燃煤增壓流化床部分煤氣聯(lián)合循環(huán)8，發(fā)電技術(shù)，即第代PFBCCC技術(shù)，集中了循環(huán)流化床增壓流化床聯(lián)合循環(huán)和整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)大潔凈煤技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，有著系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，電站投資和電價(jià)相對(duì)較低的特點(diǎn)。這是項(xiàng)特別適合我國(guó)國(guó)情的潔凈煤發(fā)電技術(shù)。發(fā)展這種技術(shù)的關(guān)鍵之是實(shí)現(xiàn)含塵煤氣的過濾式除塵技術(shù)，以滿足燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行和環(huán)境保護(hù)的要求，是目前迫切需要解決的關(guān)鍵技術(shù)。

燒結(jié)金屬多孔材料通過復(fù)合壓制和真空或保護(hù)氣氛燒結(jié)等工藝制備而成。具有良好的耐溫性和優(yōu)良對(duì)材料滲透性能和機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行合理的匹配與設(shè)計(jì)。

燒結(jié)金屬過濾器的過濾機(jī)制以層微孔和濾餅捕捉為主，具有優(yōu)異的反洗再生特性，可以長(zhǎng)期反復(fù)使用，特別適應(yīng)于系統(tǒng)連續(xù)化運(yùn)行和自動(dòng)化操作等先進(jìn)過濾技術(shù)的發(fā)展。本文以燒結(jié)金屬過濾介質(zhì)為對(duì)象進(jìn)行過濾目前，以剛性燒結(jié)金屬微孔材料為核心的凈化分離技術(shù)與設(shè)備的開發(fā)應(yīng)用，已被列入國(guó)家九重點(diǎn)科技成果推廣項(xiàng)目，在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景和廣闊的市場(chǎng)開發(fā)潛力。國(guó)內(nèi)些研究單位，如山西煤化所冶金部鋼鐵研究總院等開展了這方面的技術(shù)研宄和試驗(yàn)2.以往的研究明過濾速度對(duì)壓降和過濾效率有顯著影響，但隨著過濾氣流量的增大，過濾速度的，加與過濾壓降過濾裝置的制造運(yùn)行成本等因素產(chǎn)生了矛盾，需要從其他途徑改進(jìn)和優(yōu)化過濾元件。

為了提高金屬過濾器的效率，可以利用以下途徑通過采用高頻或脈沖電暈放電技術(shù)提高塵粒的荷電量；或者通過金屬層結(jié)構(gòu)的組合和優(yōu)化等。顯然第種成本要低，利于推廣。本文著重探討第類情況。

1非均勻的過濾介質(zhì)近幾年來，國(guó)外許多學(xué)者對(duì)過濾器在積塵情況下擬研究，取得了定的成果61.

傳統(tǒng)的燒結(jié)金屬過濾器有它的限制，如普通不銹鋼金屬層般厚度為3mm左右，由此產(chǎn)生了相當(dāng)大的壓降，并且降低了過濾器反吹清洗的效率。雖然金屬層需要定的厚度保證足夠的機(jī)械強(qiáng)度，但對(duì)于顆粒的除塵沒有太大的意義，研究己發(fā)現(xiàn)含塵氣體的過濾分離主要發(fā)生在過濾介質(zhì)的層。相對(duì)于傳統(tǒng)均勻燒結(jié)金屬介質(zhì)，不均勻處理的燒結(jié)金屬層對(duì)于過濾有明顯過濾器的壽命。

層比較致密的活性金屬過濾層，這是通過定的燒結(jié)工藝用同樣的金屬制成的，對(duì)于面過濾介質(zhì)，緊密濾壓降明顯降低了，也意味著反吹清洗會(huì)相對(duì)容易些。

對(duì)于過濾機(jī)理的進(jìn)步認(rèn)識(shí)有助于不斷提高過濾器的性能。

些研究人員進(jìn)行了簡(jiǎn)單氣體過濾試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行⑷均勻⑶不均勻氣體分析相同狀況下非均勻的有更高的過濾精度非均勻述如下相關(guān)假設(shè)，因?yàn)闅饬髦蓄w粒濃度較低，不考慮顆粒對(duì)氣流流動(dòng)的影響；氣體不可壓縮，氣流密度和溫度不變；多孔介質(zhì)兩側(cè)的溫度差較小，而在多孔介質(zhì)內(nèi)部，其導(dǎo)熱和對(duì)流換熱系數(shù)都較大，故可以認(rèn)為多孔介質(zhì)內(nèi)的流動(dòng)是等熵流動(dòng)，不考慮熱交換的影響。

