進氣位置對陶瓷過濾器影響的試驗研究

　1、引言

　　在化工、石油、冶金、電力及其他行業(yè)中，常產(chǎn)生高溫含塵氣體。由于不同工藝需要或回收能量或達到環(huán)保排放標準，都需對這些高溫含塵氣體進行除塵。在高溫條件下，由于粘滯力有較大變化，濕度大幅下降，細顆粒凝聚現(xiàn)象大為降低，所以對微粒的分離有較高難度。另外，高溫時采用的設(shè)備材質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式以及熱膨脹等問題往往影響設(shè)備的正常運行。因此，高溫條件下氣固分離技術(shù)在工程中屬于有較高難度且亟需開發(fā)的課題，是國內(nèi)外一項高新技術(shù)。

　　陶瓷過濾器為高性能阻擋式過濾器之一，除塵效率可達到99.9% 以上，凈化后含塵氣體中的塵粒濃度小于5 mg/Nm3，最大塵粒直徑小于5 m，被認為是最具發(fā)展?jié)摿Φ某龎m設(shè)備。

　　近年來，國內(nèi)外對陶瓷過濾器的除塵效果進行了許多研究，但還存在許多技術(shù)問題有待于解決，其中之一為含塵氣體沿過濾元件軸向的分布。氣流分布均勻的好壞程度直接影響著陶瓷過濾器的長周期穩(wěn)定運行.因此很有必要對氣流沿過濾元件軸向的分布進行深入的研究。本文在一小型陶瓷過濾器過濾試驗裝置上，首次進氣位置對氣流分布和粉塵層結(jié)構(gòu)的影響進行試驗分析，為陶瓷過濾器的優(yōu)化設(shè)計和運行提供依據(jù)。

　2、試驗原理

　　陶瓷過濾器的除塵機理，實際上就是捕集物(陶瓷顆粒)對粉塵的捕集分離機理回。氣體經(jīng)進氣管進入陶瓷過濾器，經(jīng)過濾元件外表面徑向進入過濾元件內(nèi)部，實現(xiàn)過濾。過濾元件的總阻力是指穿過清潔過濾元件、殘余粉塵層和暫時粉塵層的壓降總和。由反吹清洗后殘余粉塵層和清潔過濾元件引起的壓降稱為基準壓降。基準壓降主要由粉塵層與過濾元件表面的結(jié)合力以及殘余粉塵層的滲透率共同確定。過濾元件正常過濾時都處于積塵狀態(tài)，其狀態(tài)是隨過濾時間變化的。對于陶瓷過濾元件，過濾元件上殘留一定量的粉塵是保證高效過濾必不可少的條件，濾料借助殘留粉塵來提高捕集效率。

　　對于清潔過濾元件，其運行過程中阻力的大小為：

　3、試驗裝置

　　試驗用粉塵為眾位徑為24 m的325目滑石粉。陶瓷過濾器過濾除塵試驗裝置由過濾容器、過濾系統(tǒng)，反吹系統(tǒng)，給料系統(tǒng)、數(shù)據(jù)測試和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)成。過濾容器的直徑為200 mm、高1 900 mm。過濾元件直徑為100 mm，壁厚20 mm，長700 mm，空隙率為0.4，整個試驗裝置如圖1所示。

　4、實驗結(jié)果與討論

　　4.1純氣流時在不同進氣位置下沿過濾元件軸向的變化

　　為了對氣流沿過濾元件軸向的分布一全面的認識，采用純氣流對三種不同的進氣位置進行清潔過濾試驗，其初阻力沿過濾元件軸向的分布如圖2?？梢钥闯?，進氣位置對過濾速度和壓力沿過濾元件軸向的分布有著較大的影響。

　　在三種不同的進氣方式下，過濾元件的初阻力均隨進氣流量的增大而增大，過濾元件各個測點處的初阻力大小分布依次為：測點600 mm、測點100 mm、測點350 mm;在不同進氣位置和相同進氣流量下，阻力從大到小依次為：中部進氣，上部進氣，下部進氣;其中測點10 mm和測點600 mm處的初阻力很接近，這說明進氣位置對過濾元件兩端的速度和壓力分布較小。中部進氣時初阻力沿過濾元件軸向分布較上部進氣和下部進氣時分布均勻