颗粒层过滤除尘的实验研究及分析

通过建立固定床颗粒层过滤实验装置,利用量纲分析建立了颗粒层过滤效率及压力损失的无量纲数群的关系表达式,并采用四水平正交表安排多因素实验,以石英砂为过滤介质,在常温下进行粉尘过滤效率和压力损失实验测试.对试验数据进行多元非线性回归分析,得出过滤效率和压力损失与表观过滤速度、过滤层厚度、过滤颗粒平均粒径、粉尘浓度和过滤时间的回归关系表达式.实验结果表明:颗粒层过滤器过滤性能对粉尘粒径具有明显选择性.     

移动床颗粒层除尘器除尘效率研究

在分析颗粒层的过滤机理和影响移动床颗粒层除尘器除尘效率因素的基础上,用多因子正交法在实验室上初步研究了过滤气速,颗粒的尺寸和种类,颗粒层厚度和颗粒层中的尘含量等因素对除尘效率的影响。并在工业装置上进行了试验验证。实验证明,适宜的过滤气速为０．２ｍ／ｓ,床内颗粒直径取１－２ｍｍ较好,床层厚度应等于或略大于１５０ｍｍ。     

颗粒层过滤技术国内外研究现状及进展

主要对颗粒层过滤除尘的过滤机理以及国内外移动床颗粒过滤器的高温除尘技术情况进行了综述,介绍了颗粒层过滤效率和系统压力降的计算方法,并对今后颗粒层过滤技术的发展提出了一些建议.     

颗粒层除尘器冷态压力损失的研究

本文采用了工业颗粒层除尘器最常用的石英砂滤料进行了固定床压损冷态实验,实验与理论研究结果表明压损与过滤风速呈线性关系,并且服从达西定律,由实验数据得出石英砂滤料的压损系数ξ=1190,线性相关系数r=0.973.所得出的冷态压损计算公式可用于颗粒层厚度设计,同时也为确定过滤风速和反洗清灰动力提供了依据.     

颗粒层除尘器过滤状态压力损失的研究

根据Ｍｅｈｔｅｒ等人提出的过滤状态下颗粒层除尘顺压力梯度比表达式，建立了压力损失数学模型，该模型表明过滤状态下的压力损失与初始压力损失，粉尘在颗粒层中的沉积率和积灰量有关。收石英砂颗粒层的压力损失的实验结果，确定了粉尘沉积率计算公式，最终得出了过滤状态下颗粒层压力损失随过滤时间和粉尘在颗粒层中积灰量的变化规律，从而为合理地选择过滤风速和确定清灰制度提供了依据。     

表面覆膜多层复合纤维滤料过滤性能的数值研究

根据Matlab软件和数值计算前处理软件Gambit中的Journal文件建立了多层复合纤维滤料模型,利用计算流体动力学(CFD)技术对沿气流方向具有不同纤维填充密度及直径分布的滤料内部的气-固两相流动特性进行了数值研究,计算了不同运行条件下滤料的压力损失及过滤效率,并将数值计算值和经典模型及实验关联式的计算值进行了比较.结果表明,压力损失的数值计算预测值和实验关联式计算值吻合较好,误差在2%以内.随着迎面风速的增加,压力损失呈线性增加.相对于填充密度,纤维直径对压力损失和过滤效率的影响更显著.不同结构滤料过滤效率的数值计算结果和理论模型的计算值变化趋势基本一致.不同迎面风速下,过滤效率都是先减小后增大,对于颗粒直径dp≤0.05μm的颗粒,随着风速的增大,过滤效率减小;对于dp≥0.5μm的颗粒,过滤效率变化趋势正好相反.迎面风速不同,过滤效率最低点出现的位置也不同.对于小颗粒,风速越小,扩散作用起主导作用;而对于大颗粒,风速越大,惯性作用越明显.过滤效率最低点出现在扩散作用逐渐弱化,惯性作用刚刚开始加强的区域.多层复合滤料在结构上采用纤维直径逐层加大的梯次结构时,能够获得较高的过滤效率.而在多层复合滤料表面覆膜后过滤效率平均增加约13%.     

