陶瓷过滤器的研究中大多研究多孔陶瓷。多孔陶瓷是一种含有大量气孔的陶瓷材料,气孔所占体积分数在20%~。根据气孔的类型,可以分为闭气孔和开气孔两种,前者的气孔是封闭在陶瓷体内的孤立气孔,而后者的气孔在外界环境连通的同时,它们之间也相互贯通,被作为过滤介质的多孔陶瓷材料多为开孔式。根据应用目的不同,多孔陶瓷材料的成分组成也不同,现己研制出的高温陶瓷过滤材料主要包括两种:(4)氧化物陶瓷材料。如氧化错、荃青石、氧化铝/莫来石等;(2)非氧化物陶瓷材料。如热压烧结氮化硅、劲土结合碳化硅、反应结合碳化硅、经基磷灰石等。多孔陶瓷干法除尘装置按结构形式分,有5种:烛状(管状)、纤维袋式、蜂窝式、交叉流式片状、织状等;按特有的陶瓷材料性质将陶瓷过滤器分为两种:刚性和柔性。
在陶瓷过滤除尘器的研究方面,的发展早于我国,己经有了很完善的运行经验,并实现了商业化。影响陶瓷过滤性能的因素过多,到目前为止,还需要做大量的研究。在学术研究方面,研究者用数值模拟的方法,研究了尘粒的捕集和尘粒颗粒层的形成以及脉冲反吹过程。然而这种方法运算量大,结果也不够。己经在实验研究方面取得了很多成果。芬兰赫尔辛基技术大学对由5根过滤元件组成的高温试管式过滤器进行了500h的试验,采用4.0Mpa的高压氮气反吹,含尘浓度在333~750mg/kg·W范围变化时,出口浓度为0.8~8.3mg/kg·W,操作稳定。德国Schumache:公司采用DIA-Schu-mafithF40过滤元件制造小型高温过滤器,针对其过滤元件的材料性能进行了长时间的性能实验,并证明其性能稳定。1992年由电力公司建立的过滤元件总数为384根,累计运行4744h的试管式过滤器,经检查得知,过滤器飞灰主要造成过滤元件的损坏,并且反吹相当困难;当飞灰平均粒径为27μm时,基本上不会对过滤器产生影响。SiemensWestinghouse、德国LLB、Pall、西屋等公司在高温条件下对滤管进行了性能试验,以分析比较各种滤管的过滤性能和使用寿命。试验表明,在粉尘粒径为1~7μm时,各种滤管都出现了滤管架桥现象,而当粉尘粒径大于27μm时不存在架桥现象。以上试验还发现了滤管内孔的堵塞,内壁粉尘穿透,建议应在内壁加膜。
在我国,对于气体过滤除尘在陶瓷过滤器方面的研究应用仍处于初始阶段。目前主要对陶瓷过滤器的过滤性能及过滤材料进行了研究。郭建光等深入研究了刚性陶瓷过滤元件的过滤机理,并对影响过滤效率的主要因素以及陶瓷颗粒大小对过滤元件过滤效率、渗透率、压降的影响进行了分析。姬忠礼等人深入研究了静态和动态下脉冲反吹气引射器的性能。并且他们还研究了陶瓷过滤元件外的瞬态流场,找到对过滤性能有影响的因素。并就负压区对陶瓷过滤器反吹性能的具体影响方式进行了研究。但是,陶瓷过滤器仍有许多急待解决的技术问题,过滤气流沿过滤元件轴向分布的规律就是其中之一。气流分布的均匀程度是直接影响陶瓷过滤器长期稳定运行的重要因素。