固定床颗粒层过滤特性实验研究

摘要

颗粒层除尘技术以其耐高温，耐高压，除尘效率高等特点，广泛应用于高温除尘领域，发展前景广阔。 本文介绍了一种新型式的固定床颗粒层除尘器，能够在满足高除尘效率的同时连续运行。为了寻找新型固定床颗粒层除尘器最佳初始参数，优化系统运行，本文从研究固定床过滤特性入手，进行了以下几个方面的研究工作： 分析了颗粒层过滤的特性和各影响参数，在此基础上根据固定床颗粒层内含尘气流浓度的连续方程推导出固定床颗粒层过滤的除尘效率和压力损失的理论方程式；利用相似理论，分析了影响颗粒层实验相似程度的各准则数，对颗粒层过滤实验进行相似模化，对在常温常压下设计颗粒床除尘实验台提供依据。 针对固定床过滤特点，设计了固定床过滤实验台，在不同的过滤风速，过滤介质，过滤时间，床层厚度条件下反复实验，总结出1～16分钟里固定床颗粒层除尘效率和压力损失的变化规律，给出7种可供新型固定床颗粒层除尘器选用的初始参数级配；设计模拟高温工况下的模型实验台，采用所选参数新型固定床颗粒层除尘器进行运行实验，获得了较好的运行效果；通过实验数据计算出理论式中未定的特性常数，完善先前的理论分析；本文的研究工作对包括新型固定床颗粒层除尘器在内的各式固定床除尘器的设计和运行提供了一定的参考价值并提出了一种利用相似实验研究高温除尘的新思路。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1高温除尘背景

1.1.1 IGCC和PFBC-CC技术

1.1.2 IGCC和PFBC-CC的高温除尘问题

1.1.3其他领域的高温除尘问题

1.2高温除尘设备

1.2.1高温旋风除尘器[8][9]

1.2.2旋流式分离器

1.2.3多管除尘器[10][11]

1.2.4高温过滤器

1.2.5颗粒层除尘器

1.3本文主要研究内容和预期效果

1.3.1本文主要研究内容

1.3.2预期效果

第二章颗粒层除尘装置

2.1颗粒层除尘器概述

2.1.1颗粒层除尘装置的发展

2.1.2颗粒层除尘器的优缺点

2.1.3颗粒层除尘器的分类

2.2颗粒层除尘器的结构

2.2.1 MB型颗粒层除尘器

2.2.2耙式颗粒层除尘器

2.2.3沸腾颗粒层除尘器

2.2.4湿式颗粒层除尘器

2.2.5交叉流颗粒层除尘器

2.2.6平行流颗粒层除尘器

2.3新型固定床颗粒层除尘器

2.3.1新型固定床颗粒层除尘器的设计背景

2.3.2新型固定床颗粒层除尘器的结构

2.3.3新型固定床颗粒层除尘器的特点

2.4本章小结

第三章固定床颗粒层过滤机理研究

3.1影响颗粒层除尘器性能的因素

3.2颗粒层过滤的基本方程

3.3颗粒层除尘效率的计算

3.4颗粒层压力损失的计算

3.5新型固定床颗粒层除尘器运行参数选择

3.5.1新型固定床颗粒层的过滤规律

3.5.2新型固定床颗粒层除尘器的参数选择

3.6本章小结

第四章颗粒层除尘器实验的相似模化

4.1气固两相流动基本方程

4.1.1气相基本方程

4.1.2颗粒相基本方程

4.2影响颗粒层过滤的准则数

4.2.1颗粒层过滤过程中各因素的影响

4.2.2颗粒层过滤中的拦截效应

4.2.3颗粒层过滤中的惯性碰撞效应

4.2.4颗粒层过滤中的扩散效应

4.3颗粒层除尘器近似模化条件的确定

4.3.1相似准则数的导出

4.3.2固定床颗粒层除尘的相似准则的选择

4.3.3移动床颗粒层除尘的相似准则的选择

4.4本章小结

第五章固定床颗粒层除尘实验研究

5.1实验目的

5.2实验装置

5.3实验物料及实验流程

5.3.1实验物料

5.3.2实验流程

5.4实验系统误差估计

5.4.1除尘效率的误差理论计算

5.4.2本次实验除尘效率测量误差的估计

5.5实验结果与分析

5.5.1滤料性质和过滤层高对过滤的影响

5.5.2过滤速度对过滤的影响

5.5.3除尘效率方程经验系数的实验确定

5.5.4压力损失方程经验系数的实验确定

5.5.5新型固定床除尘器运行实验

5.6实验过程中遇到的问题

5.7本章小结

第六章总结与展望

6.1全文总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间参加的科研项目

附录1实验装置

附录2实验数据