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1、新型过滤器过滤介质的研究资料21世纪我国的能源结构将发生巨大变化,天然气将成为我国工业生产、民用及公共建筑事业的主要能源,随着西气东输工程的加速发展,天然气集输及长输管道工程相应的集输站、压气站场将大量建设。但我国主要产气区生产的天然气中部分含尘量超标,新疆塔里木气田、青海涩北气田等气田都有出砂现象。四川、长庆等地气田天然气中携带有较多的固体腐蚀产物及地层水,造成集气管道腐蚀和集气站阀门泄漏,计量仪表精度下降,使国家生产及经济效益受到较大影响]。因此迫切需要对新型过滤器过滤介质进行研究,本文对五种常用过滤介质的试验进行了对比。 1、试验对象
2、 试验对象为两种型号的聚丙稀纤维层压滤管及1μm聚丙烯膜滤管、1μm聚四氟乙烯膜滤管、不锈钢密纹网滤管等5个滤管。 2、试验方法 过滤元件性能试验装置如图1所示,采用吸风式负压操作。试验时,含尘气体从入口管吸入,经过滤元件过滤后,从排气管排出。 过滤元件的压降由入口管与出口管上的测压管测量。 等动采样的具体步骤如下: a)用皮托管测量排气管的气体流速u,根据u和采样管的直径计算采样气体的流量Q2,以保证采样气速与排气管中的气速相同。 b)采用过滤精度为0.1μm的超细聚丙稀纤维层压滤膜,用精度0.1mg的分析天平称重。 c
3、)将称重后的滤膜放入洁净采样夹的滤网上,牢固压紧至不漏气。采样结束后,将滤膜取出称重,并做好采样记录。 采样取出的粉尘用COULTER-MULTISIZERⅡ粒度分析仪(精度0.25μm)分析粒径分布,从而计算滤管的分级效率。 3、试验结果 3.1 2号聚丙稀纤维层压滤管(GLTΦ114×1000型)的性能测定: 2号滤管滤速压降特性如表1所示。 经2号滤管过滤后的气体尘粒分布见图2。 3.2、3号聚丙稀纤维层压滤管(GLTΦ114×1000型)的性能测定 3号滤管的空管滤速压降特性如表3所示。 当过滤滤速为0.3m/s,入口
4、气体含尘浓度为1g/m³时,经等动采样出口气体含尘浓度为0.058mg/m³,过滤效率为99.994%。经3号滤管过滤后的气体尘粒分布见图3。 3.3 1μm聚丙烯膜滤管的性能测定 1μm聚丙烯膜滤管的空管滤速压降特性如表5所示。 当过滤滤速为0.05m/s,入口气体含尘浓度为500mg/m³时,经等动采样出口气体含尘浓度为1.149mg/m³,过滤效率为99.770%。 经1μm聚丙烯膜滤管过滤后的气体尘粒分布见图4。 根据分级效率计算公式1μm聚丙烯膜滤管的分级效率如表6所示。 3.4 1μm聚四氟乙烯膜滤管的性能测定 1
5、μm聚四氟乙烯膜滤管的空管滤速压降特性如表7所示。 当过滤滤速为0.1m/s,入口气体含尘浓度为500mg/m³时,经等动采样出口气体含尘浓度为0.838mg/m³,过滤效率为99.832%。经1μm聚四氟乙烯膜滤管过滤后的气体尘粒分布见图5。 根据分级效率计算公式1μm聚四氟乙烯膜滤管的分级效率如表8所示。 3.5 不锈钢密纹网滤管的性能测定 不锈钢密纹网滤管的空管滤速压降特性如表9所示。当过滤滤速为1.0m/s,入口气体含尘浓度为1g/m³时,经等动采样出口气体含尘浓度为0.62mg/m³,过滤效率为99.938%。 经不锈钢
6、密纹网滤管过滤后的气体尘粒分布见图6 根据分级效率计算公式不锈钢密纹网滤管的分级效率如表10所示。 4、试验统计 经试验统计得出不同滤管过滤粉尘的分级效率见表11。 2号聚丙稀纤维层压滤管净化后天然气含尘浓度为1.673mg/m³(中位粒径9.3μm)。 3号聚丙稀纤维层压滤管净化后天然气含尘浓度为0.058mg/m³(中位粒径9.3μm)。 聚丙烯膜滤管净化后天然气含尘浓度为1.149mg/m³(中位粒径1μm)。 聚四氟乙烯膜滤管净化后天然气含尘浓度为0.836mg/m³(中位粒径1μm)。 不锈钢密纹网滤管净
7、化后天然气含尘浓度为0.62mg/m³(中位粒径3μm)。 5、综合分析 a)从单价来看,3号聚丙稀纤维层压滤管元件单价最低,其次为2号聚丙稀纤维层压滤管、聚丙烯膜、聚四氟乙烯膜,最贵的为不锈钢密纹网滤管,同样外径下不锈钢密纹网滤管单价为3号聚丙稀纤维层压滤管元件的20~30倍。 b)从过滤元件的单件面积看,2号聚丙稀纤维层压滤管、3号聚丙稀纤维层压滤管为圆柱形深层过滤层压滤管,其过滤元件过滤面积只与圆柱体的面积与过滤元件长度有关,单件过滤面积为圆柱体柱面表面积乘以滤层高度。单个元件有效过滤面积最小,其余3个滤管可以采用折叠型式,单个元
8、件过滤面积大大增加,可达10倍以上。 c)从反冲洗效果看,2号聚丙稀纤维层压滤管、3号聚丙稀纤维层压滤管为圆柱形深层过滤层压滤管,基本上无法进行反冲洗,元件只能拆卸进行表面冲洗
