新型滤筒除尘器的性能实验研究及工业应用

发布时间：2017-09-25 13:41

  本文关键词：新型滤筒除尘器的性能实验研究及工业应用

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【摘要】：工业尾气的大量排放,导致空气中含有大量悬浮微细颗粒物,特别是细颗粒物,对人类健康以及环境造成极大的危害。随着国家各个行业对颗粒物排放限值的要求日益严格以及大众环保意识的逐渐增强,有效的控制空气中的细颗粒物的排放量显得至关重要。滤筒除尘器作为去除空气中细颗粒物的一种有效设备,被广泛的应用在冶金、火力发电、采矿、化工等行业。因此,对滤筒除尘器结构运行参数展开研究能为其更加广泛的应用奠定理论基础。本文通过搭建滤筒除尘器实验测试平台,对常规滤筒除尘器(所采用的滤筒为常规滤筒)和新型滤筒除尘器(所采用的滤筒为内部具有锥体结构的新型滤筒)的过滤性能和清灰性能进行研究,分析不同结构下的滤筒除尘器的除尘效率(总过滤效率和分级过滤效率)、过滤阻力、清灰效果等的变化情况。同时,基于成本效益法对新型滤筒的结构参数进行研究,并运用响应面法(Response surface methodology,RSM)分析不同结构参数对其经济效益比的影响,对新型滤筒的结构参数进行优化。此外,为了测试新型滤筒除尘器在实际工程中的运行情况,将新型滤筒除尘器应用在某钢厂高炉矿槽除尘工程以及某矿筛分厂房项目中。结果表明:(1)对新型滤筒除尘器过滤性能的实验研究发现:新型滤筒的使用能够增大除尘器的过滤面积,在相同处理风量时降低过滤速度,从而提高过滤效率。实验测量结果也表明:新型滤筒除尘器的过滤效率高于常规滤筒除尘器,特别在粉尘粒径较小的时候,过滤效率改善的效果更加明显;对于滤筒在运行过程中的压力损失研究发现:具有锥体结构的新型滤筒的压力损失有所降低。(2)新型滤筒除尘器和常规滤筒除尘器的清灰对比实验表明:当喷吹压力为0.6MPa,脉冲宽度为100ms时,不同结构的滤筒在100mm、500mm、900mm测点处的压力峰值分别为212Pa、396Pa、1920Pa(常规滤筒),400Pa、640Pa、1648Pa(锥体高度0.4m的新型滤筒),360Pa、360Pa、1200Pa(锥体高度0.6m的新型滤筒),说明锥体结构的添加能够改变常规滤筒内部清灰能量的分布情况,在提高滤筒上部的清灰压力的同时,降低滤筒底部的清灰压力,锥体结构的添加使得沿滤筒长度方向上的侧壁压力峰值的分布均匀性提高,这种改善效果使得滤筒上部区域的清灰效果提高,并且降低了常规滤筒底部由于清灰压力过大引起提前破损的概率,延长了滤筒的整体使用寿命。(3)通过成本效益法对新型滤筒除尘器进行经济分析,结果表明:新型滤筒除尘器由于采用的滤筒在内部添加了锥体结构,增大了单个滤筒的过滤面积,在处理相同风量时,能够减少滤筒的使用个数,进而减少除尘器体积和占地面积。在本文给定的参数范围内,成本效益比随锥体褶数增大先增大后减小;随锥体高度、滤筒褶数及褶高增加,成本效益比增大。影响成本效益比的显著性水平顺序依次为锥体褶数、滤筒褶数、褶高、锥体高,而锥体上圆台半径的影响可忽略不计。在给定的参数范围内,当N_1=264,h_1=0.8m,N_2=350,h_2=0.05m时,取得的最大成本效益比为33.25%。(4)为了检验内部具有锥体结构的新型滤筒在实际工程中的运行能力,将新型滤筒除尘器应用到某钢厂高炉矿槽以及某矿筛分厂房项目中,试用结果发现:新型滤筒除尘器清灰效果良好、运行稳定、阻力低于原设计值、出口排放浓度低于20mg/Nm~3,达到国家环保要求。脉冲喷吹滤筒除尘器作为袋式除尘器和电除尘器的理想替代品,在国内外具有更广阔的应用空间。本文提出的新型滤筒除尘器,在清灰性能、过滤效率和系统压力损失三方面,与常规滤筒相比,具有清灰效果更好、运行阻力低、更加节能环保的优势。为内部具有锥体结构的新型褶式滤筒的推广应用提供理论支持。
【关键词】：新型滤筒除尘器 工作性能 实验研究 工业应用
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X701.2
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-24
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 滤筒除尘器13-16
• 1.2.1 滤筒除尘器的分类13-15
• 1.2.2 滤筒除尘器在工业中的应用15-16
• 1.3 滤筒除尘器的研究现状16-18
• 1.3.1 滤筒除尘器过滤性能研究16-17
• 1.3.2 滤筒除尘器清灰性能研究17-18
• 1.4 滤筒除尘器的现存问题18-21
• 1.5 研究内容、目的及意义21-22
• 1.5.1 研究内容和目的21
• 1.5.2 研究意义21-22
• 1.6 技术路线22
• 1.7 创新点22-24
• 第二章 新型滤筒除尘器过滤性能的实验研究24-35
• 2.1 实验目的24
• 2.2 测试系统及测试方法24-31
• 2.2.1 实验测试系统及装置24-29
• 2.2.2 测量方法29-31
• 2.3 实验结果及分析31-33
• 2.3.1 新型滤筒除尘器与常规滤筒除尘器的过滤效率对比31-32
• 2.3.2 新型滤筒除尘器与常规滤筒除尘器的压力损失对比32-33
• 2.4 本章小结33-35
• 第三章 新型滤筒除尘器清灰性能的实验研究35-50
• 3.1 脉冲清灰效果评价指标35
• 3.2 实验目的35-36
• 3.3 清灰性能测试系统36-37
• 3.4 实验原理及方法37-39
• 3.5 实验结果与分析39-45
• 3.5.1 不同喷吹压力下压力峰值的对比39-44
• 3.5.2 不同脉冲宽度下压力峰值的对比44-45
• 3.6 清灰压力峰值变化45-46
• 3.7 粉尘动态脱落过程拍摄46-48
• 3.8 本章小结48-50
• 第四章 新型滤筒除尘器的经济性分析50-61
• 4.1 基于成本效益法建立新型滤筒除尘器经济性模型50-52
• 4.1.1 效益成本比50
• 4.1.2 滤筒除尘器经济性分析模型的建立50-52
• 4.2 基于响应曲面法计算工况设计及优化分析52-54
• 4.2.1 响应面法52
• 4.2.2 工况设计及计算工况52-54
• 4.3 方差分析54-58
• 4.4 结果与分析58-59
• 4.5 结构参数优化结果59-60
• 4.6 本章小结60-61
• 第五章 新型滤筒除尘器的工业应用61-70
• 5.1 现场情况介绍61-67
• 5.1.1 某钢厂高炉矿槽除尘系统61-65
• 5.1.2 某矿筛分厂房项目除尘系统65-67
• 5.2 使用效果评估67-69
• 5.3 本章小结69-70
• 第六章 结论与展望70-72
• 6.1 结论70-71
• 6.2 展望71-72
• 参考文献72-78
• 攻读硕士期间主要成果78-79
• 致谢79

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本文编号：917679