田松明毕业论文正式版

1、本 科 毕 业 论 文理工学院毕 业 设 计（论文）学生姓名： 田松明 学 号： 09L0101215 学 院： 化学与制药工程学院 专 业： 化学工程与工艺 题 目： 碳纤维在高温除尘中的应用研究 指导教师： 赵瑞红（教授）许永权（讲师） 评阅教师： 赵瑞红(教授) 2013年6月 河北科技大学理工学院毕业设计（论文）成绩评定表姓 名田松明学 号09L0101215成 绩专 业化学工程与工艺题 目碳纤维在高温除尘中的应用研究指导教师评语及成绩 指导教师： 年 月 日评阅教师评语及成绩 评阅教师： 年 月 日答辩小组评语及成绩答辩小组组长： 年 月 日答辩委员会意见 答辩委员会主任： 年 月

2、日 注：该表一式两份，一份归档，一份装入学生毕业设计说明书（论文）中。毕 业 设 计（论文） 中 文 摘 要高温含尘气体指温度超过200含有固体颗粒的工业气体，高气体过滤过程中由于气体温度较高，故过滤介质的选择十分重要。如电厂脱硝前烟气除尘，目前缺乏适合的过滤介质。本实验采用碳纤维为过滤介质，确定小试的实验的工艺参数，并对电厂脱硝前烟气除尘中试实验装置进行了初步探索。研究结果表明：（1）随着时间的延长，过滤压降逐渐增加。流速为1.56m/min、碳纤维过滤介质长度为35cm（3层）时，为最佳实验条件，过滤效率可达99.9%以上，最大压降为108mm水柱。（2）对中试装置进行检修改造后，工厂已正

3、常开车，初步探索了碳纤维的高温除尘性能。开16KW加热器时，温度能到402，达到脱硝前除尘要求的温度。关键词：高温 颗粒 过滤 碳纤维 小试 中试毕 业 设 计（论文） 外 文 摘 要Title Carbon fiber in the application of high-temperature dust AbstractHigh-temperature dusty gas is the industrial gases that the temperature exceeds 200 and contains the solid particles.Due to higher gas te

4、mperature in the high temperature gas filtration, so the choice of filter media is very important.such Power plant flue gas dust removal before denitration, it is lack of a suitable filter media in the current. We will use the carbon fiber as filter medium for filtering in the experiment to determin

5、e the process parameters of the Small test experiments, And power plant flue gas denitration before dusting pilot experimental apparatus conducted a preliminary exploration.The results showed that:(1) It is the best experimental conditions that the flow rate is 1.56m/min and the carbon fiber filter

6、media length is 35cm (3 Layer).The filter pressure drop gradually increase and the filtration efficiency is 99.9%. At the same time ,maximum pressure drop is only 108mm water column.(2) On a pilot plant for maintenance after the transformation, the factory has been normal driving, preliminary explor

7、ation of the carbon fiber heat removal performance. On 16KW heater, temperatures up to 402 , up denitration required temperature before the dust.Key Words High temperature Particulate Filter Carbon fiber Small tes Pilot目录1 文献综述11.1 前言11.2 国内外高温除尘现状11.2.1 高温旋风除尘技术1-411.2.2 静电除尘技术11.2.3 湿法除尘技术621.2.4

8、旋流式分离技术721.2.5 多管除尘技术8,921.2.6 布袋式除尘技术21.3 布袋式除尘用到的高温滤料31.3.1 烧结多孔金属过滤材料31.3.2 陶瓷过滤材料31.3.3 碳纤维过滤材料41.4 本章小结52. 高温含尘气体过滤在小式中的实验部分62.1 工艺及工艺条件62.2 实验器材62.3 实验仪器72.4 实验步骤72.5 实验结果与讨论82.5.1碳纤维长度在不同时间下对过滤压降的影响82.5.2 不同流量下的时间对压降的影响82.5.3 碳纤维长度对最大压降与效率的关系92.5.4 不同流量对最大压降与效率的影响102.5.5 不同层数对粉尘的截留率102.5.6 反吹

