高温陶瓷过滤器循环过程的热态实验研究

在一套由3根滤管组成的高温陶瓷过滤实验装置上,在常温至573 K范围内进行了过滤与脉冲反吹循环性能实验,分析了操作温度、过滤气速、反吹压力等操作参数对循环性能的影响.实验结果表明,过滤循环初始阶段滤管残余压降上升较快,随后上升趋势逐渐变缓;随着温度的升高,滤管的初始压降升高,形成的粉尘层也越疏松.过滤气速越低,滤管初始压降越低,反吹间隔越长.提高反吹压力有利于提高清灰效果,但压力过高反吹间隔反而变短.最后通过在573 K下的连续循环实验得出了滤管残余压降,为高温陶瓷过滤器的工程设计提供了依据.     

陶瓷滤管循环过程中残余粉尘层微观结构分析

用陶瓷滤管微观结构分析方法考察过滤反吹循环过程中滤管表面残余粉尘层厚度、孔隙率、中位粒径等参数的变化规律,对残余粉尘层阻力随循环次数的变化进行分析计算.结果表明:由于滤管表面滤膜的微观结构参数分布不均,在循环初期存在严重的部分清灰现象;粉尘颗粒在滤膜内沉积,部分清灰现象得到改善,残余粉尘层的厚度分布趋于均匀;残余粉尘层内孔隙率分布差别较大,其中内层的孔隙率较低,并随着循环次数的增加不断降低,这导致滤管的残余压降不断增加.     

陶瓷过滤器脉冲清灰过程的数值模拟

采用雷诺应力模型和欧拉双流体模型,模拟多管陶瓷过滤器内脉冲反吹清除滤饼的三维非稳态气固两相流动,分析反吹过程中和反吹后过滤过程中滤管腔体内压力沿轴向的分布变化,考察参与反吹的滤管和不参与反吹的滤管外表面滤饼密度分布变化规律.结果表明:反吹前滤管中部滤饼密度最大,反吹后继续过滤,滤管开口端附近滤饼密度最大;与反吹滤管邻近的正常过滤的滤管受反吹过程的影响比较大,靠近反吹滤管一侧的滤饼密度增加得比其他位置快.     

陶瓷过滤器脉冲反吹过程中流动参数的测量与分析

在由三根陶瓷滤管组成的过滤器实验装置上，采用压电式压力传感器和热线风速仪分别测定了脉冲反吹过程中滤管内、外动态压力和滤管外瞬态流场。实验结果表明，在脉冲反吹即将终止而过滤过程尚未开始的过渡过程中，滤管内存在严重的低压区，滤管外存在较大的回流区，此时部分原已离开滤管壁的粉尘重新沉降在滤管壁上甚至穿嵌于滤管壁内，严重妨碍了刚性陶瓷过滤器的长周期稳定运行     

脉冲反吹过程中陶瓷过滤器滤管内流场的测定与分析

在由三根滤管组成的陶瓷过滤器实验装置上 ,利用热线风速仪测定了脉冲反吹过程中滤管内瞬态流场 ,分析了喷吹压力对滤管内流场瞬态速度波形的影响。结果表明 ,滤管内气体流动可分为进气过程和排气过程 ,穿过滤管壁的平均径向反吹速度和回流速度沿滤管轴向分布不均匀是导致滤管外表面清灰不均匀的重要原因。适当增加喷吹压力可以提高滤管进气气流速度 ,进而改善脉冲反吹清灰效果     

脉冲反吹过程中陶瓷过滤器滤管内流场的测定与分析

在由三根滤管组成的陶瓷过滤器实验装置上,利用热线风速仪测定了脉冲反吹过程中滤管同瞬态流场,分析了喷吹压力对滤管流场瞬态速度波形的影响。结果表明,滤管内气体流动可分为进气过程和排气过程,穿过滤管壁的平均径向反吹速度和回流速度沿滤管轴向分布不均匀是滤管外表面清灰不均匀的重要原因。适当增加喷吹压力可以提高滤管进气气流速度,进而改善脉冲反吹清灰效果。     

