Vol.28 No.11 何鹏等：颗粒床除尘器高温实验研究 。1065。 量，节约能源. 表1石英沙颗粒的理化特性 Table 1 Characteristic of sand particles 含泥量/ 烟酸可 密度/ 耐酸度/ 磨损率/ 空隙率/ 破碎性/ 松装密度/ 氧化率/ 莫氏硬 % 溶性/% (g"cm-3) % % % % (g'cm-3) % 度/级 Q05 002 266 98 0.03 43 0.35 1.75 99.3 7.5 表2实验条件 表面形成了一层很薄的积灰层，积灰层与过滤层 Table 2 Experimental conditions 的共同作用，使得除尘效率增大了， 床层厚 过滤时 气流速度/ 滤层介质 编号 综合考虑除尘效率和压力差与时间的关系 度/mm 间/min (m‘s 粒径/目 可以认为除尘时间范围选择在10~20min较合 实验1 80 10 1.13 12-14 适. 实验2 100 o 1.01 8-16 22床层厚度和除尘效率的关系 从图3可以看出，随着过滤层厚度的增大颗 2 实验结果 粒除尘器的除尘效率不断增大.床层厚度60mm 时，除尘效率相对较低：床层厚度80~120mm 2.1除尘效率和压力差与除尘时间的关系 时，除尘效率达到99.5%以上，并且保持相对稳 从图2中压力差与时间曲线可以看出，在气 定.增大床层厚度，除尘效率随之增加，但是阻力 流速度一定的情况下，压力差随着时间逐渐增大. 相应增大很多，不利于有效除尘.因此综合考虑 实验前期(5~20min),压力差变化显著：实验后 除尘效率和阻力效应，作为过滤床层的最佳过滤 期(20~35min),压力差变化趋缓.其原因是：实 层厚度为80~100mm. 验开始时滤层比较干净，捕集粉尘能力比较强 100.0 随着滤层颗粒捕集的粉尘逐渐增加，颗粒间隙越 来越小，使气体通过颗粒层难度不断增大，因而压 99.5 力降不断增大；但是在实验后期阶段，颗粒层间隙 99.0 中被捕捉的粉尘越来越多，颗粒床的滤层空隙趋 98.5 于饱和，捕集粉尘能力下降，粉尘的粘附力小，不 98.0 会再继续堆集气流中的粉尘与颗粒床内的滤层 97.5 处于一种相对平衡状态，因此压力降变化不明显. 5060708090100110120130140150 床层厚度mm 100.0 300 280 图3除尘效率和床层厚度关系图 99.5 260 Fig.3 Relationship between dust-removing efficiency and fil ter layer thickness 99.0 240 220 当床层厚度为60mm时，滤层厚度相对较 98.5 0压力差 一除尘率 200 小，粉尘在气流的带动冲击下，容易从颗粒床的颗 9800号0方2动2方0药080 粒间的空隙中流走.尽管在床层内部发生激烈的 时间min 碰撞和粘附，但是截留效应并不显著，除尘效率相 图2除尘效率、压力差和时间关系 对较低. Fig.2 Relationships of dust-removing efficiency and pressure 当床层厚度是80~120mm的时候，滤层厚 drop with time 度相对较大除尘效率基本稳定在99.5%左右. 从图2中除尘效率和时间的变化关系可以看 这是因为，当粉尘在过滤过程中不断沉积于颗粒 出：5min时，除尘效率相对较低；10~20min时， 空隙间，被捕捉留在过滤层中的细粉尘由于其粒 除尘效率可以达到99.5%，并且保持稳定；25min 径比原过滤颗粒的粒径小得多，即粉尘的比表面 以后，除尘效率略有降低.除尘效率随时间增加 积比过滤颗粒的比表面积大得多，因此细粉尘将 的愿因是：被颗粒床滤暴捕集下米的粉牛在滤层。P对不断冲滤过程中含气体的粉尘起到进步的in©量, 节约能源. 