9、再生实验112.6高温下碳纤维表面SEM表征122.7热重分析132.7.1 空气氛围132.7.2 氮气氛围132.8小结143. 高温含尘气体过滤在中式中的实验部分153.1 工艺流程图153.2 实验步骤153.2.1 设备改造153.2.2试验步骤153.3 结果与讨论163.3.1 改造163.3.2 数据处理183.4 小结194.结论20致 谢21参考文献22第 23 页 共 22 页本 科 毕 业 论 文1 文献综述1.1 前言我国是一个以煤炭为主的能源结构发展中的国家煤炭占中国总能源的3/4，以煤炭为能源的火力发电占总电力生产的80。煤炭燃烧转为电能这一洁净能源形式的同时，给

10、环境带来严重的威胁，排放大量的含有许多微细杂质粒子及有害化学物质的高温气体，使我国大气污染以煤烟型污染为主要特征。且在现代工业生产过程中，涉及含尘气体在高温下直接净化除尘和应用的领域十分广泛。如化工、石油、冶金、炭黑、水泥及其他行业。这些高温含尘气体的直接排放，不仅会造成严重的环境污染，还会造成大量热能不必要的浪费。由于高温工业气体中含有大量的显热或潜热以及可回收重复利用的物质（如石化工业中的固体催化剂），所以它的合理利用具有十分巨大的经济价值。高温除尘是利用高温含尘气体的有效方法。因此，开展高温含尘气体的净化技术及材料的研究，对于环境保护、节约能源、实现社会的可持续发展具有十分重要的意义。1

11、.2 国内外高温除尘现状1.2.1 高温旋风除尘技术1-4高温旋风除尘器：分离机理为离心分离，结构简单，造价低，分离效率较低，机理上不适合于除尽小于510um的颗粒，达不到环保要求，只能作为高温除尘的预处理。是利用含尘气体在进行高速旋转时所产生的离心力，将固体从气体中分离出来的干式除尘设备。上海化工研究院研究的ET、E-型旋风分离器及其系统优化软件获得国家专利，并被列入国家科委“八五”“九五”重点科研成果推广项目，石油大学开发的PV型高效旋风分离器已在石油、化工装置中广泛应用。1.2.2 静电除尘技术静电除尘是利用高压电源和一对电极(放电极及集尘板)，产生不均匀的电场以分离捕集通过气流中的粉尘

12、，电除尘一次性投资高，在高温下难以维持稳定的电晕。加以对粉尘的比电阻和气体成分等性质的敏感性及电极的腐蚀问题，因此，不适用于较高温度的除尘。为了提高燃煤电厂静电除尘效率，有些电厂(如郑州热电厂)就使用了经过改造的静电袋式复合除尘器5，除尘器是一种新型的除尘装置。它是静电除尘器和袋式除尘器的有机结合。通过这两种成熟可靠技术的有机串联。它既发挥了静电除尘器收尘效率高的优点。又有袋式除尘单元高效捕集细微粉尘的优点。总之，静电除尘技术也是一种高效的除尘技术，其优点是明显的，但目前在高温高压下除尘的应用，尚存在长时间运行时材料的稳定性和热胀性等问题。且电除尘一次性投资高，加上对粉尘的比电阻和气体成分等性

13、质的敏感性及电极的腐蚀等问题，因此，静电除尘技术用于较高温度的除尘还有一定的局限性。1.2.3 湿法除尘技术6湿法除尘器：利用水与尘粒接触，分离捕集粉尘，溶解有害气体。优点：同时可以进行对有害气体的净化，投资低。缺点：产生二次污染，耗能高，用于高温除尘其流程长，操作复杂，运行费用高，采用此法越来越少。1.2.4 旋流式分离技术7旋流式分离器系德国西门子公司60年代开发的产品，简称DSE型分离器，采用二次气流，加速了气流旋转速度，增强了颗粒离心力，使得其分离效率大大提高。上海炼油厂成功的将旋流式分离器用于FCC能量回收装置中，由于其结构复杂，能耗较大，故在环保行业中应用较少。1.2.5 多管除尘

14、技术8,9多管除尘器由几个并联的小旋风分离器单元（旋风管）组成，旋风管有切向型和轴向型。结构又有立式和卧式。已广泛用于炼油催化裂化装置中的能量回收及天然气除尘。如美国UOP公司用于天然气除尘中对于8um微粒其除尘效率在99%以上，日本冰岛炼油厂用年产96万tFCC能量回收装置中。我国以石油大学为代表，近年来开发了多种形式的旋风管，如 EPVC型旋风管，其关键技术在于排气管下端装了一个分流型芯管，大大减少了排气管下口短路流的影响，从而提高了分离效率，这种新型多管除尘器已广泛应用于FCC装置中，在650高温下基本能将大于10um微粒除净。1.2.6 布袋式除尘技术袋式除尘是一种高效的过滤式除尘器，

