滤筒式除尘设备对低尘环境的净化研究

摘要

滤筒式除尘设备具有除尘效率高、阻力小、体积小等优点，随着国家对生产生活环境空间空气质量要求的不断提高和滤筒式除尘技术的发展，使滤筒式除尘设备得到了广泛的使用，但是目前滤筒式除尘设备的使用领域大多是集中在高浓度粉尘环境中，对其在低浓度粉尘环境、微细粉尘较多的环境中的应用和研究较少，如在烟厂等工业生产厂房，在生产过程中易产生粉尘，且其生产环境对温湿度有着严格的要求，为满足其生产需要，不但需要对其进行空气调节，而且需要将排放的粉尘有效的去除。目前解决方法主要有两种，一是采用在空调系统安装空气过滤器，这种净化设备虽满足生产需求，但存在净化效果差、阻力大、过滤装置布置不当、滤料清洗困难、空调系统表冷器易堵塞等问题；二是增大新风量以求得良好的生活生产环境，但存在对新风净化处理不当，未能达到净化要求等问题。为此，目前已有少量关于滤筒除尘设备在低浓度粉尘环境中的研究和应用，但主要集中在除尘效果上，对滤筒除尘设备在这种环境的工况性能、清灰方式以及对环境空间的影响等没有进行深入研究。因此，滤筒式除尘设备在低浓度粉尘环境中的净化研究具有重要的意义。
　　 本研究对脉冲喷吹滤筒除尘器在低浓度粉尘环境（粉尘浓度100mg/m3以下）中的性能进行了测试，表明滤筒式除尘设备除尘效率高、阻力小，在低浓度粉尘环境中，对粒径在0.5～5μm的粉尘的除尘效率可以达到99.99％以上，滤筒阻力小于300Pa，出口浓度低于0.15mg/m3;测试了脉冲清灰参数（脉冲喷吹压力、脉冲宽度和脉冲周期）对滤筒除尘器性能影响，表明喷吹压力越大，除尘器阻力波动越大，对除尘器的稳定性影响越大，而改变脉冲宽度和脉冲周期对滤筒除尘器的稳定性影响非常的有限；结合实验和滤料电镜扫描分析了影响滤筒除尘器除尘效率和阻力的主要因素，表明粉尘初层是影响滤筒除尘器除尘效率和阻力的主要因素。滤料孔径大约10μm左右，实验初期，清洁滤筒的除尘效率不高，随着实验的进行，粉尘初层逐渐形成，过滤效率不断增大。因此脉冲清灰时要选择合适的喷吹压力，防止破坏粉尘初层；结合实验和滤筒除尘器内部流场数值模拟分析了气流分布板和过滤风速对过滤的影响，表明采用气流分布板能有效的提高整个滤筒除尘器内部流场的均匀性，发挥滤料整体过滤性能，防止滤筒顶部冲刷，延长滤筒的使用寿命，同时过滤风速过大，微细粉尘易积聚在滤筒的顶部部位，清灰困难，所以应根据过滤粉尘的性质，确定合理的过滤风速；测试了脉冲喷吹清灰噪声，并与各类建筑空调系统噪声标准进行对比分析，表明对噪声要求较高的建筑，需使用低压脉冲清灰(喷吹压力0.1～0.3MPa)的方式清灰或者设置消声装置，对于工厂车间等建筑可使用高压脉冲清灰(喷吹压力0.4～0.6MPa)的方式清灰。
　　 本研究通过滤筒式除尘设备对低浓度粉尘环境的净化研究，通过具体的理论分析和实验研究，为以后滤筒式除尘设备在低浓度粉尘环境中的进一步研究和应用提供了一定的理论参考和实验数据。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 滤筒除尘器

1.2 低浓度粉尘环境中空气净化技术的国内外研究现状

1.3 低浓度粉尘环境中空气净化技术存在和亟待解决的问题

1.4 研究目的及主要研究内容

1.4.1 研究目的

1.4.2 研究的主要内容

1.4.3 研究的创新点

2 脉冲滤筒除尘器在低尘环境中的性能测试研究

2.1 滤筒除尘器工作原理

2.2 测试设备及测试系统流程图

2.3 滤筒除尘器的性能测试

2.3.1 滤膜称重法简介

2.3.2 无负荷状态下滤筒除尘器性能测试

2.3.3 采用Al(OH)3粉体测试

2.3.4 采用大豆粉体测试

2.3.5 滤筒除尘器性能测试结果分析

2.4 本章小结

3 滤筒除尘器滤料过滤机理的分析与研究

3.1 空气过滤技术的发展

3.2 滤筒除尘器滤料过滤理论

3.3 滤筒除尘器滤料过滤机理的分析

3.4 本章小结

4 脉冲喷吹清灰参数对滤筒除尘器性能的影响研究

4.1 脉冲喷吹清灰理论

4.2 脉冲喷吹清灰参数对滤筒除尘器性能的影响测试

4.2.1 实验原理

4.2.2 实验目的

4.2.3 喷吹结构参数

4.2.4 实验装置及仪器

4.2.5 实验结果及分析

4.3 本章小结

5 滤筒除尘器内部流场的数值模拟分析与研究

5.1 FLUENT软件简介

5.1.1 FLUENT软件的介绍

5.1.2 FLUENT软件求解问题的步骤

5.2 滤筒除尘器模型的建立

5.2.1 GAMBIT简介

5.2.2 模型的建立

5.2.3 边界条件的设置

5.3 滤筒除尘器内部流场的数值模拟及分析

5.4 本章小结

6 脉冲喷吹噪声测试及在空调环境中应用的可行性分析

6.1 研究的意义

6.2 脉冲喷吹噪声测试研究

6.2.1 实验原理

6.2.2 实验目的

6.2.3 实验装置及仪器

6.2.4 实验结果及分析

6.3 本章小结

7 滤筒式空气净化技术在低尘环境中应用的前景分析

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文及研究成果