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袋式除 尘器的运行过程及过滤浓度

2019-06-15 11:50:21

由于除 尘器进出口方式,滤袋排列方式,过滤风速的不同,致使除 尘空间的浓度场分布不同。一般袋 式除尘器对过滤浓度不是特别敏感,但如果 除尘器长期在过高的浓度状态下运行也会严重影响滤袋的使用寿命。除尘器 的入口浓度是除尘器滤袋过滤的较低浓度,一般除 尘器的过滤浓度都在进口浓度的数倍以上。因而对 除尘器浓度的研究对保护滤袋有十分现实的意义。袋式除 尘器除尘空间内含尘气流运动是复杂的三维运动,颗粒物受重力、对流、扩散的 影响作用下被过滤或向灰斗沉积。

随着新 型特殊滤料的出现以及布袋除尘器技术不断改进,袋式除 尘器广泛的应用于燃煤电厂、冶金、垃圾焚烧、水泥等各个领域,并取得很好的效果。实际应用中,部分袋 式除尘器运行过程中滤袋长期处于高浓度状态,致使除尘器清灰频繁,这样大 大的减少的滤袋的使用寿命。除尘器清灰时,吸附在 滤袋表面的粉尘受反吹或脉冲喷吹气流的作用,大部分 从滤袋表面脱落,之后在对流、重力和 扩散作用下向灰斗沉积或被重新过滤。粒径较小的粉尘,受上升气流的作用,被重新卷吸,致使除 尘器滤袋的过滤浓度很高。

随着时间变化,除尘空 间的平均浓度逐渐减少,粒子都 重新吸附到滤袋的表面。从袋口到袋口下0.3m呈线形y=1200x增加,之后增长率放缓,微硅粉浓度在袋口下0.3-0.5m达到较大浓度359g/m3,而飞灰 缓慢增加到袋口下1.8m也达到较大浓度,之后都维持高位不变,之后过 滤浓度呈线性下降,一直降降到进口浓度12g/m3。随着时间的变化,从袋底往上,浓度逐 渐恢复到进口浓度,之后平 均浓度一直降低。

清灰后6s时除尘 空间的微硅粉和飞灰浓度场分布情况,可以看 出微硅粉在整个除尘空间的浓度都高于飞灰,它们基 本悬浮在袋口下0.5-2.5m的除尘空间中,计算其 平均浓度分别为151g/m3,129g/m3,其吸附率分别为58%,64%,可见细 粒子先被随气流悬浮在 滤袋上部而被过滤,而粗粒 子沉积到滤袋的中下部被过滤。我们设 计除尘器的时候重点关注袋口下0.5-3.0m(滤袋长度5%-50%)的部位,这个部 位的过滤浓度较高。

对袋式 除尘器滤袋空间的物理原型的简化,建立数学模型,以及确 定其初始条件和边界条件,可以用 此模型来研究袋式除尘器除尘空间的浓度分布。

(1)粒径分 布直接影响到除尘空间浓度的分布,较细的 颗粒物基本悬浮在袋口下0.5~2.5m的除尘空间中,细粒子 先被随气流向上运动,悬浮在 滤袋上部而被过滤,而粗粒 子沉积到滤袋的中下部被过滤。我们设 计除尘器的时候重点关注袋口下0.5~3.0m(滤袋长度5%~50%)的部位,这个部 位的过滤浓度较高。

(2)滤袋透 气性的好坏也影响除尘空间浓度的分布,粒子基 本都集中在袋口下3.0m内,上部透气性好,可以减 少除尘空间的平均浓度。

(3)随着上升速度的增大,粒子悬 浮的空间离袋口越近,其平均浓度也越低(重新被 过滤的粒子也越大)。当上升速度为2.67m/s(过滤速度0.5m/min)颗粒物 主要悬浮在袋口下0.3~0.7的除尘空间,当上升速度为0.67m/s(过滤速度0.5m/min),其主要集中在袋口下0.3~4.0m,平均浓度为257g/m3。要使粒子快速沉积,可以减少上升速度,减少到接近为零,甚至为负值。

(4)使用离线清灰时,对于燃 煤电厂飞灰沉降50%(大颗粒沉降后)时,其离线时间为66s。

各个仓 室滤袋的处理气流量的较大不均匀系数依次为端进风、侧进风、侧下进风方式,即端进 风方式的除尘器的部分滤袋的负荷差异性较大。就整体而言,各排滤 袋处理气量均匀性相当,但端进 风方式除尘器相对均匀,且端进 风方式除尘器后面的仓室E处理气 量的均匀性比前面的仓室A要更均匀。

滤袋正 面迎风面的速度分布很不均匀,滤袋表 面的速度呈两端大中间小,分析其 原因为气流进过喇叭口后,气流大 部分沿着喇叭口方向流向滤袋区的上部和下部,在花板处形成贴壁流,导致上 部的速度普遍大于滤袋区中部的速度,下部的 速度大是由于滤袋下部空间流道比较大,相对于 滤袋区阻力较小,气流往 阻力小的地方流动,导致迎 面滤袋的正面迎面速度也比较大。纵观滤 袋区其它部位的滤袋迎面风速呈现出滤袋上部普遍大于滤袋的中下部,特别是袋口到袋口下1.0m(8.0%~15.0%滤袋长度的地方),其速度比较大,大概为2.5m/s,分析其 原因为气流在上升过程中遇到花板,动压转化为静压,这样在 袋口处静压比下部的静压大,相对过 滤速度也比较大。


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