15、具有以下优点：1)除尘效率高，可以有效去除PMl0甚至PM2.5的微细颗粒，通常在实验室里的测试效率高达99.999 9%，在实际应用中除尘效率也能达到99.99%。实际经验证明，经过袋式除尘后的粉尘浓度一般都在30mg/Nm3以下，甚至低于这一数值。另外，对于垃圾焚烧需要的5mg/Nm3以下低浓度的排放要求，目前只有袋式除尘技术能达到10 2)适应性强，可捕集各类性质的粉尘，且不因粉尘的比电阻等性质而影响除尘效率。3)运行稳定可靠，适应的烟尘浓度及烟气量范围广。4)便于回收物料，二次污染少。因为具备了以上优点，袋式除尘已逐渐成为众多除尘设备中应用最多的一种除尘器11。目前广泛应用于化工、冶金

16、、机械和水泥等行业。1.3 布袋式除尘用到的高温滤料1.3.1 烧结多孔金属过滤材料由金属粉末或金属纤维制成的多孔烧结金属介质被广泛地用于化学加工、石化、发电和半导体工业中各种工艺的工业气体和液体的过滤，用来保护下游设备、实现工艺分离或达到环保规定。专门设计和制造的烧结多孔金属过滤介质有稳定的多孔组合、精确的起泡点规格、精密的厚度公差和均匀渗透性，用来保证可靠的过滤性能、有效的反吹清洁能力和持久的使用寿命。由不同合金制成的金属过滤器的性能，在气体过滤应用领域允许在极端条件下(高温、高压和腐蚀气体)使用。烧结金属过滤器的主要优点是：强力和断裂韧性好，能在高压和高温下工作，耐温度骤降，耐腐蚀，清洗

17、性能好，可全焊接组装和长久的使用寿命。金属微孔材料从结构形式看主要有金属烧结丝网、金属纤维毡和烧结金属粉末等。金属材料良好的塑形使得其可以拉拔成金属细丝或纤维，并进一步编织成网或铺制成毡。多层复合金属丝网具有很高的整体强度和刚性，空隙分布均匀，再生性好，过滤元件寿命长。烧结纤维毡有很高的空隙率，因此透气性好，具有很高的过滤精度。烧结金属粉末是依靠熔融金属雾化粉后压制成型和烧结而得。烧结金属粉末可制成各种复杂形状，并且有较高的过滤精度。尽管金属材料有着众多的优点，然而它活性较高，容易氧化，尤其是许多高温含尘气体具有腐蚀性或氧化性，容易被腐蚀，稳定性不好等，使其制备和应用受到极大的限制。1.3.2

18、 陶瓷过滤材料陶瓷微孔材料从材质上可分为氧化物、非氧化物和复合物类。其中非氧化物陶瓷材料的碳化硅具有高强度、导热性好、热膨胀系数小、抗热冲击性强、透气性好、低压降等优良性能，是首选的高温陶瓷过滤材料。复合物陶瓷材料主要是由过滤层和支撑层组成，是一种非对称性结构的微孔材料；从过滤机理上讲，属于表面过滤和深层过滤的除尘方式。其中支撑层起着刚性骨架的作用，过滤层承担着主要的过滤作用。这种过滤特性配合其很高的整体刚性和强度，不仅可使过滤材料的抗热震性和抗收缩性大大提高，而且在高的过滤速率下，仍具有很高的过滤效率，同时材料的再生性也非常好。这些优良的性能使得陶瓷过滤材料与其他过滤材料相比，在高温除尘过滤

19、材料应用方面具有更好的适用性和优越性。陶瓷材料的突出优点是具有优良的热稳定性和化学稳定性。但其有着性脆、延展性差、焊接性差、抗热震性差、操作的长期性、可靠性等缺点且其反吹性仍存在不少问题。1.3.3 碳纤维过滤材料碳纤维是纤维状的碳素材料，含碳量在90%以上。它是利用各种有机纤维在惰性气体中、高温状态下碳化而制得。碳纤维具有十分优异的力学性能，是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维，特别是在2000以上的高温惰性环境中，碳材料是唯一强度不下降的物质，是其他主要结构材料（金属及其合金）所无法比拟的。除了优异的力学性能外，碳纤维还兼具其他多种优良性能，如低密度、耐高温、

