不锈钢烧结纤维毡外加粉体助剂过滤烟尘微粒

为了解决不锈钢烧结纤维毡对柴油机微粒过滤效率不高及其黏附堵塞问题,提出了不锈钢烧结纤维毡外加粉体助剂过滤烟尘的新方法。用不同过滤精度(5～30μm)的不锈钢烧结纤维毡片,覆盖不同厚度(0.5～3 mm)的粉体层,对由发烟剂燃烧产生的烟尘(D50=0.183μm)进行了过滤实验,用welas3000气溶胶粒径谱仪测试过滤前后的烟尘浓度,得到了不同情况下的过滤效率及分级效率。实验结果表明,粉体粒径、厚度、过滤气速及时间对过滤效率影响都很大,在滤速3 m/min、粉体粒径200～250目及厚度1.5 mm时,初始过滤效率高达95.746%,30 min后过滤效率上升到98.499%,300min内过滤效率基本保持在98%以上。     

新型电袋复合除尘器性能研究

为了提高布袋除尘器对细微粒子的捕集效率,同时降低压力损失,提出了一种新型的电袋复合除尘器,并利用这种新型的除尘器对2 500目的超细滑石粉进行了实验研究。通过普通布袋过滤、电袋复合过滤的对比实验研究,得到了电场强度、气布比、压损、清灰周期和除尘效率等参数的变化规律。实验结果表明,使用新型的复合除尘器过滤粉尘时,粉尘在进入袋室之前就被荷电,通过在滤料表面施加较强的静电场,使得被处理粉尘在滤料的表面有序堆积和排列,能有效地降低压力损失,提高过滤风速,除尘效率均达到97%以上。Vf=3.5 m/min,U=12.3 kV时,新型复合除尘器与普通布袋过滤相比压力损失降低了90 Pa;PM2.5的捕集效率提高了5.9%;清灰周期从10 min延长至36 min。     

布袋过滤除尘中气固两相流的格子Boltzmann模拟

使用格子Boltzmann方法对含尘气体通过布袋滤料纤维的流动进行了数值模拟,采用拉格朗日方法跟踪了颗粒相中每个粒子的位置和速度并进行单向耦合计算。分析了气流通过纤维捕集体过程中的压降的变化规律,结果与达西渗透定律吻合。与此同时,对粒径小于1μm的气溶胶粒子在布袋纤维捕集体上的沉积规律展开了讨论。结果表明,粒径小于0.01μm的粒子的捕集主要受粒子的布朗随机扩散效应的控制;粒径大于0.1μm的粒子则主要依靠纤维滤料的拦截作用而沉积在捕集体表面;而粒径在0.01～0.1μm范围的粒子则具有较低的捕集效率。模拟结果为研究袋式除尘的过滤机理提供了依据。     

多孔介质过滤细颗粒

以活性炭为过滤介质,利用其多孔结构脱除细颗粒,实现低压降除尘工艺。研究活性炭颗粒粒径、滤层厚度以及表观过滤风速等条件对多孔介质过滤细颗粒效果的影响,并通过表面光滑的不锈钢珠进行实验作对比,分析多孔介质过滤细颗粒的机理。结果表明:活性炭颗粒对细颗粒的过滤效率明显高于表面光滑的不锈钢珠。过滤效率随活性炭颗粒粒径和表观过滤风速的减小而增加,当粒径从1.5 mm降至0.45 mm时,平均过滤率从53.17%升至80.34%,当表观风速从26.54 cm·s~(-1)降到1.66 cm·s~(-1)时,平均过滤率从41.89%升至75.24%。过滤效率随滤层厚度的增加明显增加,当层厚从60 mm增加到140 mm时,过滤效率从47.62%增大到70.78%。不同实验条件下,过滤压降都没有随时间有明显变化,细颗粒没有在活性炭颗粒表层形成粉尘层。活性炭颗粒床主要是依靠细颗粒扩散、惯性碰撞和拦截效应沉积在活性炭多孔结构内,从而脱除细颗粒。     

颗粒层非稳态过滤捕集效率的研究

为计算颗粒层非稳态过滤效率,通过改进经典过滤理论模型,考虑颗粒在过滤介质中的沉积,理论推导得出非稳态过滤效率的计算公式,而经典颗粒层过滤效率计算公式仅为此计算公式的特例。因为理论计算公式是隐函数,不便于工程实际应用,所以,在常温条件下,对非稳态过滤时的过滤时间、过滤风速、过滤层厚度、粉尘浓度和颗粒层滤料均粒径等五个因素进行了正交实验研究。采用多元回归的方法得出各影响因素与过滤效率呈显性关系的效率关联计算公式,其计算结果与实验测试结果基本吻合。     

