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袋式除尘滤料过滤性能检测及应用的探讨

摘要对常用的几种除尘滤料的过滤性能进行测试，得到过滤效率在不同粉尘负荷条件下与过滤速度的关系，并采用回归分析法对所得数据进行处理，得到滤料两侧过滤阻力随过滤时间、粉尘层厚度变化的二次曲线关系，结合工程应用中清灰压力设定值及相关影响因素即可明确清灰周期。
关键词袋式除尘除尘滤料滤料阻力除尘效率清灰周期

1引言
目前袋式除尘器常用滤料的检测参数主要包括滤料的透气性、清洁状态下总效率及阻力，这些参数难以满足工程的要求。近年来，袋式除尘器较突出的矛盾是清灰，该技术决定了滤料性能的周期性变化。从过滤性能上来看，对一定浓度入口含尘气量，粉尘厚度大效率高，但其薄弱环节在于清灰之后，滤料性能差异较大，尤其是对微细尘的除尘效率存在不利工况。本文利用测试滤料所得的压力损失、过滤效率、粉尘层的形成时间及厚度等参数，试图探讨找出其内在变化规律用于指导工程应用。

2研究对象及方法
2.1实验仪器及方法
滤料性能测试装置[1]如图1，可进行洁净及发尘状态下的滤料过滤性能测试。环境空气由测试管道入口进入管道，经过被测滤料，流量计，由吸气泵抽吸排除。

1－发尘器；2、3－Grimm便携式尘粒监测仪[2]；4—被测滤料；
5—数字式微压计；6－转子流量计；7－无油真空泵
图1滤料发尘阻力测试装置
2.2测试参数
2.2.1过滤速度
过滤风速ν是指过滤材料面积上通过气流的速度，m/s。但是常用的滤袋的过滤速度一般用m/min计算。
（1）
式中：Q—经过测试过滤器的风量，m3/h；f—过滤器的过滤有效面积，m2。
2.2.2分级过滤效率
分级过滤效率ηi是指过滤器从空气流中除去的某个粒径的颗粒个数，除以进入此过滤器的该粒径的颗粒总数，所得商即为捕集效率，求出过滤材料分级效率。
（2）
式中：ηi—PMx的分级计数效率（％）；N1i—上风侧某粒径段计数浓度的平均值(粒/L)；N2i—下风侧某粒径段计数浓度的平均值(粒/L)。
2.2.3过滤阻力
过滤阻力是指被测滤料前后的全压差,假设测试管道气流流速均匀,且无漏气,由于过滤速度较低，动压较小，可将过滤阻力近似看作滤料前后的静压差。
2.2.4粉尘层厚度
测试发尘采用医用滑石粉，真密度为2.75kg/m3，测量容积密度为0.60kg/m3。测量粉尘质量采用BS224型电子天平。
在稳态过滤条件下，粉尘沉积层厚度是时间的函数，在一段时间内，滤料表面粉尘沉积质量表示为，
（3）
式中：m—粉尘质量浓度，kg；C－烟气粉尘浓度,g/m3；f—有效过滤面积，m2；—过滤速度，m/min；t－时间，s；ρν—粉尘的容积密度，kg/m3；δ－过滤介质厚度，m。
2.3测试对象
袋式除尘器滤料按过滤方式可分为：表面过滤、表层过滤和深层过滤三种。覆膜滤料属于表面过滤，梯度纤维复合滤料属于表层过滤[3]，普通针刺毡滤料多为深层过滤材料。选取具有代表性的滤料进行测试：梯度纤维复合滤料(A)、普通针刺毡(B)、覆膜滤料（C）。
2.4数据处理方法
利用数据回归分析[4]根据已获得的观测值采用拟合方法得到相关曲线，分析获得一些有意义的结论，并可以根据给定的自变量得出相应的预报值（拟合值或回归值）。回归分析的估计精度问题反应了拟合曲线满意程度。
将实际观测值关于其均值的方差（即校正平方和）分解为两部分，前一部分是由回归线引起的，后一部分是由于实际观测值没有落在回归线上引起的（否则残差平方和为零）。

3测试结果及回归分析
3.1清洁滤料回归分析
环境参数为：标准大气压，温度为18℃，相对湿度为68％，空气密度为1.21kg/m3。清洁状态下改变气流速度得到各滤料的气流速度与压力损失的关系，见图2。

图2清洁状态下，过滤速度与压力损失的关系
线性回归分析得出的拟合直线为：。模型参数a、b及反应回归拟合程度好坏的见表1，表2。
表1不同滤料线型回归的模型参数
滤料名称拟合系数ABCa-3.00-0.58-2.43b27.3212.832.93表2拟合曲线的R2
滤料残差SS回归SS校正SSA10.9582996.7253007.6840.996B1.978657.818660.0000.997C9.3424353.8054363.8750.998从表2中可以看出，回归分析得到在清洁状态下，各滤料的过滤速度与阻力呈线型关系，由拟合曲线的R2表明对直线拟合感到满意。
3.2发尘状态下滤料的回归分析
回归分析拟合曲线形式为：Y=A+B1X+B2X2。改变过滤风速，压力损失与时间及粉尘层厚度的关系分别见下图。
滤料A：

图3压力损失与时间图4压力损失与厚度
表3滤料A，二次拟合曲线模型参数
v（m/min）
拟合系数0.801.001.201.501.802.002.503.00A4.7413.9