随着国家对各行各业废气排放的要求日益严格以及社会各界环保意识的提升,众多中小型企业也开始积极寻求高效的废气处理方法。在这样的时代背景下,滤筒除尘器凭借有效过滤面积大,压差低,体积小,使用寿命长等特点,已成为工业除尘器发展的新方向。对于滤筒除尘器而言,内部流场的分布对设备的除尘效率及使用寿命有着重要的影响。目前使用的滤筒除尘器主要采用下进风方式,进风口位于中箱体和灰斗过渡位置。众多学者在对下进风式滤筒除尘器的研究中发现,下进风式滤筒除尘器箱体内部流场分布不均问题较为突出,虽然提出了各种不同的方法来干预流场的分布,使得流场分布均匀性有了较大提升,但是,不同滤筒之间处理气量的差异依然严重。针对该问题,本论文提出一种新型的上进风式滤筒除尘器,同时采用数值模拟的方法分析上进风式滤筒除尘器内部流场分布状况,并与下进风式的滤筒除尘器做了对比,分析结果发现,上进风式滤筒除尘器在控制二次扬尘,减轻气流对滤筒的冲刷作用以及各个滤筒气流分布均匀性方面均优于下进风式滤筒除尘器。在分析上进风式滤筒除尘器时发现,由于箱体结构的原因使得靠近中箱体四个边角的滤筒处理气量明显高于其他滤筒,而且,方形的箱体结构在安装滤筒时箱体空间利用率较低;为了改变这种状况,进而改用圆形箱体结构,同时对圆形箱体结构的滤筒除尘器进行了流场分析,结果表明,圆形箱体结构的滤筒除尘器相比于方形箱体结构的滤筒除尘器箱体空间利用率更高,同时流场分布也更加均匀。最后,在确定了圆形箱体结构的上进风式滤筒除尘器相比于方形箱体结构的下进风式滤筒除尘器有了较大的进步后,进一步探究了除尘器进风口大小,导流板的布置以及散射装置的合理选择与布置对滤筒除尘器流场分布均匀性的影响,寻找更优的方案以使得流场分布更为均匀。

目前,干式高效除尘器多为各类袋式除尘器和静电除尘器,收尘效率高,全面效率达99。5%,广泛应用于各种工业领域,取得了良好的效果。但二者均有其固有的缺点。袋式除尘器设备阻力较大,能量消耗较多,对处理含湿量较大的气体有一定的困难,粉尘粘袋难以清灰。此外,布袋寿命短,半年到一年时间即需更换,工作量大,维护费用高,普通静电除尘器钢材消

针对各类工业生产活动中出现的点源粉尘污染问题,亟需灵活且高效的除尘设备对此类工业场所进行粉尘治理。大口径的褶皱式滤筒具有过滤面积大,占地面积小等优点,可满足此类设备的需求,但其复杂的褶皱结构会导致滤筒的脉冲清灰效率降低,有效过滤面积缩减,影响除尘器的。。。

