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袋式除尘器滤料的过滤机理

发布者:admin 发布时间:2019-04-22 14:38

袋式除尘器滤料的过滤机理

袋式除尘器主要由袋式、滤袋、框架、清灰装置等部分组成。袋式除尘器的除尘过程主要是由滤袋完成的。滤袋是各种滤料纤维织造后缝制而成。过滤机理取决于滤料和粉尘层多种过滤效应。

滤料的过滤机理

含尘气体以0.5-3m/min的速度通过滤料,尘粒在滤料纤维层里运行时间仅0.01-0.3s。在一瞬间,气体中的尘粒被滤料分离出来,有两个步骤:一是纤维层对尘粒的捕集;二是粉尘层对尘粒的捕集。在某种意义上讲,后一种机制有着更重要的作用。

1.      扩散效应。

小于0.2μm的粒子和气体分子相互碰撞后产生不规则运动。由于1872年英国人布朗首先发现微粒在流体内做不规则运动故称布朗运动。不规则运动中,一部分尘粒被纤维或尘层所阻留,这种现象称扩散效应。降低过滤速度,缩小纤维直径,提高气体温度都会增加扩散作用的效果。扩散与尘粒大小也有关,粒径越小。扩散越显著。速度大,纤维细,粒径粗捕集效率会提高。

2.      惯性效率。

若粒子质量较大,当气体流经纤维层而被截住的机理称为惯性效应。惯性碰撞效果正比于尘粒的大小。尘粒的密度以及气流的速度,而反比于纤维的直径。

3.      直接拦截。

当粒子沿气流流线随着气流直接向纤维捕集体运动时,由于气流流线离纤维表面的距离在粒子半径范围以内,则粒子与纤维接触并被捕集,这种捕集机制称为直接拦截。

在惯性碰撞的捕集中,粒子是一颗大而重的质点,当质点接触纤维体表面时即被捕集。在拦截中,是粒子的表面而不是其中心接触纤维体表面即被捕集的,所以存在捕集效率对惯性参数的一簇曲线,它决定于粒子直径与捕集体直径之比。

当粒子质量很大,所有粒子都沿着直线运动,在直径的流管内的粒子全部都能与捕集体碰撞。此外,距捕集体表面的距离在直径内的粒子也将捕集体接触。因此,由于拦截机制而使捕集效率增加。

当粒子质量很小,则粒子随着气流沿流线运动。若粒子的中心距捕集体的距离在直径以内,则粒子能与捕集体接触而被捕集。由于拦截机制所引起的捕集效率增量。可按照计算公式来计算。

4.      重力沉降。

气流与重力方向相同时的情况,对任意横向放置的圆柱体,则上式的数值还要乘以圆柱体在垂直于气流方向上的投影面积与顺着气流方向上的投影面积的比值。

5.      静电吸引。

气流冲刷纤维捕集体,摩擦作用可使纤维带荷电。某些粉尘颗粒在运动中也会带上电荷。如纤维上寖以树脂,电荷作用更会加强。在外界不施加静电场时,由于捕集体的导电、离子化气体分子的经过、放射性的辐射、带电颗粒的沉降等现象,这种现象会慢慢减少。

无外界电场时,有三种情况:1.颗粒荷电,捕集体为中性,此时在捕集体上产生反向诱导电荷,有静电吸引力。2.捕集体荷电,颗粒中性,则颗粒只有反向诱导电荷,产生吸引力。3.两者均荷电,则按电荷配对情况,可能吸引,也可能会有排斥力。

考虑静电捕集时,还必须注意电荷是吸引力还是排斥力,只有吸引力才能完成捕集过程。

6.      筛分效应

滤料间的空隙或滤料上粉尘间的空隙较尘粒小时有利于筛分阻留,即为筛分效应。很显然,尘粒愈大,纤维空隙俞小,被筛分的概率就愈大。一般情况下新的洁净滤布的筛分作用并不强。当粉尘在滤布表面大量沉积形成粉尘层时,筛分作用大大加强,分离和捕集粉尘效率提高。

7.      空隙率。除了前面几种机制对过滤效率的影响之外,滤料的空隙率,即结构对过滤效率有直接影响。这就是针刺滤料的结构比普通织物结构适于净化粉尘的又一个原因。

8.      非稳定过滤的捕集

滤料的过滤过程按时间顺序可分为两个阶段,即稳定过滤盒非稳定过滤阶段。

在稳定过滤阶段,假设忽略颗粒沉积产生对滤布结构的变化,颗粒与纤维接触而被捕集,不考虑过滤机理的修正,因此,捕集效率不受过滤时间的影响。随过滤时间增加,在纤维表面逐步形成的颗粒导致非稳定过滤阶段产生,滤布空隙率的改变及颗粒形成的链状沉积有利于纤维捕集能力的提高,导致捕集效率随过滤时间及颗粒沉积量的增加而增大。

清洁状态下,单纤维捕集效率的定义为颗粒限弹道轨迹入口处高度与纤维直径之比值,在实际过滤过程中,随时间的增加,纤维的形状及尺寸均产生较明显的变化。有关研究表明,一般情况下,单纤维捕集效率随颗粒的沉积量呈线性增加。

在非稳定过滤状态下,根据质量守恒定律,流入微元体的质量减去流出微元体的质量等于微元体内增加的质量。

非稳定过滤过程捕集效率为纤维填充密度、纤维直径、单纤维捕集效率、过滤速度、粉尘颗粒的初始浓度、粉尘颗粒总沉积质量及过滤时间的函数。

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