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實(shí)驗(yàn)九 袋式除塵器性能實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1、通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步提高對袋式除塵器結(jié)構(gòu)形式和除塵機(jī)理的認(rèn)識； 2、掌握袋式除塵器主要性能的實(shí)驗(yàn)研究方法； 3、了解過濾速度對除塵器壓力損失及除塵效率的影響； 4、掌握管道中氣體含塵濃度的測定方法。 二、概述 袋式除塵器是使含塵氣體通過纖維織物做過濾材料將粉塵分離捕集的裝置，在工業(yè)尾氣除塵方面廣泛應(yīng)用。袋式除塵器的除塵效率一般可達(dá)到99%以上。適于細(xì)微的干燥顆粒物的捕集。 圖9.1 袋式除塵器工作原理如圖9.1所示。含塵氣體從下部進(jìn)入濾袋，在通過濾料孔隙時(shí)，粉塵被捕集于濾料上，透過濾料的清潔氣體由排出口排出。沉積在濾料上的粉塵，可在機(jī)械振動(dòng)的作用下從濾料表面脫落，落入灰斗中。常用濾料由棉、毛、人造纖維等加工而成，濾料網(wǎng)孔較大，一般為20～50μm，因而新鮮濾料的除塵效率較低。顆粒因截留、慣性碰撞、靜電和擴(kuò)散等作用，逐漸在濾袋表面形成粉塵層，常稱為粉塵初層。初層形成后，它成為袋式除塵器的主要過濾層，提高了除塵效率。濾布只不過起著形成顆粒初層和支撐它的骨架作用，但隨著顆粒在濾袋上積聚，濾袋兩側(cè)的壓力差增大，會把有些已附在濾料上的細(xì)小粉塵擠壓過去，使除塵效率下降。另外，若除塵器壓力過高，還會使除塵系統(tǒng)的處理氣體量顯著下降，影響生產(chǎn)系統(tǒng)的排風(fēng)效果。因此，除塵器阻力達(dá)到一定數(shù)值后，要及時(shí)清灰。清灰不能過分，即不應(yīng)破壞顆粒初層，否則會引起除塵效率降低。 另一個(gè)影響袋式除塵器效率的因素是過濾速度。它定義為煙氣實(shí)際體積流量與濾布面積之比，也稱為氣布比(F/M)。過濾速度是一個(gè)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。從經(jīng)濟(jì)上考慮，選用高的過濾速度，處理相應(yīng)體積煙氣所需要的濾布面積小，則除塵器體積、占地面積和一次投資等都會減小，但除塵器壓力損失卻會加大。從除塵機(jī)理看，過濾速度主要影響慣性碰撞和擴(kuò)散作用。選取過濾速度時(shí)還應(yīng)當(dāng)考慮欲捕集粉塵的粒徑及其分布。一般來講，除塵效率隨過濾速度增加而下降。另外，過濾速度的選取還與濾料種類和清灰方式有關(guān)。 迫使氣體通過濾袋是需要能量的，這種能量通常用氣流通過濾袋的壓力損失表示，它是個(gè)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，不僅決定著能量消耗，而且決定著除塵效率和清灰間隔時(shí)間。 清灰是袋式除塵器運(yùn)行中十分重要的環(huán)節(jié)。常用的清灰方式有三種：機(jī)械振動(dòng)清灰、逆氣流清灰、脈沖噴吹清灰（也包括逆流反吹過程）。 除塵器性能與其結(jié)構(gòu)型式、濾料種類、清灰方式、粉塵特性及其運(yùn)行參數(shù)等因素有關(guān)。袋式除塵器性能的測定和計(jì)算，是其選擇、設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理的基礎(chǔ)。 三、實(shí)驗(yàn)裝置 圖9.2 四、實(shí)驗(yàn)操作步驟 1、測定室內(nèi)空氣環(huán)境參數(shù)，記入表9.1。 2、將風(fēng)機(jī)閥開度調(diào)至0，稱取1kg面粉，打開風(fēng)機(jī)并均勻送入除塵器，觀察并讀取各壓力計(jì)讀數(shù)，結(jié)束后關(guān)閉風(fēng)機(jī)，打開振打按鈕振打1min，然后由出料口出料，并將出料稱重記錄。 3、改變振打時(shí)間為3min，5min,重復(fù)步驟2。 4、改變風(fēng)機(jī)閥開度1/2，1，重復(fù)步驟2，3。 五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及整理 1、除塵器處理氣體量 （） 2、除塵器漏風(fēng)率 一般要求除塵器漏風(fēng)率應(yīng)小于5%。 3、流量測定 （） 4、過濾速度 （） 一般要求過濾速度為2～4。 5、壓力損失的測定 ＝0.1 KPa 6、除塵效率的計(jì)算 上述式中 ——除塵器處理氣體量，； 、——截面①、②處理氣體量，； ——除塵器漏風(fēng)率，%； ——流量系數(shù)； ——截面①、②處管道截面積，； ——U形管內(nèi)水的密度，； ——處理氣體的密度，； ——截面①、②處U形管液面差讀數(shù)，； ——過濾速度，； ——濾袋過濾面積，； ——除塵器壓力損失，Pa； ——除塵器入口①和出口②之間U形管液面讀數(shù)差，c； ——除塵器總的除塵效率，% ——除塵器入口①處進(jìn)入的粉塵總量，kg； ——除塵器灰斗收集的粉塵總量，kg。 