扁式滤筒除尘器因占地面积小,除尘效率高,安装方式灵活等优势,在粉体收集领域具有广阔前景和巨大潜能。当前,在已有的扁式滤筒除尘器清灰过程研究中发现,采用传统脉冲喷吹清灰方式,扁式滤筒上下两端清灰不均,出现大面积清灰失效,除尘效率下降等问题,制约了扁式滤筒除尘器的发展。为提高扁式滤筒清灰均匀性,本文根据喷吹气流运动特性及压力分布规律,研制了不同型式的喷吹孔,系统研究了不同脉冲清灰射流流场结构对扁式滤筒除尘器清灰性能的影响,揭示了对称与非对称喷吹下扁式滤筒内部气流衰减规律和叠加效应,明确了不同脉冲清灰射流条件对扁式滤筒内部压力分布的作用机制,优化扁式滤筒的清灰性能。主要研究内容和结论如下: (1)提出了以脉冲清灰平面射流替代常规脉冲清灰圆射流的设计思想。研究发现:平面射流的流速沿程衰减速度小于圆射流,平面射流下自由滞点位于5 mm,圆射流下自由滞点位于35 mm,平面射流下扁式滤筒可完全置于气流的交汇叠加区,气流的均布性更好,更有利于扁式滤筒上部清灰。脉冲清灰平面射流在0。3 MPa的喷吹气流压力条件下,所有测点均大于306 Pa,满足基本清灰压力要求;在喷吹距离60 mm时,内壁压力峰值的相对标准偏差最大为413,清灰均匀性最差;在喷吹距离为20 mm时,平均压力峰值最大为901。2 Pa,即清灰强度最大,但仍存在扁式滤筒底部清灰能力不足的问题。 (2)为优化扁式滤筒底部流场,系统研究了条缝长宽比对扁式滤筒内部流场分布影响规律。结果表明:两缝喷吹孔(99mm×2mm)非正对喷吹孔压力峰值在任何条件下都无法达到最小清灰强度要求;在 0。2 MPa 喷吹气流压力下,三缝喷吹孔(66mm×2mm)平均压力峰值为1725Pa,测点最小压力峰值为1013Pa,该结果优于四缝喷吹孔(50mm×2mm)和五缝喷吹孔(40mm×2mm)。通过覆粉实验得到:三缝喷吹孔在200 g/m3的气固浓度下,过滤气流风速为1。0 m/min时,扁式滤筒除尘器的清灰性能最佳,解决了底部夹灰的问题,但同时发现了平面射流气流偏斜现象。通过纹影法测试结果显示:平面射流最大偏斜角度为30°,圆射流最大偏斜角度为5°。 (3)建立圆孔组喷吹孔实物模型,研究多组脉冲清灰圆射流流场分布规律。结果显示:孔径为5 mm的4组圆型喷吹孔,非正对喷吹孔下测点P4,P5的压力峰值在所设计的条件下都无法满足最小清灰强度要求;孔径为4 mm的7组圆型喷吹孔,在喷吹压力0。3 MPa条件下,当喷吹距离为40 mm时,扁式滤筒除尘器得到平均压力峰值最大为1274 Pa;当喷吹距离为100 mm时,扁式滤筒内部测点的相对标准偏差最小413,此时扁式滤筒除尘器的清灰均匀性最佳。多组脉冲清灰圆射流可有效改善喷吹气流偏斜性,优化喷吹气流在滤筒内部尤其是底部区域压力分布的均匀性,同时在清灰强度上优于脉冲清灰平面射流。 (4)为进一步优化脉冲清灰气流的均布性,建立均布式细孔脉冲清灰圆射流的实物模型。通过实验研究得到以下结论:均布式细孔脉冲清灰圆射流在喷吹瞬间,瞬态气流形成气幕进入到扁式滤筒,均布性极好。在0。1 MPa的喷吹气流压力下,各测点的压力峰值都满足基本清灰压力条件,清灰均匀性显著。最佳喷吹距离为10 mm~20 mm。在建立的喷吹诱导气流量理论模型中,验证了最佳喷吹距离下诱导流量最大,并且得到喷吹诱导距离与诱导流量成正比,与射流截面的平均速度成反比的结论。 (5)为了验证均布式细孔脉冲清灰圆射流模型的清灰效果,在工业覆粉实验中,收集具有吸湿性的磷酸铁锂细粉(D50=6。24μm)。研究结果表明:过滤气流风速是系统运行阻力的主要影响因子,气固浓度与喷吹气流压力次之。当过滤气流风速不大于0。6 m/s时,选择低压(0。1 MPa)喷吹即可实现除尘系统高效运行;当过滤气流风速为0。8 m/s时,如果气固浓度增大到200 g/m3,只提高喷吹气流压力到0。2 MPa,即可维持除尘系统稳定连续运行。 本文为喷吹孔开口方式提供了一系列的新方法,为扁式滤筒除尘器的高效率,低能耗运行提供了新途径,为扁式滤筒除尘器得以在环保产业大力推广奠定了基础。

公开了一种基于金属膜催化滤袋的高效尘硝一体化装置,包括入口烟道,壳体,灰斗,输灰系统和出气口;入口烟道设置在壳体的底部旁侧,且与壳体相连通;出气口设置在壳体顶部,且与壳体相连通;灰斗安装在壳体的底部,且与壳体相连通;输灰系统连通设置于灰斗底部的开口;壳体包括除尘脱硝一体化部件,花板和脉冲清灰器;所述除尘脱硝一体化部件为设置在所述壳体中的金属膜催化滤袋,所述金属膜催化滤袋内设置有催化剂夹层。该装置使用金属膜催化滤袋替代了复合陶瓷纤维滤筒和金属膜滤袋+SCR催化剂的传统尘硝一体式结构,具有工程造价低,运行阻力低,设备体积小,运行成本低和系统运行更加节能环保等明显优点。

国内环卫部门使用的扫路车普遍采用液体喷雾的方式来实现除尘、降尘功能。这种除尘方式存在很大的局限性,如在冬季严寒地区或水资源稀缺的北方地区,会严重影响扫路车的作业时间和除尘效率。针对传统液体喷雾方式的扫路车除尘系统的缺陷,本文设计了一套扫路车用干式除尘系统。该系统采用重力除尘与滤筒除尘相结合的作业方式,依据干式除尘系统的实际作业工况,在结构上进行了优化设计:在重力除尘箱中进风管上端增设挡板,在进风管两侧设置导流板,以降低出尘口气流速度,保证颗粒物最大限度的尘降;在滤筒除尘器前端增设诱导喷嘴及文氏管,提高对滤筒内壁的喷吹效果;增设脉冲气阀对滤筒进行循环喷吹清灰,降低樱桃视频在线看免费观看过滤阻力,保证滤筒的高效工作。本文采用CFD仿真分析方法对干式除尘系统的气流场进行仿真分析,得出气流场在特定边界条件下的压力分布云图、速度分布云图、速度流线云图等。通过这些云图评估除尘系统的各项性能参数,验证干式除尘系统中重力沉降箱及滤筒装置优化设计的合理性,通过仿真数据分析验证本文设计的干式除尘系统具有高除尘效率、低阻力的性能。通过对干式除尘系统进行实物试验,根据试验测试数据分析可知:改进后的除尘系统滤筒压力损失≤300Pa,除尘效率≥99%;满足扫路车全天候作业的要求,进一步验证了干式除尘系统结构优化设计及参数确认的可行性,解决了传统除尘系统使用时的诸多问题;具有重要的应用价值。

滤筒式除尘器因为其粉尘捕集效率高,运行阻力小,使用成本低,设备占地面积小等优点,在制药,食品加工,冶金等多种行业的除尘工艺中得到大规模的应用。滤筒清灰效果的好坏关系到整个除尘系统能否高效稳定的工作。作为目前过滤式除尘器应用最为常见的清灰方式,袋式除尘器的清灰研究较为常见,也被众多学者接受,而对滤筒的清灰研究主要借鉴的是对滤袋的研究,未考虑到由于滤筒和滤袋的材料结构不同而导致的差异,对滤筒的清灰研究稍显欠缺,因此对褶皱式结构滤筒的清灰过程及机理需要进行深入的研究。 