用于袋式除尘器的拉瓦尔型喷嘴脉冲清灰性能分析

为了改善袋式除尘器脉冲清灰性能,基于航空航天等领域拉瓦尔喷管技术,设计了适用于脉冲喷吹袋式除尘器的新型喷嘴——拉瓦尔型喷嘴,运用CFD仿真技术结合实验研究,分析喷吹压力和喉部直径对喷嘴清灰性能的影响,并与相同孔径常规喷嘴对滤袋的响应和清灰效率进行对比分析。结果表明:采用拉瓦尔型喷嘴进行清灰时,滤袋侧壁正压力峰值是常规喷嘴的1. 29倍;拉瓦尔型喷嘴对长袋的清灰效果更为明显,一次喷吹清灰效率可达96%,证明该拉瓦尔型喷嘴在袋式除尘领域具有较好的应用前景。     

袋式除尘器喷吹过程气流行为的三维数值模拟

脉冲喷吹清灰是袋式除尘器常用的清灰方式之一,更好地了解喷吹过程中清洁气流的气流量在滤袋间的分布及射流的行为特征对提高袋式除尘器的工作效率至关重要。该研究通过瞬态三维CFD数值模拟的方式分别对使用高压和低压脉冲喷吹系统的袋式除尘器的喷吹过程进行分析。结果表明,清洁气流的气流量在滤袋间的分布并不均匀,进入中部几个滤袋的气流量占比较高,且其中较大部分为二次气流;尽管高压系统中喷嘴出口处射流的质量流量较高,但进入滤袋中的气流量在2个系统中的分布情况相似;受主要气流压力波的影响,喷嘴出口处的射流均存在偏移,偏移程度沿吹扫管逐渐减小,且高压系统中的偏移程度均小于低压系统,这表明喷嘴位置与喷吹压力会对射流产生影响。     

气箱式脉冲袋式除尘器清灰技术

为了深入认识气箱式脉冲袋式除尘器的清灰机理,按可压缩气体绝热状态和等温状态分别计算了脉冲质量流量和气箱中气体压力、密度的变化,进一步推导出穿过滤袋的清灰气流速度方程和清灰剥离力方程.按照在袋式除尘器实验模型上所测定的粉尘剥离率与清灰剥离力之间的特性关系,确定了已知条件下的粉尘剥离率.若预先确定要求达到的粉尘剥离率,可以通过清灰气流速度方程和剥离力方程确定脉冲清灰系统的几何参数、脉冲喷吹压力、脉冲喷吹时间和分室内的过滤面积(或滤袋直径、滤袋长度和滤袋数量等).该理论和实验研究内容为气箱式脉冲袋式除尘器脉冲清灰系统设计计算提供了理论依据.     

气箱式脉冲喷吹袋式除尘器清灰系统主要技术参数的确定

为了揭示气箱式脉冲袋式除尘器的清灰机理,应用压缩气体流动能量方程,推导出滤袋表面的反向清灰风速教学表达式;根据袋式除尘器实验模型测定的数据,得出了剥离力与粉尘剥离率之问的关系式,并在此基础上提出了清灰系统设计方法;应用气体射流理论得到了脉冲喷吹质量流量、喷吹口直径、空压机供气压力和供气量的计算公式.结果表明,在粉尘负荷一定的条件下,给定预期的剥离率,可以得到所必需的反向清灰风速和喷吹气体流量,据此可以确定清灰系统的主要技术参数.     

低压脉冲长袋袋式除尘器清灰模拟

为考察下进风外滤式低压脉冲长袋除尘器清灰效果,对单条滤袋进行数值模拟。研究袋长(6,8,10 m)、喷吹压力(200,300,400,500 k Pa)、喷吹时间(60,100,150 ms)对清灰的影响。结果表明:喷吹初期袋内气流速度迅速增大,喷吹结束又急剧减小;袋长8 m的布袋袋底峰值压力大于袋长10 m,但小于袋长6 m的;壁面峰值压力随喷吹压力增大而增大;除喷吹时间40 ms时的壁面峰值压力偏小外,喷吹时间60,100,150 ms时,峰值压力曲线基本吻合。因此,袋长8 m,喷吹压力200 k Pa,喷吹时间100 ms为最佳喷吹清灰参数,可为其正常运行提供参考。     