固定床中粒状脱硫剂除尘效率的研究

建立了非稳态过滤下的固定床颗粒层除尘效率模型.该模型尽可能地包含了影响固定床颗粒层除尘的参数,反映了沉积粉尘对除尘效率的影响;研究了以粒状脱硫剂为滤料的固定床在不同颗粒层厚度、空床气速、粒径下的除尘效率.结果表明,在颗粒层厚度为400～800 cm、空床气速≤0.4 m/s的条件下,颗粒层的除尘效率可达90％以上.     

导电泡沫陶瓷过滤柴油机排气微粒的研究

柴油机排气微粒对环境危害严重,研究开发排气过滤技术是解决问题的有效措施之一.利用表面密集排列短纤维的导电泡沫陶瓷作为微粒过滤器的滤芯,对柴油机排气微粒的过滤效率可达90%,并可进行原位通电加热再生,再生后过滤效率不下降.同时,对表面纤维化导电泡沫陶瓷的过滤机理进行了初步探讨.     

超细无碱玻纤复合滤料的过滤性能

袋式除尘是一种高效的除尘技术,对PM_(2.5)具有较高的过滤效率,但是其运行阻力较大,因此,研发高效、低阻过滤材料是解决大气污染问题的关键所在。以耐高温的PPS纤维针刺布为上下层,超细无碱玻纤为中间层,经过超声波粘合或线缝合技术制备了多层复合过滤材料,研究了滤料在容尘状态下的过滤效率、过滤阻力,以及孔径变化。结果表明,该复合滤料的初始阻力低于150 Pa,容尘后对0.2~2μm的颗粒物的过滤效率达80%以上;随着粉尘的沉积,滤料的过滤效率有了较大提高,对1μm以上颗粒物的过滤效率可达99.99%以上,对最易透过粒径(MPPS)的过滤效率达95%以上;过滤前后,滤料的孔径分布发生了变化,过滤后滤料出现了1~5μm的孔径分布。该复合滤料在工业高温粉尘过滤中将会有较好的应用前景。     

电凝并式空气净化单元对颗粒物和甲醛净化效果的实验

研究一种新型电凝并式空气净化单元对室内空气中颗粒物和甲醛的净化效果.实验结果表明,高压高频(HV-HF)电凝并装置能促使小粒子相互凝并为较大的电中性的粒子团,这些具有较高比表面积的电中性粒子团进入室内空间,能继续粘附空气中及物体表面上的颗粒,形成更大的粒子团,从而易于被净化单元中的中效过滤器捕集,而且该净化单元对于大粒子(粒径＞0.7μm)浓度较高的场所净化效果更加明显.另外,室内空气中吸附在颗粒物表面的甲醛也随之被高效去除.该净化单元的投入使用,起到了提高过滤效率、去除气溶胶小粒子、降低能耗、进一步改善室内空气品质等多重功效.     

中空纤维微滤膜污染及阻力分析

选用0.1μm的PVDF中空纤维内压式微滤膜组件,在死端微滤工况下,研究了酵母(平均粒径5.3 μm)和高岭土(平均粒径0.7μm)体系在浓度和压力变化时的污染机理及过滤阻力、膜渗透通量的变化规律性.通过恒压堵塞定律积分式的具体形式与实验数据的拟合及根据堵塞过滤定律计算的结果都表明:死端微滤时,酵母体系和高岭土体系均符合滤饼过滤机理.     

袋式除尘器内部流场的数值模拟

袋式除尘器内部气流分布不均会加剧滤袋磨损,降低除尘效率。采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法对除尘器内部流场进行研究,分析了气流的轨迹及其在各气室中的速度分布。发现原设计中气流分布不均匀的现象比较明显,提出了在进气通道内添加气流均布板的改进措施。结果表明:改进后,除尘器箱体内部气流分布较均匀,各滤袋气流分配系数的波动幅度减小,各气室综合流量不均幅值降低。研究结果为袋式除尘器的结构优化设计提供了理论依据。     