采用維軸對(duì)稱質(zhì)量方程以及動(dòng)量方程8質(zhì)量平衡方程其中是軸坐標(biāo)是徑坐標(biāo)是軸向速度是徑向速度。5為加入到連續(xù)相中的質(zhì)量以及自定義的源項(xiàng)，只為水力半徑。

漠?dāng)M計(jì)算，此軟件是實(shí)用的計(jì)用結(jié)構(gòu)性及非結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格可完艮體積法爐1也6，1；項(xiàng)，和是規(guī)定的矩陣。在多對(duì)于壓力梯度有貢獻(xiàn)，壓降和成比例。

孔介質(zhì)是內(nèi)部阻力因子，簡(jiǎn)單的指定其它項(xiàng)為零。

化的實(shí)際模型，近似問的邊占度，尸定義為多孔介質(zhì)源項(xiàng)。源分是粘性損失項(xiàng)，310，另銦粒尺寸μm 2過濾元件內(nèi)的流動(dòng)狀況由于本文研宄過濾介質(zhì)層的結(jié)構(gòu)變化對(duì)于過濾的影響，至于過濾元件是矩形管道還是柱形管道在這不予著重考慮，3為過濾元件的幾何結(jié)構(gòu)截面簡(jiǎn)。由此探討元件內(nèi)的維流動(dòng)。4氣體由右側(cè)通道進(jìn)入，上壁面和下壁面為燒結(jié)金屬介質(zhì)，兩側(cè)面和底部為封閉面，氣體從金屬過濾介質(zhì)流出。結(jié)構(gòu)過濾體通道數(shù)量越多，過濾面積越大。

使用多孔介質(zhì)單元模型進(jìn)行模擬計(jì)算。其模型描為應(yīng)力張量為米項(xiàng)由兩部分組成，部個(gè)是內(nèi)部損失項(xiàng)孔介質(zhì)單元中，動(dòng)量損5流體速度或速度方陣和別為對(duì)角陣和！

界條件為算流體力學(xué)程序。

成任何模型，再以有6它利，出，迅速求得所需之結(jié)果。6為進(jìn)氣端口寬度50mm，取L長(zhǎng)為400mm.模擬計(jì)算工況參數(shù)入口壓力為1.0，流速0.。流體密度參數(shù)為1.2971加3，流體粘度設(shè)為1.58，534.出口處的介質(zhì)滲透率設(shè)為接近開口端的速度要小，成漸增趨勢(shì)，至開口端又呈漸縮趨勢(shì)。

3過濾層的優(yōu)化設(shè)計(jì)流動(dòng)速度對(duì)于過濾式介質(zhì)的壓降有重要的影響，5xlO2LAnill，cm2，Pa.5，6給出了流場(chǎng)的兩個(gè)方向的速度分布，兩的速度矢量是樣的在5上用箭頭顯速度方向。

由5，6顯流場(chǎng)中的速度近似軸向?qū)ΨQ，分布是不均勻的，這和過濾器結(jié)構(gòu)相關(guān)。過濾器上下出0為金屬壁面，底部封閉，產(chǎn)生速度梯度向底部趨向于零。模擬得到過濾元件中上部區(qū)域的速度為最大，此處向速度相對(duì)入口甚至產(chǎn)生了加速的現(xiàn)象。此區(qū)域模擬結(jié)果還顯6接近壁面處向速度達(dá)到最大，這在曲線從而很大程度上決定了整個(gè)過濾器的壓降。很多研究人員對(duì)此已經(jīng)做過大量的研究。對(duì)于不斷增長(zhǎng)的煤氣凈化處理量和控制設(shè)備成本因素的考慮，需要更深層次的優(yōu)化過濾介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。事實(shí)上元件內(nèi)流動(dòng)的不均勻性為優(yōu)化提供了前提。