文丘里对脉冲滤筒除尘系统清灰影响的实验研究

借助自制脉冲喷吹实验台,在不同喷吹压力和喷吹间距下,分别采用两种喷吹形式(Ф13 mm单喷吹孔与Ф13 mm单喷吹孔+滤筒外置文丘里)对Ф325 mm×660 mm滤筒进行脉冲喷吹清灰实验研究,通过压力峰值和压力上升速率对其最佳组合参数的结果进行对比分析。结果显示:加装文丘里后在0.6 MPa高压下,上、中、下三测点的压力峰值分别提高了63%、72%、39.5%,压力上升速率提高了16.83%、55.15%、-10.92%,即加装文丘里后可以明显提高滤筒上部和中部的清灰强度;进一步解释了文丘里可以延缓气体出流,积聚气流在滤筒内的作用时间。实验证明了加装文丘里能有效改善滤筒清灰效果。     

袋式除尘器发展中的新技术

本文详细论述了国内外袋式除尘器在滤袋框架、滤料、滤袋缝制、辅助清灰等方面正在发展中的多种新技术；除此之外，还对烟气调质技术，检漏技术、步进定位喷吹技术作了较详细的介绍。最后提出了袋式除尘器使用中急待开发的技术。     

大灰斗脉冲喷吹袋式除尘器技术特点优势和展望

大灰斗脉冲喷吹袋式除尘器是新型除尘设备。阐述了其大灰斗、长滤袋、在线清灰及脉冲清灰装置等技术特点,介绍了其节能、节约占地、作业率高、运行管理费和成本低等技术优势,并对其发展的展望。     

袋式除尘器在线清灰流场分布的研究

采用流体动力学CFD软件Fluent,通过调节滤袋渗透率和粉尘厚度模拟清灰前后表面粉尘负荷的差异性,对袋式除尘器在线清灰条件下的流场进行数值模拟分析,给出不同清灰条件下花板平面气流速度分布图,得出滤袋清灰前由于表面粉尘负荷的影响,气流分布比较均匀;清灰时,被清灰滤袋透气性的增强,过滤风速明显提高,其瞬间气流冲击是造成滤袋破损的主要原因。将模拟结果与实际工程运行情况进行对比,分析了其可靠性,为袋式除尘器的改进和设计提供了理论参考。     

诱导喷嘴改进滤筒脉冲清灰效果的实验研究

改善清灰效果是提高滤筒除尘效率的关键和难点问题。运用自制脉冲喷吹实验台,采用诱导喷嘴(超音速引流喷嘴和气流散射器)对325 mm×660 mm滤筒进行脉冲喷吹清灰实验研究,并与采用普通喷吹孔的实验结果进行比较分析,得出采用诱导喷嘴时侧壁正压力峰值平均值是普通喷吹孔的1.465倍;且采用诱导喷嘴时各测点的不均衡系数为0.768～1.336,普通喷口为0.270～2.251,而不均衡系数越接近于1,其清灰效果越好;同时,采用诱导喷嘴时各测点基本在同一时刻达到正峰值。实验充分表明采用诱导喷嘴确保了滤筒长度方向上内壁清灰压力的均匀性,且对滤筒清灰效果有明显的改善作用。     

适宜燃气生产的逆流清洁装置设计与试验

为了减少生物质热解燃气中焦油含量,设计了一种适宜燃气生产过程净化脱焦的逆流清洁装置。该清洁装置与气化机组进行选型匹配和参数优化,确定喷嘴口径和水压后再进行性能测试试验。试验表明:该清洁装置能较好的去除生物质热解燃气中的焦油和灰尘,除焦效率大于70%;在入口焦油和灰尘平均含量为539.92 mg/m3时,采用清洁管52的平均除焦效率为80%;在其他条件相同的情况下,燃气清洁管采用管径较小的52管比62管的除焦效率高。该研究为生物质热解燃气的净化提供了一种新的手段和技术参考。     

基于虚拟撞击原理的固定源PM10/PM2.5采样器的研制

目前我国尚无固定源PM2.5采样标准方法,现有商业化的固定源PM2.5采样器在使用中存在明显不足,因此本研究开发了一种固定源PM10/PM2.5双级虚拟撞击采样器.经实验室标定,该采样器切割效率曲线优于国际标准ISO 7708:1995对采样器的规定,采样器横截面直径为74 mm,满足我国固定源采样口尺寸要求.采样器既可以安装滤膜,也可以安装滤筒,适用于不同浓度的烟尘采样.虚拟撞击器的切割点与次流所占比值呈负相关,比值减小时,切割点增大.为降低颗粒物损失,虚拟撞击器喷嘴距收口的距离至少应为喷嘴直径的1.5~2倍.     

