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高温陶瓷过滤器的多目标优化模型
- 2020-11-24-

  在先进的燃煤发电系统中,高温高压下的颗粒物收集对于提高系统的热效率、防止燃气轮机的腐蚀和满足废气排放限值具有重要意义。综合气化联合循环系统(IGCC)和曾压循环流化床燃烧(PFBC)等系统对颗粒物的收集要求极高的收集效率和可靠性。

  先进的旋风除尘器、颗粒床过滤器、静电除尘器和陶瓷过滤器已被开发用于先进燃煤发电系统中的颗粒物收集。其中刚性陶瓷过滤器和颗粒床过滤器表现出最好的潜力。

  这些系统在性能、材料和机械设计方面遇到的问题,高温陶瓷过滤器是目前IGCC最具潜力的过滤器,因为它们的效率几乎是其他过滤系统中最高的,并且从许多现场经验中积累了许多可靠的设计数据。

  陶瓷过滤器在高温和长期运行条件下的效率和材料在高温和长期运行条件下的稳定性,以及压降与滤饼厚度的关系,实验条件为450℃、650℃和850℃下50小时。

  陶瓷过滤器在工业工程中得到了广泛的应用,如Shell煤气化工艺(SCGP)和一体化气化联合循环系统(IGCC),其中陶瓷过滤器的性能是通过脉冲射流来实现的。与残余压力下降有直接关系。但在运行过程中,RFP压力过大,耗气量过高。在本研究中,以陶瓷过滤器为研究对象,探讨RFP压力对过滤器净化效率、残余压降及气体消耗的影响。在一定范围内,随着RFP压力的增大,清洗效率逐渐提高。

  当RFP压力达到一定值时,清洗效率并没有随压力的曾压而曾压,呈现出二次曲线关系。残余压降和RFP压力也呈二次曲线关系。此外,根据理论模型,随着RFP压力的曾压,气体消耗量呈线性曾压。在此基础上,以清洗效率为约束条件,以气体消耗和残余压降为优化目标,建立了陶瓷过滤器的多目标优化模型。采用模糊决策方法对优化模型进行求解,计算出剩余压降和耗气量,从而得到最优的RFP压力。