20、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热传导性高、热膨胀系数低、光穿透性高，非磁体但有电磁屏蔽性等。但未经表面处理的碳纤维表面惰性大，缺乏具有化学活性的官能团，与基体的黏结性差，界面中存在较多的缺陷，限制了碳纤维高性能的发挥。因此，国内外对碳纤维的表面改性研究非常活跃。碳纤维的表面改性主要通过提高碳纤维表面活性，强化碳纤维与基体树脂之间界面性能，达到提高复合材料层间剪切强度的目的。碳纤维一般是用分解温度低于熔融点温度的纤维状聚合物通过千度以上固相热解而制成的,在热裂解过程中排出其它元素,形成石墨晶格结构。通过在氧气等离子气体中用腐蚀方法研究碳纤维的结构发现,石墨微晶在整个纤维中的分布是不均

21、匀的,碳纤维由外皮层和芯层两部分组成,外皮层和芯层之间是连续的过渡层。延直径测量,皮层约占14%,芯层约占39%。皮层的微晶尺寸较大,排列较整齐有序。由皮层到芯层,微晶尺寸减小,排列逐渐变得紊乱,结构的不均匀性越来越显著,称之为过渡区。碳纤维表面的粗糙度、微晶大小、官能团的种类和数量对碳纤维与基体的结合性能有很大的影响。增加表面粗糙度有利于碳纤维与基体树脂的机械嵌合,增强锚锭效应;石墨微晶越大,处于碳纤维表面棱角和边缘位置的不饱和碳原子数目越少,表面活性越低,相反,微晶越小,活性碳原子的数目就越多,越有利于纤维与树脂的粘合;碳纤维表面的官能团如- OH、-NH2等能与基体发生反应, 形成化学键

22、。经表面处理后,碳纤维表面石墨微晶变细,不饱和碳原子数目增加,极性基团增多,这些都有利于复合材料性能的改善。1.4 本章小结建设资源节约型环境友好型社会是当今社会的主题。因此研究一种更好的过滤材料，改进对含尘气体的过滤效果，尤其是高温气体的过滤，来实现节能减排，一直以来都是研究者和生产者追求的目标。利用化学或物理原理减少气体中固体颗粒的排放，过滤介质是关键。今后科研工作者的任务在于研究和开发性能优良、耐高温、耐腐蚀、价位低廉的绿色过滤介质。就在日趋严格的环保要求，迫切需要高温高效气固分离技术的开发，发达国家如美、德、日正努力控制烟气的排放趋向目视为“零”的浓度，自然我国也不能慢下脚步，更要加紧

23、步伐，以碳纤维作为过滤材料用布袋式除尘技术，将大大提高净化含尘气体的浓度，并以其优越的优势在今后的发展中得到应用，并能得到充分发挥它的有利之处。2. 高温含尘气体过滤在小式中的实验部分2.1 工艺及工艺条件根据查阅文献以及实际过滤的工业条件和实验条件，制定实验流程如下：图2-1：工艺流程图本实验过程模拟脱硝前的生产过程，以粉煤灰为模拟粉尘，在高温下进行高温除尘。风机采用实验室的空压机，通过变速电机带动螺旋进料杆将粉尘推进造灰室形成模拟的粉尘气体。过滤器为圆筒式，过滤器规格为过滤圆通滤芯周长11cm，高为29cm。U型压差计中装入水来测量压差变化，过滤后排放的气体通过粉尘采样器测量排出口的粉尘含

24、量。2.2 实验器材 实验所采用的器材如表2-1： 表2-1实验器材器材型号造灰室自制过滤器自制圆筒式过滤介质PAN基碳纤维粉尘粉煤灰2.3 实验仪器实验过程中所使用到的仪器如表2-2： 表2-2仪器名称 型号生产商扫描电子显微镜SUPRA 55 SAPPHIRE德国卡尔蔡司公司电机4GN-20-K瑞安市迈力维特电机有限公司粉尘采样器TFC-30盐城天悦仪器仪表有限公司2.4 实验步骤1.利用扫描电子显微镜对常温、300、400、500高温煅烧处理后的碳纤维进行表征分析；2. 称量过滤前过滤纤维膜和采样滤膜的重量并记录；3. 安装好实验装置并检查装置的气密性；4. 在过滤装置滤芯上缠上15cm

