粉体助剂对粘性微细粒子的过滤及声波清灰实验研究

为了解决声波除尘器对粘性微细粒子过滤效率低及粘性微细粒子粘附声波造成声波清灰困难的问题，在过滤面积为30 m2 的声波除尘器实验台上，研究了布袋外加粉体助剂过滤粘性微细粒子的新方法，用气溶胶粒径谱仪测试声波除尘器上下游的粉尘浓度和粒径分布，探讨了粉体助剂层厚度、过滤速度以及布袋材质等对柴油机尾气颗粒物过滤效率及压降的影响，同时考察了粉体助剂层对布袋再生效率的影响。实验结果表明，( 1) 外加粉体助剂显著提高了过滤效率，在滤速0.2 m/min、粉体厚度1.0 mm 时，对柴油机排气微粒( PM0.25) 的过滤效率达99.92% ～ 99.99%相比以往数据多出10%左右; ( 2) 外加粉体助剂显著改善了布袋过滤粘性微细粒子的再生性能，再生效率可达到83．6%，而未外加粉体时布袋的再生效率仅有18.7%。外加粉体助剂有效地保护了布袋，使其免受粘性粒子的粘附和堵塞。实验装置见下文所示：

实验装置由柴油机、声波除尘器、采样检测装置、加粉装置以及再生声波系统等组成，如图1 所示。

颗粒物( particulate matters，PM) 是柴油机的主要排放污染物之一，其粒径大多小于0． 3 μm［1］，这些超细颗粒物具有很强的吸附力，常粘附有多环芳烃( PAHs) 和苯系物等有机物，对环境和人体危害很大［2，3］。实验使用的是江苏凤谷节能科技的fgssc型声波清灰器。然而燃用重油或渣油的柴油发电机组和船舶柴油机是重要的PM 排放源，截止到2013 年末，我国柴油发电机组功率达2 300 万千瓦，水上运输船舶柴油机功率达6 484．66万千瓦。我国重油或渣油中的硫含量为3．5% ～ 4．5% ( 质量分数)，因此，燃用重油或渣油的柴油机尾气中含有高浓度的SO2( 1 714 ～ 2 857 mg /m3 ) 和含硫酸盐比例高的PM，这使得适用于燃用超低硫( 50 mg /kg) 柴油机车的微粒捕集( DPF) 不能用于烧重油的柴油机，因为DPF 能否有效使用的关键是其能否有效再生，而高硫使DPF 不能有效再生: ( 1) 对于热再生，只能去除可燃的微粒，而不能去除沉积于DPF滤芯的不可燃硫酸盐; ( 2) 对于催化再生，高浓度的SO2气体造成催化剂中毒失活。