過濾體內(nèi)的流動(dòng)般常被簡(jiǎn)單的當(dāng)作維流動(dòng)，忽略了軸線方向上壓力速度的分布不均，雖然簡(jiǎn)化了計(jì)算，但對(duì)于過濾體的設(shè)計(jì)和進(jìn)步優(yōu)化帶來了困難。

上節(jié)對(duì)過濾體內(nèi)的流動(dòng)狀況進(jìn)行了研究，為過濾件的優(yōu)化提供了定的依據(jù)。

進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并生成沿壁面處的速度分布如下褶皺的過濾金屬層結(jié)構(gòu)廣泛用于各種工業(yè)應(yīng)用中，其結(jié)構(gòu)緊湊，比普通的板式過濾層擁有更大的過濾面積，由此也降低了過濾氣體的面速度。提高了塵粒度對(duì)于不同結(jié)構(gòu)參數(shù)褶皺過濾層的壓降的影響?？梢栽O(shè)計(jì)這樣個(gè)簡(jiǎn)單試驗(yàn)裝置9，過濾層介質(zhì)被安裝于個(gè)有機(jī)玻璃輸送管內(nèi)，并用墊圈固定，用壓力計(jì)測(cè)量壓差，在過濾層面安裝若干熱線風(fēng)速計(jì)，其平均值作為面速度。輸送管的長(zhǎng)度滿足氣體的充分發(fā)展。

中顯過濾層為型結(jié)構(gòu)，基于燒結(jié)金屬的良好機(jī)械性易于加工制造。過濾層的褶皺厚度片為試驗(yàn)件4.5.分別得到壓降，便于比較顯如下⑷設(shè)備主體化過濾層意位褶皺數(shù)量的變化對(duì)于壓降也有著定的影響，中給出了直觀的比較，可以看出單位厘米褶皺數(shù)量為1 1.5和4.5時(shí)，總體壓降相對(duì)比較大，單位厘米褶皺數(shù)量為34時(shí)總體壓降相對(duì)較小，單位厘米褶皺數(shù)量為2.5時(shí)總體壓降最小。

以上兩同時(shí)給出了模擬曲線。由5，6可以看為0.05以8時(shí)壓降隨單位褶皺數(shù)量變化的曲線趨勢(shì)。

到流場(chǎng)中速度的不均，因此金屬過濾層面速度分布隨著單位厘米褶皺數(shù)量的增大，壓降由大變小后又也是不均的，7，8顯，元件封閉端和向的速度較，19942012ChinaAcademicJoimial褶皺數(shù)量cm升高，近似于個(gè)次曲線，由可以找到對(duì)應(yīng)與最小壓降的最佳值，這對(duì)于過濾結(jié)構(gòu)的優(yōu)化是有實(shí)際意義的?？梢哉J(rèn)為對(duì)于不同的壁面速度，改變過濾層上的褶皺數(shù)量能得到相應(yīng)的最低壓降。由此可以得出，針對(duì)過濾面狀況的不致，特別是速度的不均勻性，改變金屬過濾壁面糟皺數(shù)量的方法提高過濾效率是可以實(shí)現(xiàn)的。4結(jié)論和展望根據(jù)過濾器的過濾原理，不均勻的過濾層設(shè)計(jì)延長(zhǎng)了過濾器的壽命，減少了材料消耗，提高了過濾精度。模擬研究顯了過濾體內(nèi)的維流動(dòng)狀況，為過濾層的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了定依據(jù)。褶皺的過濾層設(shè)計(jì)對(duì)過濾壓降有定的效應(yīng)，本文研究定速度下單位厘米不同的褶皺數(shù)量的變化對(duì)壓降產(chǎn)生了顯著影響，且取得最佳值是可以實(shí)現(xiàn)的。過濾氣體流動(dòng)的復(fù)雜性給優(yōu)化帶來了很多困難，根據(jù)流動(dòng)參數(shù)如速度溫度的變化，同時(shí)改變過濾結(jié)構(gòu)的變化，由此減小運(yùn)行成本，提高過濾效率將作為進(jìn)步的研宄方向。