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脈沖除塵器的淸灰機(jī)理像過(guò)濾機(jī)理一樣不夠明晰,過(guò)濾理論 和清灰理論的研究都落后于袋式除塵器的發(fā)展和應(yīng)用,至少不像 旋風(fēng)除塵理論和靜電除塵理論那樣能引導(dǎo)應(yīng)用?;诖耍P者只能介紹幾種觀點(diǎn)。
1.綜合作用理論
在研究脈沖袋式除塵器清灰機(jī)理的過(guò)程中,一些研究者認(rèn)為機(jī)械振打袋式除塵器的幾種淸 灰機(jī)理,抖動(dòng)使濾餅下落,濾袋變形使粉塵層脫離等,也適合脈沖袋式除塵器的清灰機(jī)理。其 理由是,機(jī)械清灰原理是靠濾袋抖動(dòng)產(chǎn)生彈力使附于濾袋上的粉塵及粉塵團(tuán)離開(kāi)濾袋降落下來(lái) 的,抖動(dòng)力的大小與驅(qū)動(dòng)裝置和框架結(jié)構(gòu)有關(guān)。驅(qū)動(dòng)裝罝動(dòng)力大,框架傳遞能童損失小,則機(jī) 械淸灰效果好。脈沖除塵器清灰的情況也是多種機(jī)理的綜合作用,只是脈沖淸灰施加在濾袋上 的能量大,淸灰效果好而已。
根據(jù)對(duì)1000m2過(guò)濾面積的袋式除塵器,選用淸灰方式對(duì)比,其消耗動(dòng)力的大致情況是: 機(jī)械振動(dòng):反吹逆選:脈沖噴吹=1 ' (2?4) : (4?6)。
2.逆氣流反吹理論
—些研究者認(rèn)為脈沖清灰噴吹時(shí)逆向穿過(guò)濾袋的氣流對(duì)淸灰起主要作用。反吹風(fēng)清灰的機(jī) 理,一方面是由于反向的淸灰氣流直接沖擊塵塊;另一方面由于氣流方向的改變,濾袋產(chǎn)生脹 縮變形而使塵塊脫落。反吹氣流的大小直接影響清灰效果。
為了研究逆向氣流的清灰作用,一些學(xué)者進(jìn)行了有益的試驗(yàn)。結(jié)果證明,逆向氣流要將塵 粒從濾袋表面吹落,其速度需要()? 5?3m/s;粒子越小,其黏附力對(duì)拉力的比值越大,越難吹 落,因而需要更高風(fēng)速。有研究者在實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的逆向氣流速度僅30?50m/s。由此認(rèn)為,在 脈沖噴吹時(shí),逆向氣流對(duì)粉塵剝離所起作用非常小,任何粉塵從濾袋表面脫落都是由于濾袋面 運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。但是研究忽視了逆向氣流是破壞粉塵層的內(nèi)聚聯(lián)系,即在垂直方向施加吹斷粉塵 層的力進(jìn)行清灰的。能使粉塵團(tuán)塊斷裂的條件可用下式表示:+?+?+?+?(3-56)式中,TP為粉塵的內(nèi)聚力,其方向與濾層平行;
3.壓力上升速度理論
—些研究者認(rèn)為濾袋在噴吹時(shí)膨脹到極限位置時(shí)的大反向 加速度起主要作用,而且試驗(yàn)還證明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。但是這種加速度說(shuō)法無(wú)法 說(shuō)明和解釋塑燒板除塵器,陶瓷濾筒除塵器同樣是采用脈沖噴吹清灰,但是在塑燒板和濾筒都 不產(chǎn)生反向加速度其淸灰也很好。
筆者認(rèn)為脈沖噴吹淸灰同爆破過(guò)程有相似之處。清灰氣流對(duì)濾袋的沖擊起決定性作用,淸 灰時(shí)濾袋內(nèi)的壓力峰值和壓力上升速度是衡童淸灰
以濾袋內(nèi)的壓力峰值、壓力上升速度這兩項(xiàng)指標(biāo)衡量淸灰效果,不僅適用于脈沖袋式除塵 器,也適用于反吹淸灰的袋式除塵器。所以脈沖淸灰的決定因素是淸灰壓力在單位時(shí)間內(nèi)的上 升速度,壓力上升快則淸灰效果好,利用這一理論可以說(shuō)明除塵器脈沖淸灰過(guò)程的粉塵脫落問(wèn) 題。假設(shè)清灰時(shí),粉塵的剝離是發(fā)生在粉塵層與濾袋分界面上,則因淸灰氣流而產(chǎn)生的淸灰力 用下式表示:式中,PP為清灰氣流產(chǎn)生的峰值,Pa; 為達(dá)到峰值所需要的時(shí)間,s; wj。為單位面積 表面粉塵濾餅的質(zhì)量,g; m為單位面積濾袋與粉塵層質(zhì)量之和,g; A為濾袋的彈性系數(shù);D 為清灰時(shí)濾袋的位移,nun。
由上式可以看出,當(dāng)濾袋選定且過(guò)濾處于平衡狀態(tài)后,影響清灰效果的主要因素是形成峰 壓速度,即清灰壓力在單位時(shí)間內(nèi)的上升速度。
Urich Riebel對(duì)濾料附著粉塵后的淸灰過(guò)程進(jìn)行了反復(fù)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)清灰效果既不與脈沖波 形頂部壓力有關(guān),也不與噴吹壓力延續(xù)整體時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān),而與脈沖初始階段的壓力上升速度 有關(guān)。壓力上升速度對(duì)濾料再生有明顯影響。圖3-17和圖3-18淸楚地表示了大壓力上升速度與淸灰效果的定量關(guān)系。這一結(jié)果與式 3-57表達(dá)的關(guān)系完全一致。
根據(jù)以上分析可以把脈沖除塵器的 淸灰機(jī)理作用如下描述:在袋式除塵器 過(guò)濾過(guò)程中,粉塵粒子受上升氣流產(chǎn)生 的懸浮速度作用,運(yùn)動(dòng)到濾袋表面附 近。由于不同粒徑粒子受到范德瓦耳斯 力、毛細(xì)吸附力、靜電附著力和過(guò)濾速 度壓力的作用形成黏附力,使粉塵附著 在濾袋表面上并漸漸形成粉塵層。脈沖 清灰時(shí),壓縮空氣噴吹到濾袋上,清灰 壓力上升速度產(chǎn)生的淸灰力,作用在粉 塵層與濾袋的分界面上,當(dāng)清灰力大于黏附力時(shí)則粉塵層破裂并脫落,在重力作用下粉塵落人灰斗,除塵器運(yùn)行良好。如果淸灰力小 于黏附力則清灰不良,除塵器在高阻力下運(yùn)行。
脈沖氣流進(jìn)人濾袋后氣流在濾袋內(nèi)波形大致變化見(jiàn)圖3-19。該圖形在濾袋上、中、下三 部分是不一樣的。從圖可以看出,壓力波峰過(guò)后出現(xiàn)一個(gè)負(fù)波,理論上講該波對(duì)清除濾袋上的 粉塵是不利的。設(shè)計(jì)中應(yīng)增大正濾峰值,減小負(fù)波峰值對(duì)清灰是有利的。濾袋內(nèi)氣流壓力的分 布見(jiàn)圖3-20。
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