滤袋长度对袋式除尘器内流场影响的数值模拟研究

为提高袋式除尘器处理大烟气量中超细颗粒物的能力,确保袋室内气流尽可能均匀,以某环保公司的中试装置为模型,采用CFD(computational fluid dynamics)模拟6、8和10 m 3种袋长除尘器内的三维流动。运用标准k-ε双方程模型和SIMPLE算法,依据流量分配系数、速度云图和过滤阻力等分析流场内的速度和压力分布。结果表明,袋长为10 m的袋式除尘器流量分配系数更趋近于1.0;相同过滤速度下,速度相对标准偏差的数值6 m8 m10 m,滤袋长度为10 m时速度分布比较均匀;虽然10 m的除尘器产生的过滤阻力最大,但在低过滤速度条件下,优势明显。因此长袋除尘器适合在较低的过滤速度下运行。袋式除尘器的数值模拟为提高其处理能力和优化设计提供依据。     

滤袋数目对翼形上进风袋式除尘器内流场影响的数值模拟研究

针对实际运行过程中,袋式除尘器滤袋使用寿命短,压力损失过大的问题,本文以翼形上进风袋式除尘器为研究对象,采用CFD(computational fluid dynamics)技术模拟分析不同滤袋数(分别为92、88、84、80、76和72)时袋式除尘器内气流分布和压力损失规律。主要考察了流量分配系数、最大流量不均幅值、气流迹线、滤袋表面速度分布与压降等指标。结果表明,滤袋数为76个时,气流分布最为均匀,各滤袋负载均衡;相同过滤速度下,装置的压降随滤袋数目的增加而上升,即压降大小顺序为9288847672;与72个滤袋相比,76个滤袋的可用过滤面积更大。综合考虑,袋式除尘器的最优滤袋数目为76个。模拟结果为袋式除尘器的设计和优化提供了依据。     

连续在线滤袋式淤泥脱水技术

以太湖淤泥为研究对象,研究了絮凝剂和滤袋性质对淤泥脱水性能的影响,并进行了滤袋脱水中试研究。结果表明,淤泥的含水率为90％时,在PAM和PAC最佳添加量55mg／L和1000mg／L条件下,淤泥比阻从8．7×10^7S2／g降低到2．0×10^7S2／g,Zeta电位从-28．77mV变成-4．68mV,滤袋平均过滤速度提高了137．9％,脱水性能显著提升。不同含水率下的实验得出了淤泥的最佳絮凝剂添加曲线;特殊材料滤袋相比于普通材料滤袋,滤袋的脱水综合能力大幅度提升,平均过滤速度达到0．479m^3／（m^2·h）,淤泥回收率为98．7％,泥饼含水率为71．6％;中试实验表明,淤泥经过4h过滤后,淤泥的含水率降到较低的65％,最终回收率可达到98．6％,滤液中污染物浓度满足国家排放标准。与传统技术相比,本技术具有脱水周期短、成本低、操作简单、安全性强等优点。     

下进风内滤式袋式除尘器流场的模拟与优化

为优化袋式除尘器内部流场、提高除尘效率,以实验室规模的下进风内滤式袋式除尘器为原型,利用计算流体动力学(CFD)技术模拟其内流场并进行优化(将进口管改为渐扩型进口管、进口处增设多孔板、滤袋进口处增设3块导流挡板),再现颗粒相运动轨迹,采用均方根值法及流量分配系数法对流场均匀性校验。结果显示:优化后进口射流和灰斗处的涡流消失,内部流场均匀性得到改善,其均方根为0.095,颗粒相在滤袋中分布均匀。     

脉冲喷吹金属滤袋的压力分布影响因素分析

金属纤维滤袋可直接过滤高温烟气粉尘,解决高温烟气粉尘导致的环境、安全问题,对高温烟气的余热能源回收利用有非常重要的意义。目前,金属滤袋除尘器脉冲喷吹参数是依照传统纤维滤袋器设计的,存在着脉冲瞬时气流导致喷吹清灰失效问题。针对此问题,在脉冲喷吹实验平台上,通过改变喷吹压力、喷吹距离以及喷吹孔径,针对?130 mm×2 000 mm的金属滤袋,利用压力数据采集系统测试喷吹压力0.2～0.6 MPa、喷吹孔径6～14 mm、喷吹距离50～250 mm时,金属滤袋距顶部80、200、600、1 000、1 400和1 800 mm 6个部位的侧壁压力峰值,以探求针对金属滤袋的脉冲喷吹的合理参数。结果表明:2 m金属滤袋的最佳脉冲喷吹孔径为8 mm,最佳喷吹距离为200 mm,最佳喷吹压力为0.5 MPa;此条件下的P1(80 mm)、P2(200 mm)、P3(600 mm)、P4(1 000 mm)、P5(1 400 mm)、P6(1 800 mm)的侧壁压力峰值分别为1 000、1 686、839、746、749和2 005 Pa。金属滤袋的侧壁压力峰值大小排列呈下上中的规律。随着喷吹孔径的增大,最优喷吹距离有逐渐减小的趋势。金属滤袋的中、下部(距滤袋口600～1 400 mm)清灰将是未来金属滤袋清灰的重点关注部位。上述研究结果可为金属滤袋的推广发展提供参考。     