本文建构了与实际产品更贴合的褶皱式结构滤筒模型,采用数值模拟技术,通过流固耦合方法对滤筒的清灰过程进行了模拟研究,探究了褶皱式结构滤筒的清灰机理,并由此引入拉瓦尔超音速喷嘴强化清灰效能,对拉瓦尔喷嘴的结构设计优化进行了深入研究,此外还对除尘器的喷吹系统进行了模拟研究,主要得出以下结论: ⑴采用数值模拟技术,通过流固耦合方法结合计算流体力学理论对褶皱式结构滤筒的滤筒清灰过程进行研究是可行的,通过对滤筒的流场,位移和加速度等进行模拟,对其清灰机理有了更深入的研究; ⑵滤筒除尘器因其外部的褶皱式结构,清灰机理与圆筒状的袋式除尘器有一定差异。滤袋清灰主要是受反向加速度的作用,褶皱式结构滤筒的清灰主要是受到侧壁压力峰值的影响作用,而因为褶皱式结构使滤筒具有较大刚性,清灰时侧壁面上产生的最大反向加速度仅约0。5g,不是造成粉尘脱落的主要原因;滤筒的褶皱数目和高度不同,侧壁压力峰值也不同,褶皱数越多,褶皱高度越大,侧壁压力峰值越小,清灰效果越差; ⑶在同样条件下使用拉瓦尔喷嘴可以极大地提升滤筒的清灰效果,各个位置侧壁压力峰值提高25%-35%左右;使用响应面法结合计算流体动力学,对用于脉冲喷吹的拉瓦尔喷嘴结构参数进行优化设计,优化后的拉瓦尔喷嘴清灰时压力峰值成倍增加;将拉瓦尔喷嘴应用于清灰时喉部直径是影响清灰效果的最关键因素; ⑷长滤筒在清灰时侧壁压力峰值由上到下先增大后减小,与滤袋流场具有相似性;滤筒直径越大,清灰效果越差;拉瓦尔喷嘴可以在更低的喷吹压力下达到与普通喷嘴同样的清灰效果,减少耗气量,同时可以有效解决长滤筒底部难以清灰的问题; ⑸脉冲喷吹系统的喷吹气流均匀性随喷嘴直径和个数的改变而变化,喷嘴直径增大,喷嘴个数增多,都会使喷吹均匀性变差;脉冲喷吹压力的变化则对系统喷吹均匀性的影响较小;使用拉瓦尔喷嘴的脉冲喷吹系统喷吹均匀性要优于普通喷嘴。

过滤式除尘器是粉尘收集最有效的方式之一,褶皱式滤筒除尘器因其滤筒阻力小,除尘效率高而被广泛应用于工业除尘,脉冲清灰方式是滤筒除尘器常用的一种高效清灰方式,但在脉冲清灰过程中普遍存在滤筒清灰不均匀的现象,主要表现为滤筒上部粉尘脱落情况不佳。脉冲清灰后滤筒上残留的粉尘可引起系统阻力增大,从而缩短脉冲清灰间隔,频繁的脉冲清灰则加速压缩空气的消耗,同时会降低滤筒的使用寿命。为了解决上述问题,改善滤筒的清灰均匀性,本文基于脉冲流场的演变规律,优化散射结构,并对采用该结构后的滤筒清灰性能进行实验测试,发现改善后的散射器具有分散脉冲清灰气流的作用,可增强滤筒除尘器的脉冲清灰均匀性,降低滤筒循环过滤的阻力,延长脉冲清灰间隔,减小压缩空气的消耗速度。主要的研究内容及结果如下: (1)利用数值模拟研究脉冲清灰流场,模拟了不同散射结构下的脉冲流场演变规律,从而对仿垂体散射器进行改进,改进后的仿垂体散射器能弱化脉冲清灰气流在散射器尾部的回流,增强脉冲清灰气流的利用率,最后对比了不同散射结构下的滤筒清灰压力。结果显示:在相同脉冲喷吹压力0。6MPa下,安装已有的仿垂体散射器较无散射器使滤筒最小清灰压力由494Pa增加至697Pa,而安装改进后的仿垂体散射器较无散射器能使滤筒最小清灰压力由494Pa增加至802Pa。 (2)利用数值模拟研究仿垂体散射器参数对滤筒脉冲清灰效果的影响,研究参数有仿垂体散射器的直径,安装位置以及喷吹距离,并利用综合压力和相对标准偏差确定安装仿垂体散射器的最佳参数。结果显示:最佳的参数是仿垂体散射器的直径为滤筒内径的0。