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燒結金屬過濾材料如何除塵

上傳時間:2017/7/8 編輯者:鑫明德機械
   從制備工藝和結構特點來看,燒結金屬材料分為:燒結金屬絲網、燒結金屬氈、燒結金屬粉末、金屬膜。燒結金屬材料良好的可塑性,可以拉拔成金屬絲和纖維,并編制成絲網和鋪制成氈。燒結金屬粉末是依靠熔融金屬霧化制粉后軋制成成和燒結而得。燒結金屬纖維氈有很高孔隙率。因此透氣性好,并具有很高的過濾精度。多層復合金屬燒結網是數層燒結金屬絲網堆疊軋制,在1100攝氏度真空燒結制成,具有很高的整體強度和剛性,孔隙分布均勻,再生性能好,過濾元件壽命長的特點。多層復合金屬燒結網可制成各種復雜形狀,并且有較高的過濾精度。
燒結金屬過濾材料的特點:
  (1)優良的透過性性能,適于制作催化劑、流體的分布與滲透裝置等。  
  (2)金屬微孔孔徑與孔隙易于控制,用于過濾時過濾精度高。 
  (3)比表面積大,可以為化學反應提供理想的大面積接觸材料。
  (4)保持一定的金屬與合金本身的性能。
  (5)燒結金屬多孔材料耐高溫、抗熱震、耐低溫,適宜在較高或超低的工作溫度和耐熱沖擊環境下長期工作。
  (6)金屬微孔孔徑、空隙度、滲透性能可通過反吹、高溫熱處理、化學溶劑、燃燒和超聲波振動等多種途徑進行清洗再生,洗滌性能好,從而延長了使用壽命。
  (7)燒結金屬多孔材料具有較好的機械加工性,可進行較復雜的機械成形加工及焊接。
近幾年來,國外許多學者對過濾器在積塵情況下的效率性能及濾餅的形成和機理進行了理論實驗及模擬研究,取得了一定的成果。與常規干法除塵,如布袋除塵相同,高溫介質除塵主要借助過濾材料(介質)來實現氣固分離,達到氣體凈化的目的。按微粒被捕集的位置高溫氣體過濾器可以分為兩類,一是表面過濾器,如金屬燒結網、沖孔板燒結網等,微粒在表面被搜集。另一是深層過濾器,如金屬纖維燒結氈、粉末微孔材料、
顆粒填充層等。微粒在表面和層內被搜集,微粒被搜集的機制主要有攔截效應、慣性效應、擴散效應,對于表面過濾器,除了攔截效應和慣性效應之外,擴散效應也起著重要的作用。針對燒結金屬絲網,下面簡單闡述其金屬過濾器的過濾過程。結合一些過濾理論,可將燒結金屬過濾過程分為四個階段。
一、過濾起始階段。 粉塵隨煙氣流經過燒結金屬介質時沉積于介質表面,此時主要靠攔截和擴散機理。粉塵顆粒在燒結金屬表面的分布是不均勻的,氣流在介質表面的速度分布也是不均勻的。粉塵不斷沉積,但沒有形成連續的粉塵層,且壓降增加很少,這時候的壓降損失很小。
二、過濾中間階段。 燒結金屬表面的各個粉塵堆不斷相連,形成連續的過濾層,即濾餅。此階段是大面積濾餅形成期。此時過濾孔徑縮小,粉塵的攔截沉積作用大幅提高,過濾效率急劇升高,壓差迅速升高。由于氣流分布不均勻,因此粉塵層的形成從局部開始,氣流在通過燒結金屬過濾介質時有尋找大孔的傾向,隨著粉塵層面積的增大,更多的氣流流向未形成濾餅的區域,使濾餅的面積迅速擴大,因而過濾效率增加很快,壓差迅速上升。  
三、過濾穩定階段。 此階段主要靠濾餅的過濾篩分作用,燒結金屬介質起著形成濾餅和支撐加強作用,這時的過濾機理主要為篩分,氣流通過的通道為粉塵顆粒間的微孔。這時的壓差變化緩慢,相對過濾中間階段近似不變。 
四、過濾反吹階段。 隨著濾餅的不斷增厚,需要進行在線清洗,以得過濾器的循環再生。一般采用脈沖反吹系統來實現。此時除塵效率略有下降。至此完成一個過濾周期。
雖然金屬燒結網需要一定的厚度以保證其足夠的機械強度,但對于顆粒的除塵沒有太大的意義,研究發現含塵氣體的過濾分離主要發生在過濾介質的表層。相對于傳統的均勻燒結金屬介質,不均勻處理的燒結金屬層對于過濾有明顯的影響,在長時間使用中更不容易產生堵塞現象,延長了過濾器的壽命。
流動速度對于過濾式介質的壓降有重要的影響,從而很大程度上決定了整個過濾器的壓降。過濾體內的流動一般常被簡單地當作一維流動,忽略了軸線方向上壓力、速度的分布不均,雖然簡化了計算,但對于過濾體的設計和進一步優化帶來了困難。褶皺的過濾金屬層結構廣泛應用于各種工業過濾設備,由于燒結金屬具有良好的機械加工性能,易于加工制造,結構緊湊,比普通的板式過濾層擁有更大的過濾面積,因此過濾層進行褶皺設計可降低過濾氣體的表面速度,提高塵粒的收集效率,降低壓降。波紋狀濾芯就是用了這個原理。
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