表 1 石英沙颗粒的理化特性 Table 1 Characteristic of sand particles 含泥量/ % 烟酸可 溶性/ % 密度/ ( g·cm -3 ) 耐酸度/ % 磨损率/ % 空隙率/ % 破碎性/ % 松装密度/ ( g·cm -3 ) 氧化率/ % 莫氏硬 度/ 级 0.05 0.02 2.66 98 0.03 43 0.35 1.75 99.3 7.5 表 2 实验条件 Table 2 Experimental conditions 编号 床层厚 度/ mm 过滤时 间/min 气流速度/ ( m·s -1 ) 滤层介质 粒径/ 目 实验 1 80 10 1.13 12 ～ 14 实验 2 100 10 1.01 8 ～ 16 2 实验结果 2.1 除尘效率和压力差与除尘时间的关系 从图 2 中压力差与时间曲线可以看出, 在气 流速度一定的情况下, 压力差随着时间逐渐增大. 实验前期( 5 ～ 20 min) , 压力差变化显著;实验后 期( 20 ～ 35 min), 压力差变化趋缓.其原因是:实 验开始时滤层比较干净, 捕集粉尘能力比较强. 随着滤层颗粒捕集的粉尘逐渐增加, 颗粒间隙越 来越小, 使气体通过颗粒层难度不断增大, 因而压 力降不断增大;但是在实验后期阶段, 颗粒层间隙 中被捕捉的粉尘越来越多, 颗粒床的滤层空隙趋 于饱和, 捕集粉尘能力下降, 粉尘的粘附力小, 不 会再继续堆集, 气流中的粉尘与颗粒床内的滤层 处于一种相对平衡状态, 因此压力降变化不明显. 图 2 除尘效率、压力差和时间关系 Fig.2 Relationships of dust-removing effi ciency and pressure drop with time 从图 2 中除尘效率和时间的变化关系可以看 出:5 min 时, 除尘效率相对较低 ;10 ～ 20 min 时, 除尘效率可以达到 99.5 %, 并且保持稳定 ;25 min 以后, 除尘效率略有降低 .除尘效率随时间增加 的原因是, 被颗粒床滤层捕集下来的粉尘, 在滤层 表面形成了一层很薄的积灰层, 积灰层与过滤层 的共同作用, 使得除尘效率增大了 . 综合考虑除尘效率和压力差与时间的关系, 可以认为除尘时间范围选择在 10 ～ 20 min 较合 适. 2.2 床层厚度和除尘效率的关系 从图 3 可以看出, 随着过滤层厚度的增大, 颗 粒除尘器的除尘效率不断增大.床层厚度 60 mm 时, 除尘效率相对较低;床层厚度 80 ～ 120 mm 时, 除尘效率达到 99.5 %以上, 并且保持相对稳 定.增大床层厚度, 除尘效率随之增加, 但是阻力 相应增大很多, 不利于有效除尘.因此, 综合考虑 除尘效率和阻力效应, 作为过滤床层的最佳过滤 层厚度为 80 ～ 100 mm . 图 3 除尘效率和床层厚度关系图 Fig.3 Relationship between dust-removing efficiency and filter layer thickness 当床层厚度为 60 mm 时, 滤层厚度相对较 小, 粉尘在气流的带动冲击下, 容易从颗粒床的颗 粒间的空隙中流走.尽管在床层内部发生激烈的 碰撞和粘附, 但是截留效应并不显著, 除尘效率相 对较低. 当床层厚度是 80 ～ 120 mm 的时候, 滤层厚 度相对较大, 除尘效率基本稳定在 99.5 %左右. 这是因为, 当粉尘在过滤过程中不断沉积于颗粒 空隙间, 被捕捉留在过滤层中的细粉尘由于其粒 径比原过滤颗粒的粒径小得多, 即粉尘的比表面 积比过滤颗粒的比表面积大得多, 因此细粉尘将 对不断过滤过程中含尘气体的粉尘起到进一步的 Vol.28 No.11 何 鹏等:颗粒床除尘器高温实验研究 · 1065 ·