%,而压降仅增加了200Pa。综合气液分离器效率和压降影响,加装两个3/4圆环形挡板的气液分离器性能最佳。