25、长的碳纤维；5. 在粉尘发生装置中装入一定量的粉尘，打开空压机，利用阀门控制空压机开度，利用流量计开关控制3m3/h的进气流量；6. 打开电机，使螺杆进料器转动，推动粉尘进入造灰室，按下计时器开始计时，过滤15min，并记录U型压差计每一分钟所对应的压降；7. 当达到指定过滤时间后，记录最后的过滤阻力，立即关闭进气流量阀门，关闭电机；8. 关闭空压机，并切断电源；9. 卸下粉尘过滤装置，卸下碳纤维过滤滤料并进行称重，并记录质量；测量粉尘采样器过滤后的质量；10. 清洁过滤设备，换好下次所需的过滤滤料；11. 处理实验数据；12. 改变碳纤维的缠绕长度，重复上述步骤，测的在3m3/h下的最经济的

26、碳纤维长度；13. 在测的的最经济碳纤维长度下，改变进气流量，重复过滤步骤，检验3m3/h进气流量的经济性；14. 处理所有实验步骤所得出的实验数据。2.5 实验结果与讨论2.5.1碳纤维长度在不同时间下对过滤压降的影响图2-5-1 时间与压降变化在流速为1.56m/min时，从图2-5-1可以看出：碳纤维在16cm（1.5层）时压降基本上不发生变化，在其他长度下压降都随着时间的延长而出现增大的变化；在同一个时间点，缠绕层数越多，压降越大。在开始第一个点时，基本上遵循长度越长压降越大的规律；而最后一个点则完全遵循长度越长压降越大的原理。讨论得出，因系统的不稳定导致第2层与第3层分别出现前9分钟

27、过滤压降比第2.5层与4.5层大。通过粉尘采样器计算得出：排出口灰尘含量最高（16cm）时为1860mg/m3，最低（90cm）时为40mg/m3，35cm长时排出口灰尘含量为57mg/m3。 完全达到了国家环保要求。2.5.2 不同流量下的时间对压降的影响图2-5-2流速与压降的关系此图在碳纤维长度为35cm的条件下得到。从图2-5-2中可以得出：随着时间的延长，压降在逐渐增加；在同一时间点时，流速越大，压降差越大。当流速为1.56m/min时，最大压降在100mmH2O左右，且排出口灰尘含量为57mg/m3；当流速扩大一倍时，最大压降350mmH2O左右，排出口灰尘含量为2000mg/m3

28、，完全达不到环保的要求。2.5.3 碳纤维长度对最大压降与效率的关系图2-5-3 长度与最大压降和效率关系在流速为1.56m/min时，从图2-5-3中可以得出：随着碳纤维长度的增加，最大压降在逐渐增加，同时效率也逐渐增加。当碳纤维长度为90cm时，过滤效率基本上达到100%。由于称量误差的原因在碳纤维长度为70cm长时，效率略有所下降。从此图还可以得出：碳纤维长度在35cm时过滤效率达到99.8%，最大压降不到110mm水柱。如果继续增加碳纤维的长度，过滤效率没有太大的增加，而最大压降却有很大升高。因此，35cm长的碳纤维为可以达到最佳实验条件的长度。2.5.4 不同流量对最大压降与效率的影

29、响图2-5-4 流量与最大压降和效率关系从图2-5-4中可以看出，碳纤维长度在35cm时，流速为1.56m/min时，压降差最小，过滤效率最高；当流速增大时，最大压降增大，过滤效率减小。综上可得：实验室条件下，35cm长的碳纤维过滤介质在1.56m/min（3m3/h）的流速下可以获得的最佳的过滤效果。2.5.5 不同层数对粉尘的截留率图2-5-5 截留率在碳纤维长为35cm（三层）、流速为1.56m/min时，对碳纤维滤料层的截留效果进行研究。从图2-5-5中可以得出：第一层的截留率高达91.4%，第二层则为6.6%，第三层也就是最里一层则为2%。由此可以得出，过滤介质对粉尘气体的过滤最外层

