顆粒層除塵機理

當含塵氣體流經顆粒層除塵器時，流線將發生偏移，此時，較大的塵粒由于慣性的作用而偏離流線撞到過濾介質顆粒上，稱為“慣性碰撞”效應；更細微的塵粒雖遠離過濾介質顆粒，但在布朗擴散效應的作用下可能撞到過濾介質顆粒；外加電場或塵粒與過濾介質顆粒摩擦產生的靜電作用會促使塵粒與過濾顆粒接觸；重力作用會使粒徑較大的塵粒發生沉降。此外，還有熱遷移、倫敦一范德華力的作用，但這兩種作用力較小,可忽略。

顆粒層捕集粉塵時，在濾料清灰后的初始時刻，顆粒層濾料呈潔凈狀態，慣性碰撞、直接攔截和擴散沉積是最重要的捕集機制。隨著過濾時間的推移，粉塵在顆粒層表面逐漸沉積，粉塵層形成，介質顆粒層的除塵效率逐漸提高，此時篩濾作用就成了主要捕集機制。可以看出，顆粒層除塵的工況是周期性變化的,亦即具有非穩態特性。

顆粒層除塵器的性能參數

顆粒層除塵器的性能參數包括除塵效率、顆粒層壓力損失、過濾風速、臨界流化速度和反吹阻力。

(1) 除塵效率。影響顆粒層除塵器除塵效率的因素較多，如濾料的粒徑、顆粒層厚度、過濾速度及粉塵的粒徑分布等；同時，濾料和粉塵的性質、表面狀態，氣體溫度、壓力等也影響除塵效率。另外，顆粒層的過濾狀態對除塵效率產生重要的影響。例如，粉塵在顆粒層中的沉積會提高除塵效率；而已經沉積的粉塵可能產生二次揚起而降低除塵效率。

(2) 壓力損失。顆粒層的壓力損失是指氣流通過顆粒層時所消耗的能量。壓力損失與 顆粒的粒徑、床層厚度、過濾風速和顆粒層內粉塵沉積狀態有關。減少壓力損失能夠降低顆粒層除塵器的動力消耗；但顆粒層壓力損失過低，除塵效率往往也較低。

(3) 臨界流化速度和最大反吹風速。顆粒層的反吹清灰是借助自下而上的氣流使顆粒層浮動、疏松、膨脹，導致粉塵剝離并被帶出顆粒層。反吹風速較低時，顆粒保持靜止,顆粒層為固定床；隨著風速的增加，顆粒開始浮動，此時的顆粒層稱為初始液體床；當風速足夠大時，顆粒層將產生氣泡和劇烈沸騰現象，被稱為鼓泡沸騰床。固定床轉變為沸騰床時的最小風速，稱為臨界流化速度。

反吹氣流須使最大的濾料顆粒能夠浮動，最大的塵粒能被吹出顆粒層；又須保證最小的顆粒不被吹走。因此，顆粒層的反吹風速有一個最大限度，稱為最大反吹風速。

臨界流化速度和最大反吹風速主要與下列因素有關：顆粒當量直徑；顆粒密度(真密度和堆積密度)；顆粒層空隙率；氣體密度。

反吹阻力。固定床顆粒層在沸騰狀態下，反吹阻力接近于單位面積上顆粒層的質量。