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摘 要

工业的飞速发展，人类的生活更便捷，但其也是把“双刃剑”，使得环境污染问题越来越严重。颗粒物的治理问题也成为了人们讨论的热点。袋式除尘器凭借其高效的除尘效率，在煤炭、冶金、发电等领域得到了广泛的运用。但是在实际的生产操作中，袋式除尘器也会受到温度、压力、湿度等因素的影响，极大的影响到袋式除尘器的除尘效率与设备的稳定性。因此，对袋式除尘器的结构进行优化设计成为了很多学者广泛关注的话题。

本实验通过改变袋式除尘器膜袋的排布方式，模拟分析不同箱体宽度下除尘器内部的气流分布情况，使用CFD模拟技术，进行流量分配系数分布的模拟分析 、气流迹线图的模拟分析、速度分布云图的模拟分析。实验表明：在其他条件相同的情况下，宽箱体内的气流分布较短箱体气流分布更加均匀，滤袋的使用寿命更长，跟有利于袋式除尘器的除尘。实验结果为袋式除尘器的结构设计与优化提供了指导意义。

关键词:袋式除尘器 CFD模拟技术 气流分布 排布方式

Structural Design and Optimization of Bag Membrane Unit

Abstract

With the rapid development of industry, human life is more convenient, but it is also a "double-edged sword", making the problem of environmental pollution more and more serious. The problem of particle control has also become a hot topic of discussion. Bag filter has been widely used in coal, metallurgy, power generation and other fields with its high efficiency dust removal efficiency. However, in the actual production operation, the bag filter will also be affected by temperature, pressure, humidity and other factors, which greatly affect the dust collection efficiency and stability of the bag filter. Therefore, optimizing the structure of the bag filter has become a topic of concern for many scholars.

In this experiment, the airbag distribution inside the dust collector was simulated under different box widths by changing the arrangement of the baghouse bag inside the baghouse. The CFD simulation technology was used to simulate and analyze the flow distribution coefficient, airflow trace, and velocity distribution cloud map. Experiments have shown that under the same conditions, the air distribution in the wide box is shorter and the distribution of air flow in the box is more uniform. The service life of the filter bag is longer, which is in favor of dust removal from the bag filter. The experimental results provide guidance for the structural design and optimization of bag filter.

Key Words: Bag filter; CFD simulation technology; Air distribution; Arrangement

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 课题背景 1

1.2 国内袋式除尘器技术经历的三个阶段 3

1.3 袋式除尘器的过滤机理 3

1.4 袋式除尘器的分类 4

1.5 袋式除尘器滤料的过滤机理 6

1.6 袋式除尘器的影响因素 7

第二章 CFD技术 9

2.1 CFD的背景 9

2.2 CFD模拟技术的理论与公式 9

2.3 CFD的应用 11

2.4 袋式除尘器模型建立 13

2.5 CFD模拟方案 14

第三章 实验结果与讨论 15

3.1 流量分配系数分布的模拟分析 15

3.2 袋式膜组器内流迹线图的模拟分析 16

3.3 袋式膜组器Z截面速度分布云图的模拟分析 16

3.4 袋式膜组器压力分布云图的模拟分析 18

3.5 袋式膜组器Y截面速度分布云图的模拟分析 19

第四章 结论与展望 20

参考文献 21

致谢 24

第一章 文献综述

1.1 课题背景

国家经济的发展离不开工业的发展，很多的国家也都大力发展轻工业和重工业，与此同时所引发的环境问题也日益严重。二十世纪七十年代，美国发生的“五大湖污染事件”，罪魁祸首就是酸雨。之后在北美还发生了“死湖事件”，阿迪朗达克地区的很多湖，原来是满满的鳟鱼，因为二氧化硫的影响基本死光，将近200个湖泊没有了生机。二十世纪中叶，美国发生的“洛杉矶光化学烟雾事件”，很多的植物枯死^[1]。生活在当地的人也出现了呼吸困难，更严重的甚至死亡。随着我国工业的飞速发展，环境污染问题也日益严重。

现如今，各种环境问题频发，温室效应、土地荒漠化、土地盐碱化、土地沙漠化等一系列棘手的问题^[2]。造成这一现状的原因主要是由于工业生产中煤、石油、天然气的过度开发和使用，燃烧后直接排放到大气中。燃烧产生的二氧化硫，随着雨雪进入到土壤和湖泊中，称这样的雨雪为酸雨^[3]。华北、华东地区的污染尤为严重，其主要原因就是工业废气中的颗粒物^[4]。

图1-1 2014、2015年SO₂、NO₂、PM_2.5平均浓度

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