0、前言
礦物燃料日益緊張，環(huán)境問題日趨嚴(yán)峻，生物能源技術(shù)作為可替代能源之一，越發(fā)受到人們的重視。與其他生物質(zhì)能源技術(shù)相比，生物質(zhì)成型燃料（經(jīng)過顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)加工而成）技術(shù)更容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和使用，它具有低S0
2、NO
z排放等優(yōu)點(diǎn)。生物質(zhì)成型燃料灰分含量1.8%左右，燃燒后大部分形成灰渣，由除渣系統(tǒng)排除，飛灰則隨煙氣排出，具有密度小，粒度細(xì)等特點(diǎn)。隨著國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高和袋式除塵器應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展，袋式除塵器被選擇為煙氣凈化設(shè)備。濾袋是袋式除塵器核心，濾料再生是其穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，清灰技術(shù)直接影響袋式除塵器的使用效果。現(xiàn)有袋式除塵器在實(shí)際的運(yùn)行過程中還不夠理想，仍然存在較多問題，如運(yùn)行阻力增加較快，排灰不暢等。分析其主要原因是除塵器的氣流組織不均；濾袋清灰設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致濾袋的再生能力差；煙塵覆蓋或滲透進(jìn)入濾袋纖維層中難于清除，造成濾袋的過濾性能急劇下降，短期內(nèi)就發(fā)生糊袋現(xiàn)象。因此，本文主要從設(shè)備構(gòu)造出發(fā)，分析袋式除塵器內(nèi)的煙氣流場分布，為其優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
1、袋式除塵器的結(jié)構(gòu)
分室離線布袋除塵器如圖1所示，它是針對實(shí)際情況對常規(guī)布袋除塵器的改良，通過調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以改變含塵煙氣的流場分布，從而有助于改善清灰效果，降低運(yùn)行阻力。其結(jié)構(gòu)原理是煙氣進(jìn)出口布于同側(cè)，由斜隔板分開。袋室由4個(gè)相同的分室構(gòu)成，下部與灰斗相通，過濾后，煙氣由離線閥控制進(jìn)入上集箱排出。離線閥依次間隔關(guān)閉，當(dāng)其中一個(gè)分室離線時(shí)，通人壓縮空氣反向噴吹，將集附于布袋上的塵餅吹落，掉人灰斗。
2、模擬計(jì)算
2.1數(shù)學(xué)模型
本文只討論煙氣的流場分布，因此對模型簡化，忽略布袋的微觀過濾機(jī)理，將其視為均質(zhì)空間。不考慮溫度變化，所有璧面與下部排灰口密封嚴(yán)實(shí)，無漏風(fēng)。固體壁面在靠近壁面處采用壁面函數(shù)法進(jìn)行處理，送風(fēng)口處采用速度入口v=v
in，回風(fēng)口為壓力邊界條件p =P
out。現(xiàn)假設(shè)左側(cè)分室處于離線狀態(tài)，其出口面設(shè)置為璧面邊界條件。模型采用混合結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，利用有限容積法和SIMPLEC算法對微分方程進(jìn)行離散、求解。
為了更好分析離線袋式除塵器(A)內(nèi)部氣流分布情況，了解其改進(jìn)情況，同時(shí)給出了常規(guī)袋式除塵器(B)的流場計(jì)算，予以對比。
2.2計(jì)算結(jié)果對比分析
圖2、圖3給出了除塵器內(nèi)部煙氣速度矢量分布情況。煙氣在除塵器內(nèi)，繞過隔板進(jìn)入過濾袋室，在下部灰斗區(qū)形成較大的渦流，深至排灰口附近。因此在除塵器的安裝過程中，其密封性尤為重要。否則當(dāng)噴吹完畢后，集灰斗中的粉塵被氣流卷吸，將在很短的時(shí)間內(nèi)再次附著于濾袋上，運(yùn)行阻力急劇上升，最終導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。對比兩種除塵器的矢量分布情況，可以看出，全部濾袋投入使用時(shí)，袋室內(nèi)氣流分布均勻，即表示各濾袋所承受負(fù)荷相當(dāng)。如果將其中部分濾袋分室離線后，關(guān)閉該分室離線閥，由于流動(dòng)受阻，該區(qū)域煙氣變得稀疏，空氣反吹壓阻降低，塵餅反向受力增大，易于脫落，同時(shí)流場擾動(dòng)減小，更加有利于粉塵向灰斗沉降，避免二次卷吸。
除塵器內(nèi)煙氣流速度量分布情況表明（如圖4、圖5），除塵器的下部近壁速度較高，外側(cè)濾袋負(fù)荷較大，運(yùn)環(huán)境較惡劣，阻力增加較快。粉塵比重小，流動(dòng)性差，同時(shí)由于灰斗斜度尺寸受限，粉塵容易堆積在斜面上，難以排出。比較各過濾分室速度值，離線部分明顯較低，為濾袋再生提供良好的氣流環(huán)境。
3、結(jié)論
通過對比分析布袋除塵器內(nèi)煙氣流場分布情況可知，針對生物質(zhì)粉塵的特點(diǎn)，袋室由數(shù)個(gè)分室組成，將部分濾袋離線，降低煙氣流速，可以有效減小氣流擾動(dòng)，利于粉塵的脫落和收集，增強(qiáng)濾袋的再生能力。其增加了過濾面積和離線閥設(shè)備等，成本有所增加，但實(shí)際運(yùn)行表明較常規(guī)布袋除塵器有明顯。
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