進(jìn)氣位置對(duì)陶瓷過濾器影響的試驗(yàn)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(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，都需對(duì)這些高溫含塵氣體進(jìn)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(xì)顆粒凝聚現(xiàn)象大為降低，所以對(duì)微粒的分離有較高難度。另外，高溫時(shí)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(yùn)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(xiàng)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(dá)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(rèn)為是最具發(fā)展?jié)摿Φ某龎m設(shè)備。

　　近年來，國內(nèi)外對(duì)陶瓷過濾器的除塵效果進(jìn)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(yùn)行.因此很有必要對(duì)氣流沿過濾元件軸向的分布進(jìn)行深入的研究。本文在一小型陶瓷過濾器過濾試驗(yàn)裝置上，首次進(jìn)氣位置對(duì)氣流分布和粉塵層結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行試驗(yàn)分析，為陶瓷過濾器的優(yōu)化設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供依據(jù)。

　2、試驗(yàn)原理

　　陶瓷過濾器的除塵機(jī)理，實(shí)際上就是捕集物(陶瓷顆粒)對(duì)粉塵的捕集分離機(jī)理回。氣體經(jīng)進(jìn)氣管進(jìn)入陶瓷過濾器，經(jīng)過濾元件外表面徑向進(jìn)入過濾元件內(nèi)部，實(shí)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(shí)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(zhǔn)壓降?；鶞?zhǔn)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(shí)都處于積塵狀態(tài)，其狀態(tài)是隨過濾時(shí)間變化的。對(duì)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(duì)于清潔過濾元件，其運(yùn)行過程中阻力的大小為：

　3、試驗(yàn)裝置

　　試驗(yàn)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(yàn)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(gè)試驗(yàn)裝置如圖1所示。

　4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

　　4.1純氣流時(shí)在不同進(jìn)氣位置下沿過濾元件軸向的變化

　　為了對(duì)氣流沿過濾元件軸向的分布一全面的認(rèn)識(shí)，采用純氣流對(duì)三種不同的進(jìn)氣位置進(jìn)行清潔過濾試驗(yàn)，其初阻力沿過濾元件軸向的分布如圖2?？梢钥闯觯M(jìn)氣位置對(duì)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(jìn)氣方式下，過濾元件的初阻力均隨進(jìn)氣流量的增大而增大，過濾元件各個(gè)測點(diǎn)處的初阻力大小分布依次為：測點(diǎn)600 mm、測點(diǎn)100 mm、測點(diǎn)350 mm;在不同進(jìn)氣位置和相同進(jìn)氣流量下，阻力從大到小依次為：中部進(jìn)氣，上部進(jìn)氣，下部進(jìn)氣;其中測點(diǎn)10 mm和測點(diǎn)600 mm處的初阻力很接近，這說明進(jìn)氣位置對(duì)過濾元件兩端的速度和壓力分布較小。中部進(jìn)氣時(shí)初阻力沿過濾元件軸向分布較上部進(jìn)氣和下部進(jìn)氣時(shí)分布均勻