陶瓷过滤器脉冲反吹过程中流动参数的测量与分析

在由三根陶瓷滤管组成的过滤器实验装置上，采用压电式压力传感器和热线风速仪分别测定了脉冲反吹过程中滤管内，外动态压力和滤管外瞬态流场。实验结果表明，在脉冲反吹即将终止过程尚未开始的过渡过程中，滤管内存在严重的低压区，滤管外存在较大的回流区，此时部分原已离开滤管壁的粉尘重新沉降在滤管壁上甚至穿嵌于滤管壁内，严重妨碍了刚性陶瓷过滤器的长周期稳定运行。     

高温陶瓷过滤器的冷态试验研究

对几种不同滤料的过滤性能进行了对比试验和筛选。以微孔陶瓷为滤料进行了单管和三管过滤试验,研究了脉冲喷吹清灰系统的结构及主要参数对清灰能力的影响。试验研究表明,合理选择运转参数可以实现长期稳定的过滤;按管排顺序喷吹清灰有利于保持过滤的平稳操作。当某排滤管用脉冲喷吹清灰时,非喷吹管排的滤管受其影响同样有较强的清灰能力。这些结果对合理设计高温陶瓷过滤器及深入研究多层多排陶瓷滤管的过滤性能有重要价值。     

喷嘴结构参数对陶瓷过滤管内压力波形的影响规律

测定了在直管、渐缩和缩放三种结构型式的脉冲反吹喷嘴作用下滤管内的压力波形 ,分析了喷吹压力、脉冲宽度等因素对滤管内瞬态压力的影响规律。对缩放式喷嘴的不同进出口位置的动态压力进行了测量分析。实验结果表明 ,喷嘴的结构型式对脉冲反吹有重要影响 ,并为分析缩放式喷嘴内的流动状态提供了实验基础     

喷嘴结构参数对陶瓷过滤管内压力波形的影响规律

测定了直管,渐缩和缩放三种结构型式的脉冲反吹喷嘴作用下滤管内的压力波形,分析了喷吹压力,脉冲宽度等因素对滤管内瞬态压力的影响规律,对缩放式喷嘴的不同进出口位置的动态压力进行了测量分析,实验结果,喷嘴结构型式对脉冲反吹有重要影响,并为分析缩放式喷嘴内的流动状态提供了实验基础。     

多孔氧化铝陶瓷内高温流体的流动及传热特性

通过仿真模拟的方法研究了模拟烟气、水蒸气及含尘烟气三类高温流体在多孔氧化铝陶瓷材料内的流动及传热特性。结果表明:随孔隙率增大,流体平均流速加快,流体进出口温降逐渐减小。三类流体中,水蒸气流速最大,在最大孔隙率下其流速达到66.64 m/s;烟气温降最显著,当孔隙率为0.3时,其进出口温差达到最大值85.6 K。随压差的增大,流体流速加快,其中受粉煤灰颗粒影响的含尘烟气流速增幅较小,流速仅从0.23 m/s增至0.93 m/s;另一方面,压差增大导致流体与壁面的热传导减少,模型内流体温降减小。含尘烟气流体扰动较大,当增大孔隙率和压差时,流速呈线性增长;尽管粉煤灰颗粒的存在强化了传热,但流体分子间的相互作用使得含尘烟气温度变化显著。     

天然气用纤维过滤器非稳态性能实验研究

针对天然气工业特点，设计了一套滤芯性能在线检测装置，采用光学粒子计数器OPC对过滤器上、下游粉尘的浓度和粒径分布进行适时测量。使用多分散性粉尘，在实验室内测试了天然气用纤维过滤器的非稳态性能，以及各种操作参数对其性能的影响规律。实验结果表明，纤维过滤器的过滤效率和阻力均随粉尘负荷的增加而增加，根据其变化趋势可分为深层过滤和滤饼过滤两个阶段。过滤速度过高容易导致大粒子穿透，从而使效率下降，纤维过滤器的表观过滤速度应低于0．06m／s；相对湿度和滤材厚度的增加有利于增大过滤效率，但也会导致阻力的迅速增加。     

