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可压缩性颗粒层过滤实验研究
作者:管理员    发布于:2016-01-22 14:07:14    文字:【】【】【

  1刖S随着燃烧源可吸入颗粒物排放标准的进一步提高,各种先进的技术被提出以大限度地提篼除尘效率。布袋和布袋与静电结合是受到为关注的除尘技术。已有学者通过颗粒链结构的形成和颗粒链与滤料纤维的相似性来对布袋除尘表面颗粒层进行理论描述,采用Darcy定理或者其修正方程来研究其压降的变化,并假设颗粒层空隙率空间上是均一的或时间上是不变化的。而实际上,Schmidt用固化颗粒层并辅助电子显微镜W,Farber采用X射线都证明了颗粒层的结构不管是从时间还是空间上分布都是不均一的。随着过滤的进行,这种不均一性将会导致压降的“跳跃”。这种跳跃将会引起系统的波动。这些研究工作特别是在有预荷电条件下还未得到关注。

  本研究旨在通过实验方法对飞灰颗粒在不同浓度不同过滤速度和不同带电方式的压降的“跳跃”

  进行研究,对布袋与静电结合研究提供基础依据。

  2实验材料与方法2.1实验材料和实验装置实验采用上海格润亚纳米材料公司提供的某电;真密度(测试仪器Accu-Pycl330)为2.61g/cm3,比电阻1.6x109n.cm.实验用滤料为上海某厂提供的膨体聚四氟乙烯(PTFE)微孔过滤膜,其性质如。

  为实验装置图,实验采用颗粒发生器(Palas-ModelRBG2000),它属于刷式颗粒发散器,能充分发散0.1100的颗粒。实验在发生器中串联一个质量流量计,稳定并控制气体流量。产生的颗粒进入中和器进行静电中和,使其荷电分布接近于玻尔兹曼分布。实验采用线管式静电除尘器进行预荷电,放电极为内径0.3mm,长50mm的铜丝,集基金项目:国家“973”计划资助项目(No.工程热物理学报26卷1.高效过滤器2.压缩机3.储气罐4.颗粒发生器5.质量流量计6.中和器7.湿度调节和气流充分扩散段8.温湿变送器9.高压直流静电发生器10.线管式静电除尘器(ESP)11.法拉第桶12.数字电荷仪13.激光位移传感器14.电磁阀15.差压变送器16.低压静电撞击器17脉冲电磁阀预荷电表面过滤实验装置尘极为内径60mm,长50mm的铜片。电晕电压设定在68kV/cm.经过ESP的气流或未被ESP预处理的气流进入滤料过滤,滤料采用平面过滤形式,过滤面积28cm2.滤料两边的过滤压差由差压变送器测得。湿度由温湿变送器测得。

  2.2实验方法实验前,使用温湿度计测量未产生颗粒的空白气体的稳定湿度,实验相对湿度控制在1214.相同的气流条件下启动颗粒发生器,产生自然摩擦生电的气溶胶(不经过中和器中和),然后经过ESP(工作和不工作时两种状态)。采用差压变送器测量滤料两边的压差,至接近7000Pa结束实验。ESP电压保持在2024kV,电流保持在6080.由于很难实时获得滤料表面颗粒层质量,实验采用时间平均的办法获得121.在ESP工作时,认为其具有稳定的除尘效率。

  3实验结果为不同过滤速度,相同的颗粒浓度下(1.4g/Nm3)过滤压降随沉积颗粒质量的变化图。由图可以看出,小于4600Pa三种速度下压降都呈直线长,符合与沉积颗粒质量成正比的关系。随着压力的增加,压降开始出现跳跃,说明在此之后,颗粒层开始出现塌,并且随着过滤速度的减少,坍塌的次数有所增加。由Thomas的模型颗粒层由颗粒链相互缠绕形成。按这种理论,缠绕的颗粒链将使颗粒层空隙率不均一。当压力增加到一定程度,一些颗粒链将发生断裂,然后出现坍塌。

  是不同过滤速度ESP工作与不工作时压降与滤料表面积灰的关系,分别为ESP工作(A,B)和不工作(C,D)的压降变化图。对比A,C和B,D,我们发现,前者压降变化的曲线和后者有着明显的不同,突然的“跳跃”少了(A在6000Pa以后出现过一次),其更大的特点是直线较快上升后出现了一段颗粒戾质量/g/cmz ESP处理后过滤压降与颗粒沉积质量关系图黄斌等:可压缩性颗粒层过滤实验研究5期未作用时比较有了较大变化。这很有可能是由于颗粒荷电状况的变化,改变了颗粒链与颗粒之间的作用力,从而影响了整个颗粒层结构的力学性质。

  4结论和进一步工作(1)通过对电厂飞灰中PM2.5部分颗粒进行过滤压降实验。实验显示,在滤料前没有经过ESP的颗粒形成的颗粒层,在实验流速范围内,其在4600 Pa以后开始进入“压降跳跃期”,这个时候颗粒层可能开始出现坍塌。但经过ESP预处理后,颗粒层“跳动”明显减少,取而代之的是线性快速长和平台期的交错出现,这可能是ESP预处理改变了滤料上颗粒层结构。

  (2)为了进一步证实文中因颗粒层结构不同,产生不同的压缩方式,从而形成不同的压降跳变现象的推断,下一步工作将使用CCD激光测微仪获得颗粒层高度变化与压降变化之间的关系。

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