Vol.28 No.8 秦红霞等：常温下固体颗粒层过滤除尘技术 771。 100 滤层厚度、同一过滤速度下，除尘效率差别并不 8 9o o 大.也就是说在过滤速度较小的情况下，过滤层 0 厚度对除尘效率的影响较小.这是因为过滤速度 98 较小时，扩散效应明显，碰撞效应小，一些细小的 97- ■H-62mm 粉尘填充了过滤介质形成的空隙，使过滤介质间 96 o =82 mm 形成的空隙减小，在过滤层的表层上形成了一层 AH=142 mm 95 粉尘层，此后的含尘气体主要是靠形成了粉尘层 94F 的过滤层进行过滤，因此过滤速度较小时，除尘效 (a)过滤介质粒径1.2~1.7mm 93L 率与过滤介质层的厚度关系不大.说明有效滤层 0.20 0.25 0.300.35 0.40 过滤速度(m.s) 厚度主要在表面一定厚度内，确定一个有效滤层 100 如 有利于降低压力差，从而节省能源消耗 99 ne4 22颗粒层过滤的选择特性实验 98 在常温常压，不同过滤速度和过滤层厚度 97 ■H=62mm 下，采用不同粒径范围的过滤介质进行过滤除尘， o/=82 mm 其压力损失与过滤速度关系如图3所示 96 AH=142 mm 从图3可以看出：压力差不仅与过滤层厚度 95 有关，还与过滤速度有关.过滤层越厚，床层的压 94 (b)过滤介质粒径1.7-2.2mm 力差越大，而且压力差的增加与过滤层厚度的增 9820025 0.300.35 0.40 加几乎成正比.过滤速度越快，压力差越大.压 过滤速度/m·s) 力差随过滤速度增加的幅度大于压力差随过滤层 100 厚度增加的幅度. 99 *。0 通过对比图3中(a),(b)和(c)的实验曲线可 98 以看出：当过滤介质粒径范围相同、床层厚度在 地 97 。=62mm 82mm和62mm时，采用粒径为L.2~1.7mm和 96 o H=82 mm 粒径为1.7~22mm的过滤介质进行过滤除尘 H=142 mm 00 实验时，两者的床层压力差差值可达100Pa以 94 上.采用粒径范围更大1.5~3.2mm的过滤介质 93 (c)过滤介质粒径1.5-32mm 进行过滤除尘时，其压力差要比采用粒径范围为 9%20 0.250.300.35040 1.7~22mm过滤介质大.说明了过滤介质的粒 过滤速度(m·s) 径对过滤层压力差影响很大. 图2除尘效率与过滤速度关系 3讨论 Fig.2 Relationships between dust removing efficiency and fil tration velocity 结合图2和图3可以看出：过滤介质粒径、过 滤速度、过滤层厚度对除尘效率和床层压力差都 (1)随着过滤速度的增大，除尘效率不断降 有影响.这三者不是孤立起作用的，而是相互关 低.在过滤速度小于0.30m°s1时，其除尘效率大 联的.首先要考虑的就是过滤介质的粒径，在其 致都在99.5%以上： 他条件相同时，过滤介质的粒径越大，颗粒介质间 (2)当过滤速度大于030ms1之后，除尘效 形成的空隙越大，对细小粉尘的拦截作用越小，因 率随着过滤速度的增加而不断降低：由于过滤速 而除尘效率较低：过滤介质粒径较小时，除尘时床 度较快扩散、重力、截留等效应都有所降低惯性 层的压力差较大.一旦确定了过滤介质的粒径 效应虽然会提高，但惯性碰撞效应仅对大尘粒有 就要考虑过滤速度，过滤速度不能超过过滤介质 效，随着过滤速度的快速增加，大尘粒的反弹和二 的临界流化速度7，否则过滤层将处于流化状 次冲刷也将加剧，因此除尘效率不断降低 态，影响除尘效果.