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。     

双极电袋复合除尘器的增效减阻效应

为提高现有电袋复合除尘器的除尘效率,降低压力损失,改进清灰效果,设计出一种线管式双极电袋复合除尘器,并对其增效减阻作用和单极电袋复合除尘器进行了对比研究。在硅微粉中位径1.74μm、过滤风速3 m·min~(-1)、入口粉尘浓度2 500 mg·m~(-3)的实验条件下,双极电袋复合除尘器比单极电袋复合除尘器的粉尘透过率、压力损失分别降低25%、27%以上。为分析双极荷电粉尘的静电凝并增效作用,测定了滤料表面沉积粉尘层的粒度分布,发现单极荷电和双极荷电沉积尘的中位径分别为1.83μm和1.92μm,表明双极荷电粉尘具有较好的静电凝并作用,所形成的较粗团聚颗粒物不易透过滤料,使除尘效率提高。为阐明双极荷电粉尘的减阻作用,采用自然堆积法测出双极荷电粉尘的堆积密度小于单极荷电粉尘,证明粉尘双极荷电后会在滤料表面形成较蓬松的粉尘层,这将有助于降低压力损失、提高清灰效果。     

荷电水雾除尘器捕尘效率的实验研究

实验分析了影响荷电水雾除尘器除尘效率的主要因素,在此基础上提出了一种新的除尘效率数学模型,该模型明确地表达了过滤风速、喷雾量以及雾滴荷质比对除尘效率的贡献情况。对实验结果及数学模型的分析表明,对于带有振弦栅的荷电水雾除尘系统,喷雾量对除尘效率的影响比过滤风速及荷质比更为显著,新除尘效率模型的提出对指导生产具有重要意义。实验中同时确定了荷电水雾除尘器最佳操作参数,在粉尘入口浓度为412 mg/m3的情况下,当过滤风速为16 m/s,喷雾量为12×10-3 m3/min,雾滴荷质为3.5×10-4 c/kg时,除尘效率可达99.5%。     

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。     

粉尘双极荷电对滤料电荷累积抑制作用

为解决单极性电袋复合除尘器因滤料电荷积累导致清灰难和反电晕烧袋问题,将线管式双极荷电器引用到电袋复合除尘技术中。基于电晕电流最大化方法进行荷电器的电极结构优化实验。当电晕极采用RS芒刺线、管电极采用不锈钢管时,荷电器的较优极配为管电极直径25 mm、管间距120 mm、电晕线到管电极的异极距80 mm。在荷电器和导电纤维滤料组装成的静电增强纤维过滤装置上,分别进行粉尘单极荷电和非对称双极荷电情况下滤料电荷积累量的对比实验。实验粉尘采用中位径3.5μm硅微粉。在过滤风速为0.17 m·s~(-1)、平均电场强度2.5~3.0 kV·cm~(-1)的实验条件下,当气流含尘浓度为700 mg·m~(-3)时,双极荷电粉尘在滤料上累积电荷产生的电流值比单极荷电粉尘滤料上累积电荷产生的电流值低约25%,表明双极荷电对滤袋电荷积累有明显的抑制作用。     

新型干式微孔过滤除尘器的实验研究

采用陶瓷质微孔管代替传统的纤维滤料,研制开发出一种新型干式微孔过滤除尘器.介绍了该除尘器组成、特点、结构和陶瓷微孔管过滤原理.实验发现,在入口粉尘浓度范围1 000～3 000 mg/m<'3>,过滤速度1.0～1.5 m/min时,该过滤除尘器具有较高的除尘效率,在实验最大过滤速度2.02 m/min条件下,压力损失为926 Pa,能耗较小.与传统的袋式除尘器相比,该除尘器具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、使用寿命长和除尘效率高等优点.     

新型低气阻高效除尘器的研究与应用

为了提高除尘器对细颗粒物的捕捉效率,制备了一种由蜂窝陶瓷、聚酰胺材质扭线刷和缚尘剂组成的除尘模块。其中填充了聚酰胺扭线刷的蜂窝陶瓷为除尘模块的主体,该主体独有的结构将拦截尘粒的滤料纤维分布在与气流方向垂直的平面上,有利于含尘气体的捕捉。缚尘剂为除尘模块的增强因子,它可以在除尘模块表面形成液膜,用来抑制除尘时的二次扬尘,提高除尘效率。通过对涂覆有缚尘剂的除尘模块的除尘效率的研究表明,含尘气体通过除尘模块,对粒径2μm的颗粒除尘效率最高可达到97.08%,表明了除尘模块去除细颗粒物的潜力;另外,在实验中设定的条件下,系统的压降保持在85 Pa以下。总体而言,该除尘模块在保持较低压降的同时对细颗粒物有较高的去除效率,有应用在工业除尘的潜力。     

