一种新型深层纤维过滤器的初探

新型深层纤维过滤器，实验中选用直径５０－１００μｍ的柔性和为过滤介质，并利用上孔板在过滤时压紧纤维，反冲时振荡纤维，从而实现了高效过滤，并较好地解决了纤维状介质不易翻松清洗的问题。     

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0.06 m/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.     

纤维过滤介质在容尘阶段的非稳态过滤效率

基于黏性牛顿流体的N-S方程,从一般控制方程的通用形式,结合纤维过滤介质的积尘填充率与粉尘颗粒或气溶胶微粒沉积量,推导出纤维多孔过滤介质内粒子浓度分布的非线性微分方程.分析了过滤效率经验公式中无量纲参数之间的内在联系及其对纤维滤料在容尘阶段过滤效率的影响,利用非线性回归方法拟合出纤维过滤介质的非稳态过滤效率经验公式.结果表明:微粒的Re数均小于1,即空气的流动均处于斯托克斯区域,同时其流动状态为层流;计算得到的拦截参数为0.086～0.559.根据实验结果拟合的纤维滤料在容尘阶段的过滤效率经验公式适用于St小于1的场合.     

纤维球滤料直接过滤原水的试验研究

研究了纤维球滤料在未投加凝聚剂直接过滤浊度较高原水的效果 ,结果表明进水浊度为 50～ 1 50度时 ,采用 1 0～ 2 0 m·h- 1的较高滤速 ,纤维球滤料的过滤效果良好 ,运行工况稳定、截污量大、过滤周期长 ,且不需要投加凝聚剂 ;与石英砂滤料相比 ,具有明显的经济效益     

长纤维高速过滤器的深层过滤过程与特性

以自行开发的长纤维高速过滤器为对象，通过在净水厂长期的过滤试验，从过滤器床层孔隙分布、 床层内滤液浓度及各层比积泥量和水头损失沿滤层的变化等方面，详细分析了长纤维高速过滤器基于结构 上独特特点而形成的积泥逐层向滤床深处推移，直至整个滤床“衰竭”的典型深层过滤过程与特征，为过滤技 术的深度开发提供了依据。     

二维随机分布纤维过滤介质的压力损失分形模型

为了研究影响纤维过滤器压力损失的主要因素,开发了能够生成二维随机分布的虚拟纤维过滤介质的VBA程序,并在纤维随机分布的二维区域中利用计算流体力学(CFD)技术计算了Stokes方程的数值解.通过对虚拟滤料CFD模拟计算结果的数据回归分析可知,纤维过滤介质的压力损失随纤维填充率增加呈非线性增加,与纤维直径的二次方呈反比例关系,与纤维介质厚度及过滤速度呈线性正比例关系,由此提出了二维随机分布纤维过滤介质的压力损失预测模型.在此基础上,考虑了分形维数和迂曲度对过滤压力损失的影响,得出压力损失随分形维数和迂曲度的增加呈非线性增加,提出了包含分形维数、迂曲度的压力损失预测表达式,该表达式与相关文献的分形理论模型具有很高的一致性.     

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。     

基于响应曲面法平纹纤维过滤器过滤性能研究

利用计算流体动力学软件Fluent 6.1对平纹结构纤维过滤器内部气-固两相流动特性进行了数值模拟,基于响应曲面法并利用统计软件Minitab V14,研究了结构参数(横向距离,纵向距离)和运行条件(风速)对平纹纤维过滤器过滤效率和压力损失的影响,并分别得出了关于3种影响因子的二次多项式预测模型,对预测模型分析后表明:以上3种影响因素都对平纹纤维过滤器的过滤效率和压力损失有着重要的影响,并对预测结果进行了优化.其结果表明:在横向距离、纵向距离分别为4.27、4.20倍的纤维直径及雷诺数为2.054时,获得较高的过滤效率和较低的压力损失.     

基于海岛纤维的新型滤料实验研究

研发基于超细纤维的滤料是控制PM2.5的主要技术方向之一.采用国家标准建议的实验装置,对新型超细海岛纤维滤料的过滤性能进行综合研究,得出了滤料的过滤效率、残余阻力、清灰周期等参数,并与常规针刺毡滤料和覆膜滤料对比.结果表明:海岛纤维滤料对PM2.5的计数效率为94.9%,远高于常规针刺毡滤料,与覆膜滤料相当;动态过滤过程的残余阻力低于覆膜滤料,残余阻力上升缓慢,清灰周期更长,有利于延长滤料的寿命,节约成本.     

长纤维高速过滤器的运行动力学研究

为对长纤维高速过滤器的模拟分析、运行控制及效果预测提供理论依据,在深入分析长纤维高速过滤器深层过滤机理及积泥形态的基础上,结合试验观察,借鉴半经验、半理论模型,建立了用以表征长纤维高速过滤器运行特性的水头损失方程及传质动力学模型.通过大量试验测定和对初始滤速为30 m/h时的模型计算与实测结果的比较表明,除沉淀出水过滤前期滤出水浊度计算值与实测值误差较大外,其余各范围计算值均吻合良好,证明了假设的合理性及模型的有效性.