顆粒層除塵機理

當含塵氣體流經(jīng)顆粒層除塵器時，流線將發(fā)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(zhì)顆粒上，稱為“慣性碰撞”效應；更細微的塵粒雖遠離過濾介質(zhì)顆粒，但在布朗擴散效應的作用下可能撞到過濾介質(zhì)顆粒；外加電場或塵粒與過濾介質(zhì)顆粒摩擦產(chǎn)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(fā)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(tài)，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(zhì)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(wěn)態(tài)特性。

顆粒層除塵器的性能參數(shù)

顆粒層除塵器的性能參數(shù)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(zhì)、表面狀態(tài)，氣體溫度、壓力等也影響除塵效率。另外，顆粒層的過濾狀態(tài)對除塵效率產(chǎn)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(jīng)沉積的粉塵可能產(chǎn)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(nèi)粉塵沉積狀態(tài)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(chǎn)生氣泡和劇烈沸騰現(xiàn)象，被稱為鼓泡沸騰床。固定床轉(zhuǎn)變?yōu)榉序v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(tài)下，反吹阻力接近于單位面積上顆粒層的質(zhì)量。