机车用折角式过滤器特性的数值模拟

研究了不同风速下通道宽度、折角角度及折角个数对机车用折角式过滤器阻力的影响,重点分析了高风速(≥5m/s)下过滤器的性能.结果表明:高风速下,16mm通道宽度过滤器的阻力增加迅速,对16mm和20mm通道宽度的过滤器而言,在6.5m/s风速下,间距增加25%,阻力减少36%.折角角度的改变会显著影响过滤器的阻力,在高风速下这一特征更加明显.在相同通道宽度,通道长度减少29%的情况下,二折角过滤器的阻力较三折角过滤器平均减少40%.在高风速、低阻力使用条件约束下,可依据研究结果设计过滤器几何参数,将折角过滤器作为多级过滤的第一级.     

烧结板除尘器脉冲清灰气流的数值模拟

采用Fluent软件对烧结板除尘器的脉冲清灰气流特性进行模拟计算,得到不同喷嘴数量、喷嘴直径、喷吹压力、脉冲时间、喷射间距模型的壁面峰值压力,计算结果表明:增加喷嘴数量和增大喷嘴直径能够增大壁面峰值压力,有效改善清灰效果;当喷吹压力增大时,能够增大壁面峰值压力,改善脉冲清灰性能;选取合适的喷射间距能取得最大的壁面压力峰值;脉冲时间对清灰效果改善不明显.     

含油污水滤床过滤性能试验研究

在油田污水处理系统中,过滤装置性能的好坏对整个污水处理工艺的效果有直接影响。对含油污水滤床过滤特性进行了试验研究,考察了滤料种类以及滤速等因素对污水过滤效果和压降的影响。研究结果表明,在石英砂、无烟煤和核桃壳3种滤料中,核桃壳对污水中原油的过滤效果较好,核桃壳和石英砂对污水中固体悬浮物的过滤效果较好;颗粒粒径较大的无烟煤滤层压降较小,核桃壳和石英砂滤层压降较大。不管何种滤料,污水在滤层中的压降随滤速的增加均单调增加。对污水中原油的去除效果来说,无烟煤和核桃壳随滤速的增加过滤效果变差,但对于石英砂滤料,在试验滤速范围内随着滤速的增加,污水的过滤效果却变好。     

含油污水滤床过滤性能试验研究

在油田污水处理系统中，过滤装置性能的好坏对整个污水处理工艺的效果有直接影响。对含油污水滤床过滤特性进行了试验研究，考察了滤料种类以及滤速等因素对污水过滤效果和压降的影响。研究结果表明，在石英砂、无烟煤和核桃壳3种滤料中，核桃壳对污水中原油的过滤效果较好，核桃壳和石英砂对污水中固体悬浮物的过滤效果较好；颗粒粒径较大的无烟煤滤层压降较小，核桃壳和石英砂滤层压降较大。不管何种滤料，污水在滤层中的压降随滤速的增加均单调增加。对污水中原油的去除效果来说，无烟煤和核桃壳随滤速的增加过滤效果变差，但对于石英砂滤料，在试验滤速范围内随着滤速的增加，污水的过滤效果却变好。     

荷尘速率对非高效过滤材料阻力特性的影响

为探究荷尘速率对非高效过滤材料阻力变化的影响,以4种不同等级非高效玻璃纤维滤料为对象,对不同过滤风速和荷尘质量浓度下滤料阻力变化规律展开实验研究,并总结出滤料荷尘过程阻力变化经验公式.结果表明:在相同过滤风速和荷尘质量浓度下,等级越低的滤料归一化阻力增长速率越快,且进入表面过滤所需荷尘量越大.在相同过滤风速下,滤料荷尘质量浓度越高,阻力随单位面积荷尘量的增长越慢;而滤料等级越高,荷尘质量浓度变化对阻力的影响越小.相同荷尘速率时,过滤风速对滤料归一化阻力增长的影响可忽略.