5倍,安装位置为仿垂体散射器顶端距喷嘴100mm,喷吹距离为喷嘴距滤筒口300mm,在最佳喷吹参数下,相较于无散射器条件综合压力由895Pa增加至1174Pa,相对标准偏差由0。66变为0。3,侧壁压力峰值分布均匀性增强。 (3)将仿垂体散射器安装在滤筒除尘器上进行工业除尘实验。实验对比了仿垂体散射器和无散射器时,滤筒除尘器的过滤-清灰运行实验,实验过程中记录了清灰量,过滤时间以及滤筒阻力变化。实验表明在最佳喷吹参数下,采用仿垂体散射器脉冲清灰方式,由于清灰效果好,使脉冲间隔时间增长,单位时间脉冲耗气量0。112kg/h比无散射器时的脉冲耗气量0。131kg/h减小14。5%。仿垂体散射器用于滤筒清灰,可以提高脉冲气流的清灰效果,降低脉冲清灰耗气量。

扁式方框滤筒在增大过滤面积和节省占地空间等方面拥有众多优势,但受其复杂粘连结构影响,滤筒表面压力分布不均匀而导致的清灰困难问题阻碍了其应用和发展。目前国内外对该课题研究相对缺乏。为提升扁式方框滤筒表面压力分布均匀性,改善滤筒清灰性能,拓宽扁式方框滤筒在各领域的应用范围,本文设计了新型密集型喷吹孔,采用冷态脉冲喷吹实验,CFD数值模拟和动态工业覆粉实验对密集型喷吹孔的特性,与扁式方框滤筒的适配性,提升压力分布均匀性进行检验。 (1)通过CFD数值模拟实验和冷态脉冲喷吹实验比较传统圆型和密集型喷吹孔在相同喷吹参数下的侧壁压力峰值可以得到,传统圆型喷吹孔作用下,扁式方框滤筒正对和非正对喷吹孔区域的最大压力差高达1952 Pa,而密集型喷吹孔作用下的最大压力差为1092 Pa,证明密集型喷孔具有改善压力分布的效果;以相对标准方差(RSD)来衡量压力分布均匀性,密集型喷吹孔作用下,滤筒表面压力分布的均匀性有效提升了17。67%,证明此密集型喷吹孔对于改善扁式方框滤筒的清灰性能的确具有良好效果。 (2)优化设计出3种密集型喷吹孔,将总共4种喷吹孔进行整体比较,结合层次分析法计算各测点权重得到复合压力为Pζ=0。0225*P1+0。2444*P2+0。0664*P3+0。0468*P 4+0。4714*P5+0。1485*P6,以此综合选择最佳喷吹参数,实验得到,4种喷吹孔的复合压力均在600Pa以上,满足清灰要求。其中88×Ф2。4mm喷吹管在喷吹压力为0。2MPa,喷吹距离为20mm的条件下具有最佳的脉冲喷吹性能,最低RSD可达0。1625,压力均匀性得到显著提高。通过数据拟合得到喷吹孔孔数和复合压力之间的关系为:Pζ=0。2n2?21。59n+1322。02。 (3)动态工业覆粉实验中,扁式方框滤筒的清灰性能受到喷吹压力,过滤风速和气固浓度的显著影响。当喷吹压力从0。1MPa增大到0。2MPa后,系统阻力在40min后大幅上升,而粉尘残余量的变化量仅在0。04kg。这说明即使在低压喷吹的条件下,密集型喷吹孔与扁式方框滤筒组合的除尘器系统仍然能够发挥高效的清灰性能;系统运行阻力会随着过滤风速的增大而剧烈增加,粉尘残余量也会明显增多,最大的粉尘残余量增幅高达27。2%,不大于1kg且低于加料量的5%,1。0m/min的过滤风速作用下,最大的系统运行阻力在320Pa,对滤筒清灰性能影响明显;气固浓度对系统运行阻力差和粉尘残余量的影响不显著,即0。6-1。0m/min,100-200g/m3范围的工业条件下,扁式方框滤筒均能保持长期稳定运行。