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鍋爐脈沖除塵器除塵機(jī)理過程和脈沖清灰機(jī)理
鍋爐脈沖除塵器的應(yīng)用己經(jīng)非常廣泛，但是袋式除塵器的過濾和清灰理論卻相對落后。本章對除塵機(jī)理和脈沖清灰機(jī)理做簡單介紹。
1、除塵機(jī)理及過程
單根纖維過濾機(jī)理
袋式除塵器是過濾式除塵的一種，其除塵的基本原理符合纖維過濾理論。過濾材料是由數(shù)不清的纖維組成的，過濾機(jī)理最簡單的模型是將某一根纖維拿出來作為孤立的圓柱體，忽略其他纖維的影響，來考慮單根纖維對粒子的作用。
1)碰撞效應(yīng)
單一纖維可以認(rèn)為是圓柱體，含塵氣體與濾料的相互作用可以簡化為圓柱擾流模型。在圓柱擾流中，流體接近圓柱時(shí)流線發(fā)生彎曲，而粒徑大于1μm的顆粒由于慣性作用，偏離流線，仍保持原有的運(yùn)動方向，與纖維發(fā)生碰撞，粉塵即被捕集下來，這稱為碰撞效應(yīng)。
2)鉤附效應(yīng)
鉤附效應(yīng)認(rèn)為：含塵氣體中的固體顆粒具有一定的體積，而質(zhì)量可以忽略，在圓柱擾流中，隨著流線越來越密，粒子與纖維的間距越來越近，接近到纖維到粒子中心的距離小于粒子半徑時(shí)，粉塵被捕獲。在鉤附效應(yīng)中存在極限軌跡，在極限軌跡之外的顆粒不受鉤附效應(yīng)的作用。
3)擴(kuò)散效應(yīng)
由于布朗運(yùn)動，0.5μm以下的粉塵運(yùn)動軌跡與氣體流線是不一致的，粉塵在氣體分子的碰撞下做不規(guī)則運(yùn)動，從而增加了粉塵和纖維的接觸機(jī)會，當(dāng)粒子碰撞到纖維表面時(shí)，粒子即被捕獲。粉塵顆粒越小，布朗運(yùn)動越顯著，擴(kuò)散效應(yīng)作用越大。
4)重力沉降
受重力作用的影響而使粉塵脫離流線，與過濾纖維發(fā)生接觸，并被捕集下來，這種作用叫做重力沉降。顆粒體積越大、相對密度越大，受重力作用越大，更容易沉落下來。該原理與重力沉降室中粉塵的分離機(jī)理相同。
5)靜電作用
纖維和粒子的自然帶電量很少，靜電作用力可以忽略。但當(dāng)人為使粒子和濾料荷電相反時(shí)，靜電作用非常明顯，粉塵更容易吸附在濾料上。當(dāng)靜電作用較大時(shí)，清灰會相對比較困難。
2、袋式除塵器的除塵過程
鍋爐脈沖布袋除塵器將纖維制成濾布后，纖維間形成了許多大小不一的間隙，當(dāng)粉塵的顆粒大于濾料上的空隙時(shí)，粉塵直接被截留下來，這樣就形成了新的過濾機(jī)理一一篩濾效應(yīng)。同時(shí)，由于各纖維之間的相互影響，繞單一纖維的速度場發(fā)生變化，上面介紹的5種過濾機(jī)理的貢獻(xiàn)大小也會有些變化，最終導(dǎo)致除塵效率有所提高。
袋式除塵器的過濾過程可以簡單的概括為：含塵氣體通過濾布時(shí)，受篩濾、靜電、擴(kuò)散、重力等作用，固體顆粒被捕集，排出干凈空氣的過程。具體來說可以分為以下四步：
①當(dāng)新濾料剛剛投入使用時(shí)，由于纖維間的空隙大，篩濾效應(yīng)比較小，只能攔截粒徑比較大的顆粒，而細(xì)小的粉塵只能通過擴(kuò)散、靜電、鉤附等機(jī)理被捕獲，除塵效率很低；
②隨著過濾的繼續(xù)進(jìn)行，慢慢的會在濾布表面形成一層粉塵層，這時(shí)篩濾效應(yīng)比較顯著，除塵效率提高；
③隨著粉塵越聚越多，過濾性能越來越好，分離效率越來越高；
④雖然隨著除塵過程的進(jìn)行，分離效率越來越高，但當(dāng)粉塵厚到一定程度時(shí)，動力系統(tǒng)消耗很大，這時(shí)需要對濾布進(jìn)行清灰處理，減小濾布阻力。
②、③、④步反復(fù)循環(huán)，這樣就組成了袋式除塵器的工作過程。
濾袋材質(zhì)、粉塵性質(zhì)及氣體參數(shù)是影響過濾效率的重要因素，也影響了各過濾機(jī)理對總效率貢獻(xiàn)的大小，不同影響因素下，各除塵機(jī)理的變化趨勢：
纖維對氣溶膠粒子的收集是各機(jī)理同時(shí)作用的結(jié)果。篩分及慣性沉降對大直徑粒子占主導(dǎo)地位，而對于小直徑粒子擴(kuò)散作用占支配地位。然而，無論他們起的作用是大是小都是同時(shí)發(fā)生的，因而鍋爐單機(jī)除塵器需要對各機(jī)理的沉降效率加以綜合，并不能將各個(gè)單獨(dú)作用的效率簡單相加。
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