脉冲喷吹除尘器作为主流的工业除尘净化设备,已被广泛应用于冶金,电厂,隧道,矿山,烟草,制药等领域。在除尘器运行中,为了维持过滤阶段高效稳定阻留粉尘以保证除尘器的运行效率,清灰阶段往往采用脉冲喷吹方式清除滤料上积聚的粉尘颗粒。脉冲喷吹参数的不同会引起脉冲气流流场发生变化,进而影响过滤元件的壁面压力分布状态以及最终的清灰效果。现有脉冲喷吹清灰研究大多通过实验或模拟的方法对过滤元件壁面压力分布进行分析并采用壁面压力峰值,压力峰值平均值,压力分布均匀性,清灰量,残余压降等单一指标来评判清灰效果。本文针对不同脉冲喷吹条件下壁面压力分布形成规律以及采用单一指标评判出现非同向时抉择标准不统一的问题进行研究,首先构建了管式喷嘴脉冲喷吹流场及壁面压力计算方法并进行了实验验证;其次进行了不同喷嘴型式下脉冲清灰时滤筒壁面压力分布的实验对比,提出了清灰效果综合评判方法;最后进行了过滤-清灰连续运行工业应用测试,验证了综合评判方法的可靠性。主要研究内容和结果如下:(1)以圆断面射流理论为基础,模拟研究了脉冲喷吹流场的动态特性。建立三种不同尺寸的管式喷嘴脉冲清灰物理模型,模拟不同喷吹压力下脉冲喷吹流场动态变化规律,发现不同尺寸的管式喷嘴脉冲喷吹流场具有相似性,喷嘴处的气流速度与喷吹压力成正比。当气流充分扩散膨胀后存在一个压力较为稳定的阶段,该阶段为清灰主要作用阶段,并根据其流动规律划分为激波震荡衰减段,前端受限射流段,顶部受限射流段,中部受限射流段,底部受限射流段五个阶段,其中前两段位于喷吹距离内,分别占喷吹距离的57。2%和42。8%,后三段位于过滤元件内部,分别占过滤元件长度的33。2%,42。9%和23。9%。(2)结合过滤元件渗透特性,提出了管式喷嘴脉冲喷吹时壁面压力计算方法。在脉冲流场分段的基础上,结合圆断面射流公式并考虑过滤元件的影响,拟合了过滤元件内中心轴线速度,横截面平均速度等无量纲公式。将过滤元件壁面单位渗透量和达西定律相结合,拟合了过滤元件各点壁面压力理论计算公式,理论计算值与数值模拟结果的最大误差不大于9%,搭建实验台进行实验验证,公式计算值与实验结果最大误差不大于20%。(3)搭建壁面压力动态测定平台,实验测试并对比分析了不同工况下采用管式喷嘴和加装上部开口散射器喷嘴时滤筒的壁面压力分布规律。结果发现:相比管式喷嘴,加装上部开口散射器喷嘴后,滤筒上测点壁面压力增大,下测点压力下降,均匀性明显提高;相比两种喷嘴型式的最优工况,在0。3 MPa～0。6 MPa的喷吹压力中,上测点壁面压力的提高范围为1。15倍～1。70倍,下测点壁面压力的下降范围为43。42%～46。43%,均匀系数的范围从0。73～0。94降低到0。15～0。45,这更有利于改善上部清灰失效和下部过度清灰的现象。同时发现使用管式喷嘴时存在最佳的喷吹距离,且并非所有工况都适合加装上部开口散射器。(4)针对单一评判方法在出现指标非同向时无法准确反映清灰效果的问题,建立了以综合压力为指标的清灰效果综合评判方法。结合熵值法理论,基于壁面压力的最小值对清灰影响最重要的原则确定各点壁面压力权重并以综合压力作为清灰综合评判指标,同时对管式喷嘴和加装上部开口散射器时的滤筒壁面压力分布结果进行评判分析。结果发现:当喷吹距离小于150 mm时,可通过在管式喷嘴下方加装上部开口散射器来提高综合压力;当喷吹距离大于150 mm时,上部开口散射器安装高度应大于90mm,否则加装上部开口散射器后反而会降低综合压力;将该评判指标应用于环形缝隙喷嘴,滤筒内加装椎体结构的研究中,结果发现其评判结果与文献研究结果一致。(5)搭建可视化附粉清灰工业应用平台,验证综合压力作为清灰效果评判指标的可靠性。采用高速相机,压差计等监测过滤-清灰连续运行特性并进行清灰动态特性分析。结果发现:实验条件下,清灰量与残余压降成指数关系;采用管式喷嘴清灰时,滤筒下部由于壁面压力过大导致粉尘在脱落过程中伴有严重的飞溅扩散现象;采用加装上部开口散射器喷嘴清灰时,粉尘沿滤筒长度方向整体剥离,且呈絮状下滑,无粉尘飞溅现象;当喷吹距离为200 mm,上部开口散射器安装高度为120 mm时过滤-清灰连续运行8次的清灰总量达到11010 g,为所有实验工况测试结果中清灰量的最大值,这与综合压力评判结果一致;脉冲喷吹时存在最佳的喷吹距离和散射器安装高度。

国产除尘滤材是将聚酯纤维热轧成型,再涂敷高分子发泡制成。滤材硬挺,耐压,抗撕裂,内部结构稳定,粉尘过滤精度高,实现表面过滤,易清灰再生,使用寿命长,耐水,酸,碱,可广泛用于各工业领域的气体净化和粉尘处理。 大连新船重工集团把国产除尘滤材制成的滤筒配置到厂内原有的除尘系统中,通过1年多的使用,获得非常满意的除尘效果。从而证明国产滤料性能已达到国际先进水平。