7、可由克拉珀龍方程計(jì)算氣體密度 ＝（T標(biāo)標(biāo)P環(huán)境）/（T環(huán)境P標(biāo)） P環(huán)境＝101.3KPa, 標(biāo)=(29g/mol)/(22.4l/mol) 表9.1 室內(nèi)空氣環(huán)境參數(shù)及實(shí)驗(yàn)裝置基本數(shù)據(jù)表 過濾面積 F/ m2 當(dāng)?shù)卮髿鈮?kPa 空氣 溫度/℃ 流量系數(shù) 截面①處 管徑/m 截面②處 管徑/m 1.7 101.3 19.8 1 6.7 6.7 表9.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表 設(shè)定振打時(shí)間T=1min 風(fēng)機(jī)閥開度 0 1/2 1 備注 測定參數(shù) 斷面① 斷面② 斷面① 斷面② 斷面① 斷面② 　 動(dòng)壓讀數(shù)／dm 1.63 1.98 1.60 1.95 1.55 1.94 　 靜壓讀數(shù)／dm 1.70 2.02 1.75 2.03 1.76 2.04 　 差值R／m 0.07　 0.04　 　0.05 0.08　 0.21　 0.10　 　 Δh／㎝ 5.2 10.0 11.2 　 原料重量W／㎏ 1 1 1 　 出料重量W／㎏ 0.95 0.78 0.8 　 設(shè)定振打時(shí)間T=3min 風(fēng)機(jī)閥開度 0 1/2 1 備注 測定參數(shù) 斷面① 斷面② 斷面① 斷面② 斷面① 斷面② 　 動(dòng)壓讀數(shù)／dm 1.62 1.98 1.57 1.95 1.57 1.94 　 靜壓讀數(shù)／dm 1.71 2.02 1.75 2.03 1.76 2.04 　 差值R／m 0.09 0.04 　0.18 0.08 0.19 0.10 　 Δh／㎝ 5.1 10.2 10.0 　 原料重量W／㎏ 1 1 　 　 出料重量W／㎏ 0.93 0.88 0.9 　 設(shè)定振打時(shí)間T=5min 風(fēng)機(jī)閥開度 0 1/2 1 備注 測定參數(shù) 斷面① 斷面② 斷面① 斷面② 斷面① 斷面② 　 動(dòng)壓讀數(shù)／dm 1.63 1.98 1.55 1.95 1.56 1.94 　 靜壓讀數(shù)／dm 1.69 2.02 1.73 2.03 1.75 2.04 　 差值R／m 0.06 0.04 0.18 0.08 0.19 0.10 　 Δh／㎝ 5.0 10.0 9.9 　 原料重量W／㎏ 1 1 1 　 出料重量W／㎏ 0.98 0.98 0.98 　 表9.3 壓力損失、漏風(fēng)率與過濾速度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理分析表 測定參數(shù) 風(fēng)機(jī)閥開度 備注 0 1/2 1 振打時(shí)間min 1 3 5 1 3 5 1 3 5 斷面氣體量/m3s-1 0.0377 0.0428 0.0368 0.0550 0.0604 0.0604 0.0652 0.0621 0.0621 斷面氣體量/m3s-1 0.0285 0.0285 0.0300 0.0402 0.0403 0.0403 0.0450 0.0450 0.0450 處理氣體量/m3s-1 0.0331 0.0357 0.0334 0.0476 0.0504 0.0504 0.0551 0.0536 0.0536 漏風(fēng)率 24.4 33.3 18.4 27.0 33.3 33.3 31.0 27.5 27.5 過濾速度/mmin-1 1.33 1.51 1.23 1.94 2.13 2.13 2.30 2.19 2.19 壓力損失KPa 0.520 0.510 0.500 1.000 1.020 1.000 1.120 1.000 0.990 除塵效率η（%） 95 93 98 78 88 98 80 90 98 表9.4 壓力損失、除塵效率與布袋振打時(shí)間的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理分析表 從表3選定一閥門開度：1/2 。 測定參數(shù) 布袋振打時(shí)間T/min 備注 1 3 5 處理氣體量Q/m3s-1 0.0476 0.0504 0.0504 壓力損失/mmH2O 10194.000 10397.880 10194.000 除塵效率η（%） 78 88 98 根據(jù)表9.3繪制壓力損失~過濾速度以及漏風(fēng)率~過濾速度實(shí)驗(yàn)曲線。 根據(jù)表9.4繪制壓力損失~振打時(shí)間T以及除塵效率~振打時(shí)間T實(shí)驗(yàn)曲線。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析： 六、思考題 1、影響袋式除塵器效率的因素有那些？ 答：影響因素有：顆粒物負(fù)荷W，指單位面積濾布上的積塵量；過濾速度，也叫氣布比，指煙氣實(shí)際體積流量與濾布面積之比；另外還有粉塵初層、清灰方式及程度等 2、實(shí)驗(yàn)還有哪些問題，如何改進(jìn)？ 答：送料：手工送料很難掌控進(jìn)料速度和進(jìn)料量，時(shí)大時(shí)小，還不連續(xù)，對壓力讀數(shù)影響很大，如能改為機(jī)械進(jìn)料會很方便。 讀數(shù)：使用U形管壓差計(jì)波動(dòng)大，讀數(shù)不準(zhǔn)確。 出料：實(shí)驗(yàn)中雖然是采用機(jī)械振打方式清灰，但仍是手工清掃出料，每次清掃程度難以保證一致，造成很大的誤差。