D01:10.13374j.isml00103x2006.11.03 第28卷第11期 北京科技大学学报 Vol.28 No.11 2006年11月 Journal of University of Science and Technology Beijing Now.2006 颗粒床除尘器高温实验研究 何 鹏秦红霞宗燕兵苍大强买明·卡地尔 北京科技大学治金与生态工程学院.北京100083 摘要针对工业界的高温除尘问题.采用固体颗粒床除尘方式，对砂砾作为过滤介质的可行性 和实用性进行了研究.通过对颗粒床除尘器高温条件下的实验研究.探讨了不同工况时除尘效率 和压力损失的变化规律.推导了除尘效率和压力损失与温度的关系.并与实验结果作了比较.结 果表明，随着烟气温度的升高，除尘效率和压力损失均逐渐增大 关键词固体颗粒床：高温除尘器：过滤式除尘器；除尘效率：压力损失；高温 分类号TF547.2 现代工业生产中，对粉尘的控制越来越严格. 通过控制风机一定的风量，将气体吹入加热 目前，生产中对高温气体中粉尘的控制主要采用 炉中进行加热.加热后的气体吹入管道中.人工 降温和湿法处理.但是，无论是采用兑风降温，还 调节布料器的布料速度，加入一定量的粉尘.实 是利用水处理高温含尘气体都浪费了气体的物 验过程包括正吹和反吹.正吹时，打开阀门1和 理潜热而且设备投入很大，国际能源公署的经 4,同时关闭阀门2和3.含有粉尘的高温气体在 济报告认为刭，颗粒层过滤器是最有发展前途 颗粒床除尘器内被过滤，净化后的气体从尾部排 的高温除尘设备，我国西安交通大学和中国科学 出：反吹时，关闭阀门1和4，打开阀门2和3，选 院山西煤炭化学研究所对颗粒床除尘作了一些研 择适合的风量，把颗粒床内的粉尘吹出，从而达到 究习.本文在等温实验的基础上，实验研究 连续除尘的工作目的， 了高温条件下该设备的除尘效率和压力损失变化 除尘器本体高600mm,中300mm;管道 规律 65mm.实验中粉尘气流的温度分别为20,50， 1 实验方法 100,150,200,250℃.气体粉尘质量浓度为8~ l5gm3.除尘介质选用石英沙，其理化特性分 通过模拟高炉一次除尘后的含尘气体质量浓 析见表1.实验1和实验2的除尘系统条件见 度，进行颗粒床除尘器的等温实验研究，探索气体 表2. 过滤速度、过滤床层厚度对除尘器除尘效率和床 实验中压力用毕托管和U型压力计测量，温 层压力损失的影响.实验装置如图1图所示， 度用镍铬一镍铬热电偶测量，粉尘质量浓度用自 高温含尘气体 动烟尘测试仪测量，粉尘粒径分布用JL一1177激 布料器 -阀J1V 阀12收尘器 光粒度分布测试仪测量. 控温柜 该颗粒床除尘器与传统的除尘器相比有以下 除尘器 测量孔 特点：(1)粒层过滤器是利用物理和化学性质非常 风机 净化后的气体 稳定的固体颗粒组成过滤层，实现对气体或液体 加热炉 阀113 的过滤.在高温、高压过滤状态下，过滤介质具有 14 耐高温、持久性好的优点.(2)具有连续自清灰功 图1实验装备设置图 能容易清除被捕集下来的灰尘，过滤介质永远保 Fig I Experimental system 持清新状态.过滤压降稳定，处理气体流量大，调 节范围较宽，能实现连续过滤除尘.(3)除尘效率 收稿日期：2005-0829修回日期：200603-23 比较高，一般在90%以上，最高甚至可以达到 作者简介：何鹏(1976一)，男，博士研究生：苍大强(1949一). 99%.(4)由于采用干法除尘，不但节约水源避 男，教授，博士生导师 “(CI994-2021 China Academie Joual Electrone Pu兔次污染而具过裤后的于净气体可以鳯收热kine颗粒床除尘器高温实验研究 何 鹏 秦红霞 宗燕兵 苍大强 买明·卡地尔 北京科技大学冶金与生态工程学院, 北京 100083 摘 要 针对工业界的高温除尘问题, 采用固体颗粒床除尘方式, 对砂砾作为过滤介质的可行性 和实用性进行了研究.