针对传统除尘技术存在的易堵塞,能耗高,占地大等问题,本研究开发出高效折叠滤筒除尘增效技术。通过优化滤筒褶皱结构,建立清灰效果与褶深,褶数的关联模型,提升清灰效率并降低系统阻力;采用高分子非金属骨架替代金属材料,有效解决腐蚀问题并简化废弃处理流程。该技术实现设备占地面积减少50%,兼具高效过滤与节能特性。该技术已在钢铁,水泥和新能源等工业领域应用,为工业超低排放改造及"双碳"目标实现提供了技术支撑。

随着国家对各行各业废气排放的要求日益严格以及社会各界环保意识的提升,众多中小型企业也开始积极寻求高效的废气处理方法。在这样的时代背景下,滤筒除尘器凭借有效过滤面积大,压差低,体积小,使用寿命长等特点,已成为工业除尘器发展的新方向。对于滤筒除尘器而言,内部流场的分布对设备的除尘效率及使用寿命有着重要的影响。目前使用的滤筒除尘器主要采用下进风方式,进风口位于中箱体和灰斗过渡位置。众多学者在对下进风式滤筒除尘器的研究中发现,下进风式滤筒除尘器箱体内部流场分布不均问题较为突出,虽然提出了各种不同的方法来干预流场的分布,使得流场分布均匀性有了较大提升,但是,不同滤筒之间处理气量的差异依然严重。针对该问题,本论文提出一种新型的上进风式滤筒除尘器,同时采用数值模拟的方法分析上进风式滤筒除尘器内部流场分布状况,并与下进风式的滤筒除尘器做了对比,分析结果发现,上进风式滤筒除尘器在控制二次扬尘,减轻气流对滤筒的冲刷作用以及各个滤筒气流分布均匀性方面均优于下进风式滤筒除尘器。在分析上进风式滤筒除尘器时发现,由于箱体结构的原因使得靠近中箱体四个边角的滤筒处理气量明显高于其他滤筒,而且,方形的箱体结构在安装滤筒时箱体空间利用率较低;为了改变这种状况,进而改用圆形箱体结构,同时对圆形箱体结构的滤筒除尘器进行了流场分析,结果表明,圆形箱体结构的滤筒除尘器相比于方形箱体结构的滤筒除尘器箱体空间利用率更高,同时流场分布也更加均匀。最后,在确定了圆形箱体结构的上进风式滤筒除尘器相比于方形箱体结构的下进风式滤筒除尘器有了较大的进步后,进一步探究了除尘器进风口大小,导流板的布置以及散射装置的合理选择与布置对滤筒除尘器流场分布均匀性的影响,寻找更优的方案以使得流场分布更为均匀。

近些年来,随着我国工业的快速发展,环境污染问题日趋严重。工业废气的大量排放导致空气中颗粒污染物的含量和种类越来越多,从而对人体健康造成了极大危害,所以寻找一种高效的除尘设备来控制大气中细颗粒物的含量显得尤为重要。其中滤筒除尘器具有除尘效率高,压力损失低,占地面积小等优点,已被广泛地应用于诸多工业领域。本课题组由此提出了一种内部带有锥体结构的新型褶式滤筒,与常规滤筒相比,该新型滤筒的过滤面积更大,清灰性能更好。因此,该新型滤筒的推广应用能对我国环保行业的发展起到促进作用。本文针对新型滤筒进行系列化设计及其选型软件的开发设计,首先以新型滤筒性能的影响因素如滤料特性,粉尘负荷,过滤风速,喷吹压力,清灰方式及新型滤筒结构参数作为性能评价因子,基于层次分析法和Delphi专家调查法建立递阶层次结构模型,通过计算对新型滤筒的主要性能参数如除尘效率,压力损失,清灰效果,处理风量及经济性等进行权重分析,为新型滤筒的选型提供参考;然后从新型滤筒的基本结构出发,利用响应曲面法和实验总结分析等方法分析滤筒结构参数对压力损失,过滤效率,经济性和清灰性能的影响,并对结果进行综合优化分析;再根据产品系列化设计的主要步骤对新型滤筒的基本结构,即标准尺寸和系列尺寸进行系列化设计,并利用Access建立产品数据库;最后,根据以上研究,运用VB软件编写代码,开发出新型滤筒系列化设计及选型软件,为该新型褶式滤筒在实际工程应用中的推广奠定基础。通过以上研究,得出的主要结论归纳如下:(1)基于层次分析法和Delphi专家调查法对新型滤筒的主要性能参数进行权重分析,结果表明:各性能评价指标对新型滤筒性能的影响权重排序为滤料特性新型滤筒结构粉尘负荷过滤风速清灰方式喷吹压力;各性能指标对影响新型滤筒选型的相对权重排序为除尘效率经济性阻力损失清灰效果处理风量,该结论为新型滤筒的选型提供了参考;(2)通过对新型滤筒结构参数对压力损失,过滤效率,经济性及清灰性能的影响进行综合优化分析,结果表明:在一定的参数范围内,当褶夹角θ为5。2°,褶高P为35mm时,滤筒的压力损失最小,同时,滤筒的过滤效率和清灰性能均能满足要求,滤筒经济性也较优。对于规格为325mm×1000mm的新型滤筒,当其锥体高度为600mm,锥顶半径为65mm时,滤筒的清灰性能最优,同时滤筒的过滤效率和经济性也较优。所得结论为新型滤筒系列化设计及选型软件的开发提供了理论基础。(3)对产品系列化设计的定义,方法和主要步骤进行了介绍,发现根据之前对新型滤筒主要结构参数的研究,利用相似设计法可以对新型滤筒的基本结构,即标准尺寸和系列尺寸进行系列化设计,并利用Access建立成产品数据库的形式,为最终新型滤筒选型软件的开发奠定了基础;(4)利用VB编程软件开发出了新型滤筒系列化设计及选型软件,该软件能够根据给定的工作环境参数和初始参数设计出新型滤筒的最优结构并计算出对应的压力损失和效益成本比,不仅提高了工作人员的设计效率,并且为新型滤筒的工程应用起到了推广作用。