高溫陶瓷過(guò)濾器的設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬研究.pdf

1、先進(jìn)發(fā)電系統(tǒng)以及清潔煤技術(shù)，特別是先進(jìn)發(fā)電系統(tǒng)，如整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)（ IGCC）和增壓流化床燃燒技術(shù)（ PFBC）等，需要在高溫條件下有效地去除顆粒物，以保護(hù)下游渦輪機(jī)和滿足日趨嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此高溫氣體過(guò)濾已經(jīng)成為了這些系統(tǒng)中的一個(gè)基本組成部分。同時(shí)，由于冶金行業(yè) PM2.5細(xì)顆粒物排放量大、腐蝕性強(qiáng)、傳統(tǒng)除塵工藝凈化率低等特點(diǎn)，也急需發(fā)展高溫?zé)煔膺^(guò)濾深度凈化技術(shù)。
　　陶瓷過(guò)濾器作為最具有發(fā)展?jié)摿Φ母邷責(zé)煔膺^(guò)濾設(shè)備

2、，可用于清除煙氣中5μm以下的超細(xì)顆粒，且過(guò)濾效率可達(dá)99％以上，在化工、煉油、焚化、金屬冶煉、金屬回收工業(yè)以及先進(jìn)發(fā)電系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景。陶瓷過(guò)濾器作為高溫?zé)煔膺^(guò)濾系統(tǒng)中最主要的設(shè)備，當(dāng)含塵氣體進(jìn)入過(guò)濾器內(nèi)，通過(guò)截留捕捉、慣性碰撞捕捉以及擴(kuò)散捕捉等過(guò)程，實(shí)現(xiàn)粉塵顆粒與氣體的高效分離。為了延長(zhǎng)陶瓷濾芯的使用壽命，同時(shí)保證過(guò)濾系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要對(duì)濾芯進(jìn)行清灰并使濾芯再生。和靜電除塵及布袋除塵相比，其過(guò)程更為復(fù)雜，因此針對(duì)多種影響因

3、素開(kāi)展系統(tǒng)研究和設(shè)計(jì)至關(guān)重要。
　　本文針對(duì)陶瓷過(guò)濾器的除塵和清灰再生過(guò)程，通過(guò)壁厚計(jì)算、熱力計(jì)算等，設(shè)計(jì)了一臺(tái)具有100m3/h處理能力，工作壓力為5kPa，工作溫度為550℃，并安裝有四根燭狀陶瓷濾芯的陶瓷過(guò)濾系統(tǒng)，主要由進(jìn)氣系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)、反吹清灰系統(tǒng)三大部分構(gòu)成。
　　同時(shí)利用 Geometry和Pro/Engineer軟件建立了陶瓷過(guò)濾器的三維模型，利用 ICEM劃分網(wǎng)格，導(dǎo)入 Fluent軟件，進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。數(shù)

4、值模擬過(guò)程中選擇Realizable k?e模型，將陶瓷過(guò)濾濾芯多孔介質(zhì)部分設(shè)置為 p o r o u s-j u m p壁面條件，其表面滲透率設(shè)定為5.5×10-12m2，對(duì)不同進(jìn)氣速度、進(jìn)氣方式、過(guò)濾器內(nèi)壓力和溫度進(jìn)行了模擬，根據(jù)多次模擬計(jì)算結(jié)果，揭示了進(jìn)氣管內(nèi)氣流分布的規(guī)律，并據(jù)此優(yōu)化了進(jìn)氣管的設(shè)計(jì)；通過(guò)對(duì)濾芯內(nèi)外壓力以及氣流速度的模擬結(jié)果的分析，并基于對(duì)過(guò)濾器內(nèi)部氣流流動(dòng)狀態(tài)的研究，得到速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)對(duì)陶瓷濾芯除塵過(guò)程的影響規(guī)律