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袋式除塵器清灰機(jī)理研究現(xiàn)狀
袋式除塵器清灰方式械振打、反吹式、脈沖式等幾種形式,而脈沖式由于清灰是連續(xù)的、除塵器阻力穩(wěn)定、過(guò)濾速度高,故脈沖噴吹清灰是的清灰方式。脈沖噴吹袋式除塵器脈沖清灰強(qiáng)度和頻率可進(jìn)行調(diào)節(jié),清灰效果好,是目前世界上應(yīng)用為廣泛的除塵裝置。對(duì)于噴吹清灰袋式除塵器,脈沖參數(shù)對(duì)于袋式除塵器的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性有至關(guān)重要的意義,對(duì)此進(jìn)行了長(zhǎng)期的。
脈沖噴吹清灰是袋式除塵器中使用廣泛的一種清灰方式。在除塵器運(yùn)行過(guò)程中粉塵顆粒沉積在濾袋的外表面,這種沉積的粉塵在除塵器運(yùn)行中起到兩種相反的作用:一、聚集起來(lái)的粉塵使得除塵器的除塵效率變提高,也就是傳統(tǒng)上所說(shuō)的粉塵初層;二、另一個(gè)反方面的作用就是除塵器系統(tǒng)的阻力上升。運(yùn)用脈沖清灰系統(tǒng)濾袋上沉積的粉層,維持袋式除塵器的持續(xù)正常的工作。在脈沖清灰過(guò)程中脈沖系統(tǒng)將壓力高達(dá)0.3-0.7MPa的壓縮氣體在50-150ms的時(shí)間內(nèi)以射流的形式噴向?yàn)V袋中。這種噴吹氣體使得濾袋和吸附在濾袋表面的粉塵在一個(gè)很短的時(shí)間內(nèi)向外膨脹,當(dāng)濾袋到達(dá)其限時(shí)這種擴(kuò)張的濾袋向反方向運(yùn)動(dòng),而粉塵層由于慣性的作用繼續(xù)向外運(yùn)動(dòng),從而使得粉塵從濾袋上脫落。
學(xué)者在中發(fā)現(xiàn),脈沖噴吹清灰時(shí),清灰氣流不僅使濾袋膨脹變形而且清灰氣體還穿過(guò)袋壁和粉塵層。關(guān)于這兩者對(duì)清灰所起的作用。如果逆向清灰氣流要吹掉沉積在濾袋上的粉塵,其速度比過(guò)濾氣流高得多。在大多數(shù)情況下,將粉塵顆粒從濾袋上吹落的逆向清灰氣流的速度至少要10-20m/s。而Ellenbeeker和Leith在實(shí)驗(yàn)室測(cè)得脈沖噴吹時(shí)穿過(guò)濾袋的氣流速度僅為0.03~0.05m/s,因此可以認(rèn)為脈沖噴吹氣流對(duì)粉塵剝落所起的作用很小。脈沖噴吹清灰主要是由于濾袋振動(dòng)產(chǎn)生的反向加速度,使塵粒獲得較大慣性力才使其具有很高的清灰效率。筆者通過(guò)一項(xiàng)試驗(yàn)支持了上述觀點(diǎn)。試驗(yàn)中將袋籠的直徑稍微縮小,并在袋籠上楔入圓棒來(lái)縮小濾袋與袋籠之間的空隙限制濾袋壁面的運(yùn)動(dòng),同時(shí)盡量保持壓縮空氣脈沖的恒定,以使逆向氣流不發(fā)生大的變化。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),清灰后的濾袋兩側(cè)剩余壓差顯著增加。說(shuō)明在逆向氣流不變的條件下,只是濾袋被繃緊后袋壁的運(yùn)動(dòng)受限,因而其膨脹到限位置時(shí)受到的沖擊振動(dòng)大為減弱而減弱清灰效果。工程應(yīng)用中也曾發(fā)現(xiàn)濾袋在袋籠上繃得過(guò)緊而清灰不良的情況。
大反向加速度是指:清灰時(shí),由于氣體動(dòng)力的作用使袋壁向外運(yùn)動(dòng)到限位置后,在濾袋張力的作用下使其反向收縮所產(chǎn)生的與噴吹氣流方向相反的大加速度。袋壁的大反向加速度與清灰效果是一致的,就是說(shuō),大反向加速度越高,清灰效果就越好。同濟(jì)的劉華以等還通過(guò)柔性薄膜模擬濾袋,探討了脈沖荷載作用下柔性薄膜的振動(dòng)特性,求得了薄膜振動(dòng)變形的加速度隨時(shí)間變化的規(guī)律,指出當(dāng)塵粒所受的慣性力大于附著力時(shí),塵粒就會(huì)從濾袋上脫落,清灰效率直接決定于濾袋振動(dòng)所產(chǎn)生的大反向加速;西安科技大學(xué)的田瑋通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法得出袋底的壓力上升速率是評(píng)價(jià)清灰性能的指標(biāo),而壓力上升速率也就是袋底大反向加速度;中鋼天澄的陳隆樞通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出大反向加速度與個(gè)壓力波峰同時(shí)出現(xiàn);其后,盡管壓力峰值高于個(gè)波峰,但反向加速度卻很小,并隨著時(shí)間的推移而趨于零。這一事實(shí)說(shuō)明,脈沖噴吹氣流在濾袋內(nèi)的清灰作用是由次沖擊所產(chǎn)生的:高壓氣團(tuán)在從袋口沖向袋底的過(guò)程中,依次將濾袋表面的粉塵清落。