0、前言
礦物燃料日益緊張,環(huán)境問(wèn)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(guò)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(guó)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,F(xiàn)有袋式除塵器在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中還不夠理想,仍然存在較多問(wèn)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(guò)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(chǎng)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(duì)實(shí)際情況對(duì)常規(guī)布袋除塵器的改良,通過(guò)調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu),以改變含塵煙氣的流場(chǎng)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(kāi)。袋室由4個(gè)相同的分室構(gòu)成,下部與灰斗相通,過(guò)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(chǎng)分布,因此對(duì)模型簡(jiǎn)化,忽略布袋的微觀過(guò)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(wú)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(duì)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(chǎng)計(jì)算,予以對(duì)比。
2.2計(jì)算結(jié)果對(duì)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(guò)隔板進(jìn)入過(guò)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(guò)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(duì)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(chǎng)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(guò)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(guò)對(duì)比分析布袋除塵器內(nèi)煙氣流場(chǎng)分布情況可知,針對(duì)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(guò)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。
三門(mén)峽富通新能源銷(xiāo)售生物質(zhì)鍋爐、家用炊事?tīng)t灶等。