电磁浮动床除尘装置的设计与实验研究

针对所设计的电磁浮动床除尘装置,为了掌握该装置的运行规律以及除尘效果,以铁磁颗粒为床料,通过实验分析了铁磁颗粒质量对床层高度的影响,以及风量和磁场强度等因素对床层高度和压强降的影响,并对风量和磁场强度与除尘效率的关系进行了研究,确定最佳运行条件:进口含尘气体浓度为20 g·m-3,磁场强度为300 Gs,风量为110 m3·h-1,除尘效率高达99.34%,为电磁浮动床用于高温除尘工艺奠定了基础。     

电袋复合除尘器阻力特性研究

利用电袋复合除尘器试验平台,探讨了清洁滤料过滤阻力特性、电场与过滤风速对过滤阻力的影响及本体阻力与测试风量的关系。结果表明:清洁滤料过滤阻力与过滤风速成线性关系,滤料阻力系数为5.39×10~7 m~(-1);无电场作用下,过滤阻力增长率为2.31Pa/min;而65kV电场作用下,过滤阻力增长率仅为0.63Pa/min,主要因为在电场作用下,颗粒层渗透率增大,且荷电粉尘在滤料表面排列疏松,空隙较多,过滤阻力增加慢,可以有效延长喷吹时间,减少喷吹过程对滤袋的冲刷;过滤阻力增长率随过滤风速的增加而增加,过滤风速由0.65m/min增加到0.97m/min,过滤阻力增长率由0.13Pa/min增加到0.63Pa/min;电袋复合除尘器本体阻力(ΔP,Pa)和测试风量(Q,m~3/s)的拟合方程为ΔP=72.15Q~2+25.07Q。     

直筒式旋风脉冲静电除尘器性能研究

实验研究了电压、入口粉尘浓度和入口风速对直筒式旋风脉冲静电除尘器除尘效率的影响,测定了在不同入口风速下除尘器的分级效率.结果表明,脉冲供电能显著提高除尘器的除尘效率和分级效率,在脉冲电压为80 kV、入口粉尘质量浓度为5.0 g/m3N、入口风速为7～10 m/s时,除尘效率在99%以上,并在实验的基础上分析了脉冲供电下除尘器的除尘机理.     

湿式金属网过滤除尘性能的研究

通过对湿式金属网过滤除尘机理的分析和实验研究，设计了两种湿式金属网层的组合，其除尘效率可达９９％，并得出除尘效率与阻力、网孔大小、层数、喷水量、过滤风速的系列关系，为设计和应用这种除尘器提供了可靠的参数。     

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。     

不同后整理工艺方法对袋式除尘器滤料过滤性能的影响

选取6种不同后整理方法处理的涤纶针刺滤料,通过实验研究探索不同后整理方法对袋式除尘器滤料过滤性能的影响关系。结果表明:过滤效率方面,在1 m/min过滤风速下,6种滤料对粒径≥0.26μm的颗粒物的分级过滤效率分别为轧光滤料≥47.74%、烧毛-轧光滤料≥54.82%、PTFE涂层滤料≥65.14%、PTFE浸渍≥61.86%、覆膜滤料≥97.54%、抗静电滤料≥49.09%,PTFE覆膜、涂层、浸渍后整理方法对滤料过滤效率的提高有显著作用;过滤阻力方面,PTFE覆膜、浸渍滤料的过滤阻力远大于其他4种滤料,PTFE覆膜、浸渍后整理方法可大幅增大滤料过滤阻力,而其他4种后整理方法对滤料过滤阻力的影响差距不大;过滤品质因数方面,品质因数Q值由大到小为:PTFE涂层滤料抗静电滤料烧毛-轧光滤料轧光滤料覆膜滤料PTFE浸渍滤料,综合滤料的过滤效率和阻力因素,涂层后整理方法可使滤料具有低阻高效的性能特征。     

粉尘预荷电与荷高压导电多孔陶瓷管耦合的除尘新技术研究

研究了粉尘预荷电与荷高压导电多孔陶瓷管耦合的除尘新技术。该技术首先通过设置直流负电晕(-20kV)的预荷电器对粉尘进行荷电,再使含尘气体穿过荷载高压负电(-5 000V)的导电多孔陶瓷管的管壁而进行过滤除尘。结果表明,该技术降低了导电多孔陶瓷管除尘过程的气体压降。在相同除尘时间(60min)内比较,该技术的粉饼压降(787Pa)仅为无荷电条件下粉饼压降(4 300Pa)的0.183倍;在相同粉饼质量(1 000g)的情况下比较,该技术的粉饼压降仅为无荷电条件下40 min粉饼压降(2 747Pa)的0.286倍。这很可能是因为粉尘荷电导致的颗粒间斥力使粉饼更加疏松,而且导电多孔陶瓷管荷载与粉尘相同的电荷,两者结合松散,减小了过滤过程中的气体压降。该技术有望显著降低工业多孔陶瓷管除尘过程的气体压降,并延长其再生周期。     

