熊 瑞，张佳钰，闫明伟，孙广超，刘开琪✉

1) 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室, 北京 100190 2) 中国科学院过程工程研究所南京绿色制造产业创新研究院, 南京 211135

据世界卫生组织(WHO)统计，全世界92%的人口正在呼吸受污染的空气[1]. 来自工业制造和废物焚烧的高温含尘烟气不仅会增加肺部疾病发生概率，过高的磁铁矿微粒水平还会影响人的大脑[2−3]. 陶瓷膜具备耐高温、耐腐蚀、抗热震等特性[4−5]，是过滤高温烟气最有效的材料之一，已成功用于整体煤气化联合循环发电系统(IGCC)等领域[6−9]. 陶瓷膜由多孔的支撑体层和膜层构成. 当过滤高温烟气时，大部分尘粒会在陶瓷膜外形成灰饼层，少部分尘粒会进入到陶瓷膜内. 沉积在陶瓷膜孔隙内的尘粒会堵塞气体流道，导致运行阻力升高，过滤效率降低，进而影响陶瓷膜的使用寿命[10−13].

对陶瓷膜脉冲反吹，可实现膜外表面灰饼层的部分脱除，以及膜孔隙内沉积的烟尘粒子在线清洗，是降低运行阻力、提升过滤性能最便捷的方式[14−15]. 实验研究表明，使用不同反吹设备或采用反吹操作参数清洗陶瓷膜时，临时形成的灰饼层会被破坏，不过，陶瓷膜过滤压降随着运行时间的增加而升高[16−18]. 受实验手段的限制，陶瓷膜孔道内含尘烟气的输运机制只能通过模拟研究获得.Li等[19]采用拉格朗日法跟踪胶体粒子模拟了粒子的沉积. Boccardo等[20]模拟了清洁床过滤时颗粒沉积的过程. 颜翠平[21]研究了脉冲喷射清洗过程中褶皱织物筒的沉积和清洗过程. 但是，很少有人模拟脉冲反吹时陶瓷膜孔隙内烟尘粒子的沉积与脱附. 究其原因主要有两点，其一，多孔陶瓷膜内部孔道结构复杂，从而造成陶瓷膜内烟气流动轨迹复杂多变；……