撞击流除尘阵列惯性除尘机理强化

摘要

惯性除尘是工业上常用除尘器的主要除尘机理之一，可通过提高气速对其进行强化，但由此将带来较大的阻力损失。针对撞击流除尘器的结构特征，提出多层撞击流除尘阵列的排布方式以平衡颗粒脱除率和压降之间的矛盾关系。首先，通过数值模拟获得了除尘阵列在不同排列间距条件下的颗粒脱除率和气路压降，引入过滤质量因子（Q因子）对颗粒脱除率和气路压降进行综合评价，结果表明，工业除尘中气速1.5 m·s^-1条件下6 mm等间距的排列方式为较优排布方式。然后，通过除尘实验（雷诺数Re=2 131～2 787）得出6 mm等间距除尘阵列的单元排颗粒脱除率随斯托克斯数(S_tk数)的变化趋势，实验数据拟合得到了S_tk=5.2×10^-4～1.0范围内单元排颗粒脱除率与S_tk数的经验公式。最后，为适应含尘气的宽粒径范围，开发了级联式撞击流排布方式的除尘阵列，此种除尘阵列通过逐渐收窄流道、提高阵列间气速，从而强化惯性碰撞，可有效提升分级颗粒粒径脱除率。级联式撞击流除尘阵列的实验表明，该排布方式较6 mm等间距撞击流除尘阵列颗粒脱除率有较大提升，15个单元排的级联式除尘阵列与同单元排数的6 mm等间距排布的除尘阵列相比，在气速为1.5 m·s^-1时颗粒脱除率提升了126%，且脱除率与S_tk数的关联关系与前述经验公式预测值一致，表明此经验公式可适用于多种排列方式的除尘阵列。

关键词

撞击器 / 惯性碰撞机理 / 除尘阵列 / 气溶胶 / 过程强化