新型错位板对静电除尘器流场影响的数值模拟

为降低现有除尘器的改造成本,提高微细粉尘的收集效率,在现有除尘器的基础上,对阳极板排布方式进行调整,设计错位排布方式,最大化地利用原有除尘器的资源,以最小的改造成本,达到较满意的除尘效果.利用目前应用广泛的FLUENT仿真软件进行数值模拟,观察分析了其电势分布和气流分布.数值模拟结果表明:当主流风速小于0.5 m·s-...     

纤维种类对纤维束过滤器除尘性能的影响

为了探究聚丙烯腈纤维、玻璃纤维和聚丙烯纤维3种纤维对纤维束过滤器除尘性能的影响,以路面扬尘为研究对象,在入口颗粒物浓度0.58 g·m~(-3)、风速1.0 m·s~(-1)、流量63.62 m~3·h~(-1)、纤维填充率0.67%的条件下,研究不同过滤单元材质(聚丙烯腈纤维、玻璃纤维和聚丙烯纤维)除尘效率和压降的变化情况。结果表明,3种材质中聚丙烯腈纤维束除尘性能最好,除尘效率为70%～80%,其除尘效率比聚丙烯纤维束整体高20%。通过过滤介质表面电荷密度测定发现,在实验过程中,3种纤维表面都存在电荷,且聚丙烯腈纤维电荷密度玻璃纤维电荷密度聚丙烯纤维电荷密度。通过SEM检测发现,粉尘颗粒以静电吸附和纤维间填充2种方式赋存于过滤器内部,这表明纤维束过滤器除尘机理为静电作用和机械拦截作用的联合。     

基于抽气循环的双层滤料颗粒床高温除尘器数值模拟

为解决双层滤料颗粒床高温除尘器床层粉尘进入率过高的问题,在沉降室底部,采用抽气循环抽出部分气体再引入除尘器入口进行循环以降低床层粉尘进入率。运用Fluent软件中的离散相模型(DPM)对除尘器的气固两相流场进行数值模拟。结果表明:抽气循环可以显著降低床层粉尘进入率,当循环率为1/7时,床层粉尘整体进入率从无循环的20.73%降低到5.13%,特别是第6床层粉尘进入率从10.21%降低到2.35%。因此,抽气循环可以有效降低床层粉尘进入率。     

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。     

基于ASMM模型对不同袋长袋式除尘器气固两相流的模拟

为了提高袋式除尘器内部流场的均匀性,延长滤袋的使用寿命以及降低能耗,以某环保公司下进风袋式除尘器为几何模型,采用简化的欧拉模型-代数滑移混合模型(algebraic slip mixture model,ASMM)模拟了3种袋长分别为6、8和10 m的袋式除尘器处理粒径为1、2.5、5、10和20μm颗粒时其内的气固两相流动。对比分析了不同袋长除尘器内速度云图、颗粒相体积份额以及压力损失等,结果表明:随着滤袋长度的增加,除尘器内部流场的均匀性提高;袋式除尘器对5种不同粒径颗粒都具有一定的去除能力,滤袋长度为8 m时受到的二次扬尘影响较小;滤料及粉尘层厚度为2 mm时,袋式除尘器的压力损失随着滤袋长度的增加而增加,颗粒粒径对除尘器压力损失的影响较小;通过对比袋长为8 m时除尘器模拟压降与实验结果,验证了模拟结果的可靠性。因此,除尘器的最优袋长为8 m,模拟结果为袋式除尘器的设计和优化提供了理论依据。     

新型颗粒层过滤性能的宏观数学模型

根据固定床颗粒层内气流含尘浓度的连续方程、颗粒层过滤规律和新型颗粒层的过滤特点,建立了固定床颗粒层过滤过程和新型颗粒层过滤性能的宏观数学模型;根据颗粒层的过滤机理和实际灰尘颗粒粒径的分布状态,在实验的基础上,修正了过滤速度对颗粒层过滤效率的影响;根据实验结果对过滤效率方程式、床层压降方程式中的特征参数进行了回归,得到了具体过滤介质的颗粒层宏观过滤数学模型。模型表明新型颗粒层过滤过程是一个不随过滤时间变化的准稳态过程,只与过滤介质特性和循环清灰周期有关,模型计算值能准确地反映颗粒层的过滤性能。