沸腾颗粒层除尘器内应用预荷电技术的试验研究

颗粒层除尘器收尘效率一般可达 96 %以上 ,但在过滤微细尘粒时 ,其净化效率较低。为了提高沸腾颗粒层除尘器对微细尘粒的净化效率 ,在沸腾颗粒层除尘器内施加一外电场 ,使气流中的尘粒在进入过滤层前进行预荷电 ,可促进尘粒凝聚及颗粒层的过滤作用     

纤维束滤床直接过滤动力学模型

应用单位床单元概念和圆柱池多孔介质模型,推导得到上向流纤维束滤床初始过滤系数表达式,其中收集效率由操作参数构成的无量纲数群关联得到,并据此探讨了悬浮颗粒的去除机理.假设过滤系数是滤床比表面积和空隙流速的函数,推得过滤系数的半经验公式,进而得到了过滤动力学模型.模型中的参数被赋予了明确的物理意义,且能反映操作条件对动力学行为的影响.在不同尺寸悬浮颗粒和不同表观滤速下进行了过滤实验.模型预测值与实验结果比较表明,二者具有一致性.     

矿山粉尘的湿式纤维层过滤阻力类比研究

为提高矿山粉尘收集效率,对除尘器湿式过滤层纤维丝过滤阻力进行理论分析,建立粉尘粒子通过除尘器湿式纤维丝时的阻力理论模型,自行设计了湿式纤维层过滤实验模拟系统,模拟矿山粉尘特点进行了实验研究,对理论模型参数进行了无量纲修正,进一步完善粉尘湿式过滤的阻力理论公式.实验表明,该理论在实际应用中具有较高的准确性.经修正后的理论曲线不仅与实验曲线的趋势保持一致,同时数值上也基本吻合,具有良好的代表性.     

活性炭颗粒对超细颗粒物的过滤性能

UFPs(超细颗粒物)对人体危害较大且难以脱除,但活性炭颗粒床利用多孔结构可以提高其过滤效率. 为探究试验条件对UFPs过滤效率的影响以及活性炭孔隙结构和UFPs过滤效率之间的关系,以实验室发生UFPs为研究对象,活性炭为过滤介质,对活性炭颗粒粒径、滤层厚度以及表观风速等条件对过滤UFPs的影响进行了研究,并通过对比过滤前后活性炭的孔径分布,分析活性炭多孔性与UFPs的关系. 结果表明:当活性炭颗粒平均粒径由2.50 mm减至0.45 mm、滤层厚度由20 mm增至100 mm、表观过滤风速由4.25 cm/s降至0.84 cm/s时,总过滤效率分别由41.87%、49.39%、68.24%升至86.27%、89.29%、83.04%;但从活性炭的单颗粒过滤效率和过滤质量角度来看,在活性炭颗粒粒径大、滤层厚度小、表观过滤风速低的条件下,更有利于单个活性炭颗粒的过滤作用的发挥;当UFPs粒径小于14.3 nm时,UFPs发生“热反弹”效应,并且主要过滤机理是扩散效应,但随着UFPs粒径增大,拦截和惯性碰撞对过滤效率的作用增强;活性炭500 nm以下的孔隙结构对脱除UFPs起着重要作用. 研究显示,选择含有更多500 nm以下孔隙的多孔材料更有利于过滤UFPs.      

纤维层表面非稳态过滤研究

根据纤维层表面过滤的“尘滤尘”现象 ,应用颗粒过滤理论建立了纤维层表面非稳态过滤效率的数学模型。对比研究表明该模型能较深刻地揭示了非稳态过滤过程随过滤时间的变化规律 ,从而对深化纤维过滤器的净化机理的认识、提高过滤效率、延长滤料使用寿命、加强清灰管理等方面有理论及应用意义     

不同厚度颗粒床的过滤特性研究

在能源生产等众多领域中,常常会产生大量有害气溶胶,为保护环境和人员健康,对这些气溶胶的过滤去除成为必须解决的重要技术问题。为了达到预定的过滤目标,满足工程防护的要求,文章在实验的基础上研究了不同厚度颗粒床对气溶胶过滤的影响。实验数据和理论计算结果均表明,随着过滤床厚度的增加,气溶胶粒子穿透率成指数规律减小,而过滤床单个颗粒的收集效率与介质厚度无关。过滤介质粒径越小,穿透率越低。     

双滤膜法测定国产1#滤膜的过滤效率

双滤膜法求取过滤效率，在只有一台低本底α、β测量系统情况下，依次轮流测量第一、二层样品的α、β每三分钟计数，并求得衰变常数－０．０１９９、０．０２０１对第二层各值进行修正并由其计算得滤膜的过滤效率为８７％左右。     

