D01:10.13374j.isml00103x.2006.08.014 第28卷第8期 北京科技大学学报 Vol.28 Na 8 2006年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.2006 常温下固体颗粒层过滤除尘技术 秦红霞何鹏宋军涛 苍大强宗燕兵章俊 北京科技大学治金与生态工程学院。北京100083 摘要在常温下，采用固体颗粒层进行过滤除尘的实验研究并对实验结果进行分析，探索了过 滤介质粒径，过滤层厚度和过滤速度对除尘效率和床层压力差的影响.根据实验结果确定了最佳 的过滤介质粒径，过滤层厚度和过滤速度. 关键词除尘：颗粒层：除尘效率；压力差 分类号TF547.2 在化工、石油、治金、电力及其他行业中，常产 生含尘气体而且大部分是高温含尘气体，这些气 体的直接排放不仅会造成环境的严重污染，而且 还会对人体健康构成严重的威胁.因此必须在排 放前进行处理刂.目前常采用的除尘技术有布袋 除尘、电除尘、湿法除尘等.布袋除尘采用的滤料 所能承受的温度一般在250℃以下4，如果含尘 气体温度再高时，必须采用降温措施。这样不仅会 损失大部分的能量，而且还会使系统复杂化.电 图中C1为粉尘收集器：B为U形压力计：F为布料器：S,为粉 除尘的投资费用高、钢材消耗量大，而且在高温、 尘自动测量仪：A,A2为鼓风机：V,VxVV4为阀门： 高压下电晕控制难度较犬3.湿法除尘降低了 MwMe为热球风速仪. 煤气的温度，浪费了能源，而且会产生大量的污 图1实验系统图 水，造成二次污染.针对以上除尘技术的不足之 Fig 1 Experimental system 处，人们提出了固体颗粒除尘技术，它采用具有耐 床状态 高温、耐磨、耐腐蚀的固体颗粒进行除尘，因此被 正吹流程为：关闭阀门V3和V4,打开阀门 认为在高温除尘技术中是最有发展前途的)，本 V1和V2,将多灰介质吹入固定床内，带尘的空气 文是在常温下采用固体颗粒床进行过滤除尘实 通过放在布风板上的过滤介质（在此过滤介质用 验.其目的是验证其装置的可行性，并对其实验结 直径适当的沙子)得到过滤，粉尘留在过滤介质 果进行分析 中，经过过滤的气体通过阀门V2排出. 1 实验系统及其工作原理 反吹流程为：关闭阀门V1和V2,打开阀门 V3和V4,用A2鼓风机反吹，将过滤介质吹到近 实验系统装置的设计主要是根据颗粒层 流化状态，把过滤介质中的粉尘吹起带走，通过管 除尘器的除尘机理，并考虑模型实验的条件，实 道，在阀门V3装个粉尘收集器（布袋），收集反吹 验系统如图1所示. 出来的粉尘 本系统包括两条工作流程： (1)正吹过滤含尘气体，颗粒层为固定床状 2固定颗粒床过滤过程特性实验 态 21颗粒层过滤的速度特性实验 (2)反吹清除过滤层中的灰尘，颗粒层为流化 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 收稿日期：2005-06-08修回日期：2005-09-02 作者简介：秦红霞(1980一，女，顾士研究生：苍大强(1949-)， 除尘效率与过滤速度关系如图2所示. 男.教授博士 从图2中可以看出：常温下固体颗粒层过滤除尘技术 秦红霞 何 鹏 宋军涛 苍大强 宗燕兵 章 俊 北京科技大学冶金与生态工程学院, 北京 100083 摘 要 在常温下, 采用固体颗粒层进行过滤除尘的实验研究, 并对实验结果进行分析, 探索了过 滤介质粒径、过滤层厚度和过滤速度对除尘效率和床层压力差的影响.根据实验结果, 确定了最佳 的过滤介质粒径、过滤层厚度和过滤速度. 关键词 除尘;颗粒层;除尘效率;压力差 分类号 TF547.2 收稿日期:2005 06 08 修回日期:2005 09 02 作者简介:秦红霞(1980—), 女, 硕士研究生;苍大强(1949—), 男, 教授, 博士 在化工、石油、冶金、电力及其他行业中, 常产 生含尘气体而且大部分是高温含尘气体 .这些气 体的直接排放不仅会造成环境的严重污染 ,而且 还会对人体健康构成严重的威胁 .因此必须在排 放前进行处理[ 1] .目前常采用的除尘技术有布袋 除尘 、电除尘、湿法除尘等 .布袋除尘采用的滤料 所能承受的温度一般在 250 ℃以下[ 2] , 如果含尘 气体温度再高时 ,必须采用降温措施,这样不仅会 损失大部分的能量 , 而且还会使系统复杂化 .电 除尘的投资费用高、钢材消耗量大, 而且在高温、 高压下电晕控制难度较大[ 3 4] .湿法除尘降低了 煤气的温度 , 浪费了能源 , 而且会产生大量的污 水, 造成二次污染.针对以上除尘技术的不足之 处,人们提出了固体颗粒除尘技术 ,它采用具有耐 高温 、耐磨、耐腐蚀的固体颗粒进行除尘, 因此被 认为在高温除尘技术中是最有发展前途的[ 5] .本 文是在常温下采用固体颗粒床进行过滤除尘实 验,其目的是验证其装置的可行性 ,并对其实验结 果进行分析. 1 实验系统及其工作原理 实验系统装置[ 6] 的设计主要是根据颗粒层 除尘器的除尘机理 , 并考虑模型实验的条件 .实 验系统如图 1 所示. 本系统包括两条工作流程 : (1)正吹过滤含尘气体, 颗粒层为固定床状 态; (2)反吹清除过滤层中的灰尘 ,颗粒层为流化 图中C1 为粉尘收集器;B 为 U 形压力计;F 为布料器;S1 为粉 尘自动测量仪;A1 , A2 为鼓风机;V1 , V2 , V3 , V4 为阀门; Mp1 , Mp2为热球风速仪. 图 1 实验系统图 Fig.1 Experimental system 床状态. 正吹流程为 :关闭阀门 V3 和 V4 , 打开阀门 V1 和 V2 ,将多灰介质吹入固定床内 ,带尘的空气 通过放在布风板上的过滤介质(在此过滤介质用 直径适当的沙子)得到过滤, 粉尘留在过滤介质 中,经过过滤的气体通过阀门 V2 排出 . 反吹流程为 :关闭阀门 V1 和 V2 , 打开阀门 V3 和 V4 , 用 A2 鼓风机反吹 ,将过滤介质吹到近 流化状态 ,把过滤介质中的粉尘吹起带走,通过管 道,在阀门 V3 装个粉尘收集器(布袋), 收集反吹 出来的粉尘. 2 固定颗粒床过滤过程特性实验 2.1 颗粒层过滤的速度特性实验 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 除尘效率与过滤速度关系如图 2 所示. 从图 2 中可以看出: 第 28 卷 第 8 期 2006 年 8 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol .28 No.8 Aug.2006 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2006.08.014