通过对颗粒床除尘器高温条件下的实验研究, 探讨了不同工况时除尘效率 和压力损失的变化规律.推导了除尘效率和压力损失与温度的关系, 并与实验结果作了比较.结 果表明, 随着烟气温度的升高, 除尘效率和压力损失均逐渐增大. 关键词 固体颗粒床;高温除尘器;过滤式除尘器;除尘效率 ;压力损失;高温 分类号 TF547.2 收稿日期:2005 08 29 修回日期:2006 03 23 作者简介:何 鹏( 1976—) , 男, 博士研究生;苍大强( 1949—) , 男, 教授, 博士生导师 现代工业生产中, 对粉尘的控制越来越严格. 目前, 生产中对高温气体中粉尘的控制主要采用 降温和湿法处理.但是, 无论是采用兑风降温, 还 是利用水处理高温含尘气体, 都浪费了气体的物 理潜热, 而且设备投入很大 .国际能源公署的经 济报告认为[ 1-3] , 颗粒层过滤器是最有发展前途 的高温除尘设备 .我国西安交通大学和中国科学 院山西煤炭化学研究所对颗粒床除尘作了一些研 究[ 4-5] .本文在等温实验的基础上[ 6] , 实验研究 了高温条件下该设备的除尘效率和压力损失变化 规律 . 1 实验方法 通过模拟高炉一次除尘后的含尘气体质量浓 度, 进行颗粒床除尘器的等温实验研究, 探索气体 过滤速度、过滤床层厚度对除尘器除尘效率和床 层压力损失的影响.实验装置如图 1 图所示 . 图 1 实验装备设置图 Fig.1 Experimental system 通过控制风机一定的风量, 将气体吹入加热 炉中进行加热.加热后的气体吹入管道中 .人工 调节布料器的布料速度, 加入一定量的粉尘 .实 验过程包括正吹和反吹 .正吹时, 打开阀门 1 和 4, 同时关闭阀门 2 和 3, 含有粉尘的高温气体在 颗粒床除尘器内被过滤, 净化后的气体从尾部排 出;反吹时, 关闭阀门 1 和 4, 打开阀门 2 和 3, 选 择适合的风量, 把颗粒床内的粉尘吹出, 从而达到 连续除尘的工作目的 . 除尘 器 本 体 高 600 mm, 300 mm ;管 道 65 mm .实验中粉尘气流的温度分别为 20, 50, 100, 150, 200, 250 ℃.气体粉尘质量浓度为 8 ～ 15 g·m -3 .除尘介质选用石英沙, 其理化特性分 析见表 1 .实验 1 和实验 2 的除尘系统条件见 表 2 . 实验中压力用毕托管和 U 型压力计测量, 温 度用镍铬-镍铬热电偶测量, 粉尘质量浓度用自 动烟尘测试仪测量, 粉尘粒径分布用 JL-1177 激 光粒度分布测试仪测量. 该颗粒床除尘器与传统的除尘器相比有以下 特点 :( 1) 粒层过滤器是利用物理和化学性质非常 稳定的固体颗粒组成过滤层, 实现对气体或液体 的过滤 .在高温 、高压过滤状态下, 过滤介质具有 耐高温 、持久性好的优点 .( 2) 具有连续自清灰功 能, 容易清除被捕集下来的灰尘, 过滤介质永远保 持清新状态.过滤压降稳定, 处理气体流量大, 调 节范围较宽, 能实现连续过滤除尘 .( 3)除尘效率 比较高, 一般在 90 %以上, 最高甚至可以达到 99 %.( 4) 由于采用干法除尘, 不但节约水源, 避 免二次污染, 而且过滤后的干净气体可以回收热 第 28 卷 第 11 期 2006 年 11 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol.28 No.11 Nov.2006 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2006.11.013