基于Voronoi-Random算法微观结构褶型过滤介质过滤性能

在利用数值模拟研究褶型纤维过滤介质过滤性能时,为了克服层状结构纤维层与层之间不连贯及孔状结构纤维规整分布的不足,本文基于Voronoi-Random算法建立了褶型纤维过滤介质模型,并通过加密或减少纤维数量改变其固体体积分数(SVF).采用“Caught on first touch”和“Hamker”两种碰撞模型对褶型纤维过滤介质的气-固两相流动进行数值模拟.结果表明:压力损失和过滤效率数值计算值与经验关联式计算值吻合较好,误差在15%之内;将采用两种碰撞模型得到的过滤效率与经验关联式计算值进行比较,得出采用“Hamker”碰撞模型得到的过滤效率符合实际;在过滤介质上的沉积颗粒并不完全是纤维捕集,大多数颗粒是由形成的树枝状结构捕集;压降和单位面积沉积量随过滤时间的增长呈现指数增长趋势.     

油烟过滤-洗涤净化效率的研究

在基本假设的基础上,建立起了油烟过滤-洗涤复合式净化效率的理论模型,推导出了净化效率的理论公式。在此基础上,通过模拟试验对其进行了必要的相似修正,最后获得了一个可以应用于实际的半理论半经验公式。该公式对于油烟过滤洗涤净化过程的参数优化和净化器设计具有实际意义。     

紊流状态下高梯度磁净化除尘效率研究

根据粉尘颗粒层表面过滤的"尘滤尘"现象,分析了高梯度磁净化除尘过程,建立了轴向饱和堆集模型,推导出紊流状态下粉尘的分级除尘效率计算式,在一定程度上反映了影响除尘效率的一些因素,对其进行试验研究具有一定的理论指导意义.     

新型还原氧化石墨烯过滤材料与驻极体材料的性能对比

针对疫情防控常态化背景下,探究一种具有多功能性的还原氧化石墨烯复合过滤材料。对还原氧化石墨烯(rGO)复合功能性过滤材料与常用驻极体过滤材料(PTFE)进行过滤特性、抗菌等性能对比实验分析,结果表明：在首次实验时,rGO滤料的过滤效率与滤速的变化呈正相关,PTFE滤料的过滤效率的趋势相反,且过滤效率整体上优于rGO滤料。但后续实验中在0.25 m/s滤速下,rGO滤料对PM_2.5的过滤效率比PTFE滤料高3.6百分点,但rGO滤料的过滤阻力约为PTFE滤料的2倍。当过滤风速为0.05 m/s时,相比于PTFE滤料,rGO滤料容尘量约为其7倍。此外发现由于rGO具有包裹与纳米刀作用,使得rGO滤料同时兼有一定抗菌抑菌性。该成果为后疫情时代中空气净化器的选择以及rGO滤料性能的提高提供参考依据,也为后续的复合滤料研究与应用提供了新思路。     

亚微米气溶胶高效过滤装置的设计

针对亚微米气溶胶颗粒进入大气中危害环境及人类的健康的问题,设计了一种移动式亚微米气溶胶高效过滤装置,采用最易穿透粒径法(MPPS)测试了装置的过滤效率,结果表明:该装置具有较高的过滤效率,在0.1~0.25μm粒径范围内,装置的过滤效率在99.999%以上,该设备可用于亚微米气溶胶颗粒的过滤净化。     

双层滤料颗粒床高温除尘技术及其在冶金炉窑中的应用

双层滤料颗粒床高温除尘技术采用粗细两层滤料,集粗精两级过滤于一体,解决了颗粒床过滤效率低的问题。小试和工业试验表明:除尘效率>99.99%,床层压降<1600Pa,耐高温,运行可靠,投资、维护和运行费用低,是目前最可靠实用的高温除尘技术,可广泛应用于能源、冶金、化工、材料、焚烧等炉窑的烟气除尘,有显著的节能减排、节水节资效益,应用前景广阔。     

砂,纤维球,纤维球-砂过滤效果的比较

通过过滤实验从过滤周期、水头损失及比沉积量三个方面对砂、纤维球和纤维球-砂滤床的过滤效果进行了比较.实验结果证实了纤维球-砂滤料的优越性。