介质的临界流化速度与介质 (3)随着过滤层厚度的增加，除尘效率不断增 本身的当量直径成正比，所以在选取过滤介质粒 大：但在过滤速度小于0.30ms时，在不同的过 径范围时，一定要考虑过滤速度.过滤介质颗粒图 2 除尘效率与过滤速度关系 Fig.2 Relationships between dust-removing effi ciency and fil￾tration velocity (1)随着过滤速度的增大 ,除尘效率不断降 低,在过滤速度小于 0.30m·s -1时 ,其除尘效率大 致都在 99.5 %以上; (2)当过滤速度大于 0.30 m·s -1之后,除尘效 率随着过滤速度的增加而不断降低;由于过滤速 度较快,扩散、重力、截留等效应都有所降低, 惯性 效应虽然会提高, 但惯性碰撞效应仅对大尘粒有 效,随着过滤速度的快速增加 ,大尘粒的反弹和二 次冲刷也将加剧 ,因此除尘效率不断降低. (3)随着过滤层厚度的增加,除尘效率不断增 大;但在过滤速度小于0.30m·s -1时,在不同的过 滤层厚度 、同一过滤速度下 , 除尘效率差别并不 大.也就是说在过滤速度较小的情况下 ,过滤层 厚度对除尘效率的影响较小.这是因为过滤速度 较小时, 扩散效应明显, 碰撞效应小 ,一些细小的 粉尘填充了过滤介质形成的空隙, 使过滤介质间 形成的空隙减小, 在过滤层的表层上形成了一层 粉尘层 ,此后的含尘气体主要是靠形成了粉尘层 的过滤层进行过滤, 因此过滤速度较小时,除尘效 率与过滤介质层的厚度关系不大 .说明有效滤层 厚度主要在表面一定厚度内, 确定一个有效滤层 有利于降低压力差, 从而节省能源消耗 . 2.2 颗粒层过滤的选择特性实验 [ 5] 在常温常压 , 不同过滤速度和过滤层厚度 下,采用不同粒径范围的过滤介质进行过滤除尘, 其压力损失与过滤速度关系如图 3 所示 . 从图 3 可以看出 :压力差不仅与过滤层厚度 有关 ,还与过滤速度有关.过滤层越厚,床层的压 力差越大, 而且压力差的增加与过滤层厚度的增 加几乎成正比.过滤速度越快 , 压力差越大 .压 力差随过滤速度增加的幅度大于压力差随过滤层 厚度增加的幅度. 通过对比图 3 中(a),(b)和(c)的实验曲线可 以看出 :当过滤介质粒径范围相同 、床层厚度在 82 mm 和 62 mm 时, 采用粒径为 1.2 ～ 1.7 mm 和 粒径为 1.7 ～ 2.2 mm 的过滤介质进行过滤除尘 实验时, 两者的床层压力差差值可达 100 Pa 以 上.采用粒径范围更大 1.5 ～ 3.2mm 的过滤介质 进行过滤除尘时, 其压力差要比采用粒径范围为 1.7 ～ 2.2 mm 过滤介质大 .说明了过滤介质的粒 径对过滤层压力差影响很大. 3 讨论 结合图 2 和图 3 可以看出 :过滤介质粒径、过 滤速度 、过滤层厚度对除尘效率和床层压力差都 有影响.这三者不是孤立起作用的 , 而是相互关 联的 .首先要考虑的就是过滤介质的粒径 ,在其 他条件相同时 ,过滤介质的粒径越大,颗粒介质间 形成的空隙越大,对细小粉尘的拦截作用越小,因 而除尘效率较低;过滤介质粒径较小时 ,除尘时床 层的压力差较大.一旦确定了过滤介质的粒径, 就要考虑过滤速度 , 过滤速度不能超过过滤介质 的临界流化速度[ 7 8] , 否则过滤层将处于流化状 态, 影响除尘效果.介质的临界流化速度与介质 本身的当量直径成正比 ,所以在选取过滤介质粒 径范围时, 一定要考虑过滤速度 .过滤介质颗粒 Vol.28 No.8 秦红霞等:常温下固体颗粒层过滤除尘技术 · 771 ·