30、起到很大作用，前两层基本可以将粉尘全截留下来。而同时，排出口的气体含有粉尘的浓度仅为57mg/m3，可以达到排放的标准。2.5.6 反吹再生实验图2-5-6 反吹再生时间与压降反吹再生实验是在1.56m/min、35cm长过滤介质和室温下进行。实验过程中，过滤时间为10min，反吹再生时间为4秒，周期为604秒。从图2-5-6中可以看出，第三次反吹之后的每次初始压降上升缓慢，最大压降值上升缓慢，同时过滤效率可达99.94%。以此可以得出，碳纤维有很好的再生能力，可以长期使用。2.6高温下碳纤维表面SEM表征图2-6 电镜图将碳纤维放入马弗炉中在300、400、500温度下分别煅烧，放大1000

31、0倍进行电镜扫描，与未处理的碳纤维电镜扫描对比。从图中可以看出，碳纤维在300、400下煅烧后，碳纤维表面变化不大；500下煅烧，碳纤维表面部分出现坏皮。讨论结果得出，碳纤维在空气条件下可以耐500以上的高温。在低于500空气氛围温度下，碳纤维性质基本不发生变化。2.7热重分析2.7.1 空气氛围图2-7-1在差热-热重分析仪中通入空气对碳纤维进行热重表征。通过改图TG线可以得知：温度在100时碳纤维的量未减少；当温度加热至650之前时，碳纤维的量出现少量损失，这一失重效用可能是由于添加剂的挥发所引起；从600至650，这一失重原因可能是由于大量脱出吸附水引起；从650开始，碳纤维的量出现大量

32、失重，即碳纤维与空气中的氧气发生反应，生成CO2排放到大气中；温度达到870时，碳纤维重量几乎为零，即反应完全。从DTA线可以得知：碳纤维在整个过程中出现两个放热峰和两个吸热峰。放热峰分别在100和820处，吸热峰在600和870处。在100时，由于碳纤维表面的杂质分解而放热；847时，碳纤维与空气中的氧气反应达到最高峰而放热。在600时，碳纤维要与空气中的氧气反应而吸收热量达到反应开始所需要的反应焓。2.7.2 氮气氛围图2-7-2对差热-热重分析仪冲入氮气，对碳纤维进行表征。从图中TG曲线可以看出：当温度升高到1200时，碳纤维的失重量才减少7.03%，400时碳纤维失重量为3.2%。由此

33、可以得出碳纤维在无氧条件下能耐高温；从DTA曲线可以看出，碳纤维在420时出现放热峰，在1000时出现吸热峰。在420时出现放热是因为碳纤维表面杂质的分解而放热；在1000时出现吸热是因为碳纤维的表面结合水的分解而吸热。 2.8小结在小式的高温模拟过滤实验过程中，通过一系列的实验研究，找到了最佳的过滤条件，并在此条件下进行了反复的过滤实验研究，同时在高温下对过滤介质进行处理，进行表征。在实验研究中得出以下结论：（1） 在流速为1.56m/min、碳纤维过滤介质长度为35cm、过滤时间为15min时，过滤效率可达99.9%以上，最大压降仅为108mm水柱，排出口粉尘含量为40mg/m3。（2）

34、在流速为3.12m/min、碳纤维过滤介质长度为90cm、过滤时间为15min时，过滤效率可达99.89%以上，最大压降为445mm水柱,，排出口粉尘含量为37mg/m3。（3） 同一流速、介质厚度下，随着时间的延长，过滤压降逐渐增加；同一流速、同一时间点不同介质厚度下，厚度越厚，压降越大。（4） 在空气氛围下，碳纤维可以承受650以下高温，且性质不发生明显变化，失重仅为6.86%；600至882时，碳纤维失重较为严重，882时之后，碳纤维重量基本为零。（5） 在氮气氛围下，碳纤维可以承受1200高温，且性质不发生明显变化，失重仅为7.02%。3. 高温含尘气体过滤在中式中的实验部分3.1 工

35、艺流程图图3-13.2 实验步骤3.2.1 设备改造拆下加热器中的12个旧的加热管，在订做12个功率一样的加热管，再和旧的加热管组装，总功率为原来的2倍，安装到加热器中，安装加热器上的电路，新的电缆改装总的电路，安装新的热电偶，配电箱，空开，打开除尘室，卸下旧滤布，并将一部分旧的滤布从滤袋上卸下，重新给滤袋包裹新的滤布，没有卸下旧滤布的滤袋进行清除残留在滤袋中的粉尘，倾卸沉积在过滤器中的粉尘后，将新的滤袋和旧的滤袋装到过滤器中，安装反吹管，并装上U型压差计。3.2.2试验步骤1、调节高温含尘气体流量，考察其对过滤效率和压降的影响。2、调节滤布厚度，考察其对滤效率和压降的影响。3、考察一定气体流

