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第21卷第3期宁波大学学报(理工版)Vol.21No.3 2008年9月JOURNALOFNINGBOUNIVERSITY(NSEE)Sept.2008 文章编号:1001-5132(2008)03-0423-05 陶瓷过滤器高温除尘技术的研究进展 陈武军,杨国华 (宁波大学海运学院,浙江宁波315211) 摘要:对陶瓷过滤元件及结构、滤饼的作用和架桥、过滤器故障安全(CPP)系统及陶瓷过滤器高 温气体净化一体化技术等几个方面进行了评述,总结了陶瓷过滤器存在着过滤管破裂、清灰效 率下降、管板和器壁的连接及脉冲阀的长期稳定性等几个问题,指出新型陶瓷材料的研究和陶 瓷过滤器高温气体净化一体化技术是陶瓷过滤器今后的研究方向. 关键词:陶瓷过滤器;高温除尘;净化一体化 中图分类号:TQ174文献标识码:A 高温除尘技术是能源利用和环境保护领域达孔径相对较小的膜过滤层组成,这种结构克服了传 到能源高效利用及低污染排放的一项核心技术.统陶瓷过滤元件压力损失高、过滤效率低的问题, 在化工及能源等领域中,很多工业炉窑的尾气温度实现了表面过滤,是近些年来开发应用最为典型的 波动很大,若采用布袋除尘,需要复杂的温控设备,一种结构形式. 余热利用率低;若采用湿法除尘,余热得不到利用,按形状又可分为试管式和错流式片状2种结 耗水量大,而且在降温过程中,易产生冷凝物和有构,试管式过滤器是一种形如试管的陶瓷过滤管, 害物质;若采用温度适应范围广的高温除尘器,保工业上用多个试管式过滤元件组成多层试管式过 证高效除尘的同时,也提高了余热利用率,省去了滤器,如图1所示.含尘气体从下部进入过滤器, 其他辅助设备,降低了成本.目前,高温除尘器主由管外部穿过陶瓷壁而实现过滤,捕集下来的颗粒 要有布袋除尘器、移动床除尘器、陶瓷除尘器等,落入灰斗中.当穿过陶瓷管的压降因粉尘粘在陶 其中陶瓷除尘器具有出色的热稳定性和化学稳定瓷管外壁而逐渐增加到一定值后,需用高压空气脉 性,除尘效率高,使用寿命长,因此,陶瓷过滤器冲反吹,实现了在线清灰.试管式过滤器的管板与 已成为一项重要的高温除尘技术.过滤器壁的连接涉及到密封、热膨胀等问题,因此 管板上的布管必须考虑到管板强度、滤管之间的粉 1陶瓷过滤元件及结构尘夹带和粉尘架桥等问题. 复合膜层结构中膜层的孔隙率、厚度及孔径大 陶瓷过滤元件按陶瓷的微孔结构可分为均质小对过滤元件的过滤性能有着重要的影响.通过 陶瓷和复合膜层陶瓷,复合膜层结构包括双层和多重复喷涂可得到多层表面过滤薄膜,提高过滤效 层结构.双层结构是由微孔孔径较大的支撑层和率,但是重复喷涂的热处理成本很高[1].文献[2]提 收稿日期:2007-06-20.宁波大学学报(理工版)网址:http://3xb.nbu.edu.cn 第一作者:陈武军(1982-),男,浙江新昌人,在读硕士研究生,主要研究方向:能源利用与环境保护.E-mail:maytzcwj@163.com 424宁波大学学报(理工版)2008 净化气出口滤饼的研究 脉冲气体入口2 滤饼对陶瓷过滤器的过滤起着重要作用.含 含尘气体 尘气流经过陶瓷孔隙时,在惯性碰撞、扩散和架桥 等作用下,粉尘颗粒被陶瓷捕捉,在陶瓷表面逐渐 滤管形成一层由粉尘组成的滤饼.当气流的压力降因 粉尘粘在陶瓷管外壁而逐渐增加到一定值后,需要 飞灰 进行清灰,使滤饼脱落.压降升高的原因主要有3 图1多层试管式过滤器 条:(1)每次反吹清灰之后,陶瓷表面的残留粉尘 出了一种混合烧结双分子层氧化铝薄膜技术,试 α-会增加;(2)滤饼层的致密化和陶瓷过滤薄膜孔隙 验结果显示这种薄膜具有更好、更稳定的渗透率, 的孔体积下降及孔径的缩小;(3)由于粉尘和过滤 而且能够很好地承受高压脉冲.器之间的化学反应和烧结等作用引起过滤介质中 由公司生产的复合型过滤管由 3MCVI-SiC3孔隙的堵塞. 层结构组成[3]:外层过滤层、中间纤维层和构成过 Hurley认为在1000℃以上的高温条件下,玻 滤器支撑基体的纤维内层.在外层过滤层和中间璃质的硅酸盐化合物对粉尘沉积物的粘性起主要 纤维层内部沉积着约1~2μm的碳化硅颗粒,而在作用,但是在低温条件下,却是硫酸盐化合物起主 内层纤维层沉积有约的碳化硅[6] 100μm.要作用,尤其是在含钙量高的粉尘中. 的氧化稳定性和表面涂层的稳定性, CVI-SiC文献[7]用2种不同的过滤器作了对比试验, 及或纤维在高温氧化性环境中的应 NextelNicalon结果表明:在400℃以上的高温情况下,由于粉尘 用稳定性是纤维缠绕和纤维强化CVI-SiC或者中的碳被完全燃烧,增加了滤饼的孔隙率,降低了 SiC-SiC复合型试管式过滤元件存在的问题.滤饼的抗拉强度;同时也引起了滤饼的局部烧结,