袋式除尘器用滤布粉尘层剥离性能实验研究

通过对袋式除尘器用滤布反吹风清灰效果以及惯性力甩脱清灰效果的研究,实验表明,反吹风清灰时,在一定反吹风速下,滤布上粉尘负荷越大,清灰效果越好;在一定粉尘负荷下,粉尘剥离率随反吹风风速的增加而提高,当反吹风速增加到0.07 m/s时,剥离率趋于平缓;惯性力清灰时,在一定转速下,粉尘剥离率随粉尘负荷的增加而提高;在一定粉尘负荷下,粉尘剥离率随着惯性力的增加而提高,当惯性力达到200 Pa时,剥离率基本稳定;剥离力与剥离率具有良好的相关性,符合准=F/(a+bF)形式。研究结果有助于深化袋式除尘器清灰机理的认识,同时为袋式除尘器清灰方式和运行参数的选取提供科学依据。     

布袋除尘器在焦炉装煤除尘中的应用

焦炉装煤烟气中含有焦油等成分,为防止黏结与堵塞,传统上一般采用湿式除尘系统。随着滤料技术、预喷涂技术和防爆技术的发展,使布袋除尘器代替湿式除尘器成为可能。通过对干式布袋除尘器及其系统和湿式双文氏管除尘器及其系统在装备、运行成本和实际使用状况进行比较,结果显示:干式布袋除尘系统在节能方面具有极大的优势,是焦炉装煤除尘的发展方向。     

袋式除尘滤料清洗再生实验

随着袋式除尘器在工业上的广泛应用,大量废旧滤袋的处理成为亟需解决的环境问题。实验探究了袋式过滤材料清洗复用的方法,研究了AMES (α-磺基脂肪酸甲酯钠)清洗剂浓度、清洗时间以及清洗温度对滤料清洗效果及使用性能的影响,以降低袋式除尘运行成本,实现循环经济。结果表明:在40℃的清洗温度下,将废旧聚苯硫醚滤料放入质量浓度为2.5%的AMES溶液中,采用自主设计的滚动清洗机清洗20 min,再联合超声波清洗机清洗10 min时,滤料的清洁度可达95.82%,滤料对0.3,0.5,1.0,2.5,5.0,10.0μm的过滤效率分别提升至81.09%、86.33%、94.86%、98.58%、99.28%、99.31%,透气度达8.182 m3/(m2·min),实现了良好的清洗效果,且清洗工艺对滤料的力学性能无明显影响。     

基于孔板和文丘里管复合结构空化器的空化效果数值模拟

基于计算软件Fluent,选用在低压区引入空化模型中的混合多相流模型,针对孔板和文丘里管复合空化发生器中孔板在文丘里管喉部前部、中间、后部3种结构对水力空化效果的影响进行了数值模拟计算,获得了汽含率、湍动能以及流线速度矢量分布图等数据。结果表明:文丘里管喉部夹载孔板后空化效果显著提高,而且在文丘里管后部流域中发生了二次空化;空化现象大部分发生在孔板小孔和文丘里管后部,且最高汽含率区域发生在孔板末端区域;多孔孔板置于文丘里管喉部后部时空化效果更加明显。     

回转反吹袋式除尘器袋内的反吹流场

为了描述反吹风条件下回转反吹袋式除尘器袋内气流的流动规律,应用不可压缩粘性气体流动能量方程,对反吹风时形成的袋内气流流场进行了理论分析,得到了袋内气流轴向风速和径向反吹风速的计算公式.通过对直径为100mm、长6000mm的滤袋模型实际轴向风速的测定,表明实测结果与理论计算值吻合较好.根据对袋内径向反吹风速分布的分析,提出较好保证径向反吹风速均匀分布的临界滤袋长径比值,为合理确定滤袋尺寸提供了依据.     

袋式除尘器喷吹管设计参数对喷吹气量影响的计算分析

针对袋式除尘器的脉冲喷吹气流量不均匀性问题,利用CFD数值模拟建立含有结构参数、运行参数的脉冲袋式除尘器的喷吹气流分布模型,通过正交试验法研究了喷吹压力P、喷口个数N、喷口口径D、喷嘴管长H、脉冲时间T和喷口间距L对脉冲喷吹气流量不均匀性σ的影响程度,并拟合得到了各参数与σ的关系式。在设计压力条件下修正喷口管径,获得较好的气流量分布;对修正后的均匀喷吹管,得到在不同喷吹压力下其气流量不均匀性的变化情况。     

袋式除尘器节能降耗途径的探讨

阐述袋式除尘器的阻力组成,从除尘器结构,过滤速度及清灰制度三个方面分析了降低阻力的途径。