36、量和滤布厚度的条件下，在不反吹时，对压降和过滤效率随时间的变化。4、考察一定气体流量和滤布厚度的条件下，在反吹时，对压降和过滤效率随时间的变化。3.3 结果与讨论3.3.1 改造1.拆卸加热器，拆下加热器上的法兰和加热管；2.取回法兰，在中区小后院用台钻对法兰进行打孔；3.去棉一订做12个功率为2KW的加热管；4.将新订好的加热管跟原来的加热管组装成12个为4KW的加热管；5.将新组装好的加热管，拿到工厂，重新安装到加热器中；6.重新装上法兰；7.连接法兰上面的电路，还有连接加热器上的电路；8.安装新的U型压差计；9.由于跳闸的问题，进行电路的检查；10.购买电缆，热电偶，配电箱，空开，万用表

37、，电笔，口罩，护目镜；11.拆卸连接配电箱的旧电路，并安装新的电路；12.拆卸除尘室中的滤袋；13.将卸下来的旧滤袋上包裹的旧的滤布卸下；14.对卸下旧滤布的滤袋进行重新的用新滤布进行包裹，4个；15.清理除尘室中沉积的粉尘，12袋灰；16.清理残留在旧滤袋中的粉尘，4个；17.将4个新的滤袋和4个旧的滤袋重新安装到除尘室中；18.安装反吹管；19.进行实验。3.3.2 数据处理1.进出口量的记录入口量（g）入口浓度（mg/L）出口量（g）出口浓度（mg/L）过滤效率(%)压降（mmH2O）0.67845.42720.16281.302476.00228500.68025.44160.1496

38、1.196878.00628000.68375.46960.15041.203278.00228000.67935.43440.14271.141678.99328500.68255.46000.15021.201677.99328500.68125.44960.14311.144878.99329000.67785.42240.12911.032880.95328500.67925.43360.11550.924082.99529000.68175.45360.10920.873683.98129000.68055.44400.10880.870484.0122850图表1实验是在时间间隔为

39、5个小时的情况下进行的粉尘采样，粉尘采样器的抽气速率为25L/min，从图表1中可以看出，入口的粉尘含量基本上保持不变，入口的的粉尘是从工厂直接引出的，所以比较稳定，出口的粉尘含量会有所变化，通过除尘室的过滤，粉尘被过滤掉，所以出口含尘量会降低。在图表一中压降基本没什么变化，维持在2800-2900之间，在进口的温度未达到恒定值时，压降会随着温度的升高而升高，由PV=NRT得：当温度T升高时，相应的体积V增大，在同一管道内相应的气速增大，从而压降升高；当温度恒定时，压降也会随之恒定，维持在一个范围内，以保证实验的正常进行。 2. 不同时间下的过滤效率图表2此实验是以5个小时为间隔的进行采样，粉

40、尘采样器以25L/min的抽气速率进行抽气，在图表2中很明显过滤效率在随着时间的增多过滤效率有明显的增大，在最初的十几个小时的情况下由于滤袋上还没有形成滤饼，所以在滤袋上形成滤饼之后过滤效率明显的有所提高。3.4 小结由于时间的原因，没有进行在反吹的情况下考察过滤效率与压降变化的实验，亦没有进行更改滤布厚度对过滤效率与压降变化的实验。在不同时间下对过滤器的进出口进行了粉尘采样，通过图表一和图表二，很明显的说明当温度达到恒定时，压降基本保持在2800-2900之间，过滤效率随着时间的增多而增大，在滤袋上形成滤饼增大过滤效率。4.结论1.在流速为1.6m/min、碳纤维3层、过滤时间为15min时，过滤效率可达99.8%以上，最大压降仅为110mm水柱，排出口粉尘含量为40mg/m3。2.同一流速、介质厚度下，随着时间的延长，过滤压降和效率逐渐增加；同一流速、同一时间点不同介质厚度下，厚度越厚，压降越大，效率越