基于遗传算法的袋式除尘器脉冲喷吹清灰自适应模糊控制

针对当前主流的袋式除尘器定时、定压差脉冲喷吹清灰控制技术所表现的控制效果不理想、压缩空气消耗高以及无法自动调节清灰周期等问题,提出了一种基于控制规则可调的脉冲喷吹清灰自适应模糊控制方法。研发了一种脉冲喷吹清灰控制结构模型及自适应模糊控制器,将模糊控制规则按阻力偏差的大小分为4个等级并分别引入调整因子,以阻力偏差的时间误差绝对值积分(ITAE)作为目标函数,通过遗传寻优得到最优调整因子,进而得到能够根据不同工况条件自适应调节清灰周期的模糊控制规则。实验结果表明:相较于优化前的模糊控制器,该自适应模糊控制器超调量小、响应速度提升39.5%;与定时、定压差控制相比,自适应模糊控制能够维持过滤阻力的稳定性,分别节省耗气量34.0%、5.4%。在脉冲喷吹清灰控制系统中,该自适应模糊控制方法使控制效果得到较大提高。     

低能耗脉冲喷吹袋式除尘器的三维数值模拟及工程应用

以袋式除尘器装置为研究对象,考虑射流偏移,建立了脉冲喷吹清洁的三维CFD数值模型,并进行实验验证;对喷嘴与文丘里管优化设计,修改数值模型,研究了低能耗下的脉冲喷吹清灰效果;在将改进的喷嘴与文丘里管进行工程应用的过程中,研究了其对大气粉尘排放的影响。结果表明,建立的三维CFD模型展现出了高瞬态行为和可压缩效应,即在射流中表现出涡流环与冲击单元现象。与孔喷嘴相比,改进后的喷嘴设计对射流偏移进行了调整,并且使滤袋内脉冲压力增加了5.1%～13.3%,提升了清灰效果。对比喉部直径为85 mm的文丘里管,无文丘里管的设计使得射流不易进入滤袋中,导致滤袋内脉冲压力降低了41.4%～46.3%,引起清灰效果的下降;减小文丘里管喉部直径,可以减少回流,提升滤袋内脉冲压力,改善清灰效果。对比原始装置,安装了改进喷嘴与文丘里管的袋式除尘器能明显降低大气粉尘排放,以上研究结果可为脉冲喷吹清灰除尘器的优化设计提供参考。     

电解铝用滤袋缝合工艺对PM_(2.5)过滤效率的影响

针对常用涤纶滤料,分别采用不同道数的缝纫线缝合和在缝纫接口处的针孔上涂胶等不同的缝合工艺,实验测试并对比了涤纶滤料在不同的缝合工艺下的静态过滤效率,并讨论了滤袋缝合工艺对PM2.5过滤效率的影响。结果表明,清洁滤料在环境气溶胶中,缝纫线缝制道数越多,过滤效率就越低,每增加一道缝纫线过滤效率就降低1%~6%左右;采用胶合工艺将滤袋缝合处的针孔涂胶覆盖,对于粒径大于1μm以上的颗粒物的过滤效率有明显提高,最大提高值达7%;温度对胶合后的缝纫接口影响较小,过滤风速对过滤效率和过滤阻力影响较大。     

基于CFD的滤袋内侧磨损失效过程分析

针对某燃煤热电厂袋式除尘器滤袋破损和多次换袋检修失效现象,采用气固两相流数值模拟方法,对清灰气流含尘浓度过高导致滤袋破损失效的演变过程进行了分析,并结合现场调研和破损滤袋检测结果,明确了产生此类故障的原因.结果表明:喷吹总气量的22％为诱导气流,袋口上方的诱导气流速度接近7 m·s-1,上箱体内悬浮颗粒甚至袋口周边沉积...