脉冲袋式除尘器过滤风速的确定

将表1的数据进行曲线拟合分析,可得到如下结果:

由此可见,长袋低压脉冲袋式除尘器的过滤风速与烟粉尘的粒径的对数成正比关系。同时,我们在实验室模拟时发现当粒子粒径小于1um时,脉冲除尘器过滤风速不能大于0.6m/min,这表明净化粒径小于1um的粉尘,用脉冲清灰除尘器和反吹清灰除尘器过滤风速基本一样(反吹清灰除尘器过滤风速一般为0.45m/min),但反吹清灰除尘器的造价比相同过滤面积的脉冲除尘器要小得多,因此在净化粒径小于1um的粒子时,宜采用反吹清灰除尘器,这样既能保证除尘的效果,又能节约投资。

2过滤风速与温度、浓度和粒径的综合关系

从理论上分析,过滤风速与温度之间的关系应该不密切,只不过净化微细粉尘(粒径<1um)时,温度越高,粒子布朗扩散越强,过滤风速宜取较小值,可使效率高一些。关于废气中烟粉浓度对过滤风速的影响,相对说来就要大一些:一般说来,废气中烟粉尘浓度越高,过滤风速就应小一些,这样才能减少清灰次数,维持烟粉尘稳定排放。

如果浓度较高,过滤风速也较大,不仅会发生粒子穿透,而且布袋上的粉尘层很快增厚,阻力迅速增大,相应地清灰频率也就增加,脉冲布袋除尘器,因清灰力度较大,虽然不会破坏初层粉尘,但清灰后,总有一段时间,除尘效率会下降(有时甚至会低于98%),如果清灰次数越多,那么这种现象也就越多,进而影响除尘器的总效率,这对于排放要求很严格的行业(如排放浓度要求小于30mg/Nm3),是不容易达到要求的。

因此,需将过滤风速取小一些,从而减少清灰次数,保持除尘器在高效率下正常运转。

过滤风速到底和废气温度、烟粉尘浓度有何具体关系,我们可从实验上加以研究,表2是作者为各行业设计的除尘器的工作参数表(仅选取了除尘效率在9919%以上的设备或出口排放浓度小于30mg/Nm3的设备)。

从表2的数据可粗略看出,烟尘粒径越小,过滤风速就越小;从图2和图3的关系曲线可看出废气中含尘浓度越高,过滤风速就越小;废气温度越高,过滤风速越小。因此,可近似认为过滤风速与废气温度、烟粉尘浓度成反比。由于废气温度、烟尘浓度、烟粉尘粒径3个变量是互不相关的独立变量,任何独立的随机变量其联合出现的概率密度等于其各自的概率密度之积,所以我们可以认为过滤风速与废气温度、烟尘浓度和粒径的综合关系是它们各自独立关系的积,也即:

将表2的数据代入上式,经曲线拟合,我们得到如下关系式:

由此可见,脉冲清灰袋式除尘器过滤风速与废气温度和废气中的烟粉尘浓度成反比,与烟粉尘粒径的对数成正比。

该式虽是通过曲线拟合得到的,但我们在2005年后设计脉冲除尘器时,其过滤风速的选取均是采用该模式计算,每台除尘器的除尘效果都达到了要求(除尘效率达到99.9%或排放口浓度小于30g/Nm3)。

3结论

过滤风速的选取是袋式除尘器设计的关键参数,直接关系到除尘效率的高低。本文在对工程应用中的各除尘器的相关参数测定后,通过曲线拟合,得出过滤风速与废气温度、废气中的烟粉尘浓度、烟粉尘粒径之间的数学模型。同时经检验采用该模型来指导设计,在一定范围内是可行的。

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