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技術(shù)文章

濾筒式除塵器研究及應(yīng)用

閱讀:1559發(fā)布時(shí)間:2008-9-4

1、概述

   濾筒式除塵器早在20世紀(jì)70年代就已經(jīng)在日本和歐美一些國(guó)家出現(xiàn),具有體積小,效率高,投資省,易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn),但因其設(shè)備容量小,難組合成大風(fēng)量設(shè)備,過(guò)濾風(fēng)速偏低,應(yīng)用范圍窄,僅在糧食、焊接等行業(yè)應(yīng)用,所以多年來(lái)未能大量推廣。近年來(lái),隨著新技術(shù)、新材料不斷地發(fā)展,以日本的大志(Great.Ambition)株式會(huì)社,美國(guó)的湯姆森公司,畢威公司為代表,對(duì)除塵器的結(jié)構(gòu)和濾料進(jìn)行了改進(jìn),使得濾筒除塵器廣泛地應(yīng)用于水泥、鋼鐵、電力、食品、冶金、化工等工業(yè)領(lǐng)域,整體容量增加數(shù)倍,成為過(guò)濾面積>2000m2大型除塵器(GB6719-86類),是解決傳統(tǒng)除塵器對(duì)超細(xì)粉塵收集難、過(guò)濾風(fēng)速高、清灰效果差、濾袋易磨損破漏、運(yùn)行成本高的*方案,和市場(chǎng)上現(xiàn)有各種袋式、靜電除塵器相比具有有效過(guò)濾面積大、壓差低、低排放、體積小、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),成為工業(yè)除塵器發(fā)展的新方向。

   2、濾筒式除塵器的結(jié)構(gòu)

   濾筒式除塵器的結(jié)構(gòu)是由進(jìn)風(fēng)管、排風(fēng)管、箱體、灰斗、清灰裝置、導(dǎo)流裝置、氣流分流分布板、濾筒及電控裝置組成,類似氣箱脈沖袋除塵結(jié)構(gòu)。
   濾筒在除塵器中的布置很重要,既可以垂直布置在箱體花板上,也可以傾斜布置 在花板上,從清灰效果看,垂直布置較為合理?;ò逑虏繛檫^(guò)濾室,上部為氣箱脈沖室。在除塵器入口處裝有氣流分布板。

   3、筒式除塵器工作原理

   含塵氣體進(jìn)入除塵器灰斗后,由于氣流斷面突然擴(kuò)大及氣流分布板作用,氣流中一部分粗大顆粒在動(dòng)和慣性力作用下沉降在灰斗;粒度細(xì)、密度小的塵粒進(jìn)入濾塵室后,通過(guò)布朗擴(kuò)散和篩濾等組合效應(yīng),使粉塵沉積在濾料表面上,凈化后的氣體進(jìn)入凈氣室由排氣管經(jīng)風(fēng)機(jī)排出。
   濾筒式除塵器的阻力隨濾料表面粉塵層厚度的增加而增大。阻力達(dá)到某一規(guī)定值時(shí)進(jìn)行清灰。此時(shí)PLC程序控制脈沖閥的啟閉,首先一分室提升閥關(guān)閉,將過(guò)濾氣流截?cái)?,然后電磁脈沖閥開啟,壓縮空氣以及短的時(shí)間在上箱體內(nèi)迅速膨脹,涌入濾筒,使濾筒膨脹變形產(chǎn)生振動(dòng),并在逆向氣流沖刷的作用下,附著在濾袋外表面上的粉塵被剝離落入灰斗中。清灰完畢后,電磁脈沖閥關(guān)閉,提升閥打開,該室又恢復(fù)過(guò)濾狀態(tài)。清灰各室依次進(jìn)行,從*室清灰開始至下一次清灰開始為一個(gè)清灰周期。脫落的粉塵掉入灰斗內(nèi)通過(guò)缷灰閥排出。

   4、技術(shù)改進(jìn)措施和選用技術(shù)

   4.1清灰裝置
   傳統(tǒng)的濾筒除塵器有兩種清灰方式,一種是高壓氣流反吹,一種是脈沖氣流噴吹,實(shí)踐表明前者的優(yōu)點(diǎn)是氣流均勻,缺點(diǎn)是耗毛量大;后者的優(yōu)點(diǎn)是耗氣量小,缺點(diǎn)是氣流弱小。為此可作兩個(gè)方面改進(jìn):一方面在脈沖噴吹管上增加導(dǎo)流裝置,加強(qiáng)氣流誘導(dǎo)作用,另一方面把濾筒上部導(dǎo)流風(fēng)管取消,使脈沖氣流和誘導(dǎo)氣流同時(shí)充分進(jìn)入濾筒。這樣改進(jìn)后耗氣量少,氣流均勻,清灰效果好,根據(jù)計(jì)算,技術(shù)改進(jìn)后的清灰氣流流量是脈沖氣量的3-5倍。

   4.2 氣量分布板
   濾筒除塵器的氣流分布很重要,必須考慮如何避免設(shè)備進(jìn)口處由于風(fēng)速較高造成對(duì)濾料的高磨損區(qū)域。氣流分布板用于濾筒式除塵器有*要求,氣流分布必須十分穩(wěn)定和均勻。才有利于氣流的上升和粉塵的下降,氣流分布板開孔率35%。根據(jù)計(jì)算,阻力系數(shù)<2,由此可見(jiàn)在氣流速度<0.8m/s的情況下,多孔氣流分布板可以滿足濾筒式除塵器的要求。

   4.3濾筒和濾料
   濾筒是用計(jì)算長(zhǎng)度的濾料折疊成褶,首尾粘合成筒,筒的內(nèi)部用金屬網(wǎng)架支撐,上、下用頂蓋和底座固定,濾料的長(zhǎng)度由粉塵的性質(zhì)和粉塵的濃度決定。
   濾料是濾筒式除塵器核心部分,也是濾筒式除塵器成敗的關(guān)鍵,過(guò)去用的濾料一般都用紙頁(yè)纖維濾料這種濾料對(duì)>0.5um的粉塵有>99.9%過(guò)濾效率,但是其缺點(diǎn)是容塵量大,清灰困難,不宜用于高濃度,日本大志株式會(huì)社于2000年生產(chǎn)出具有自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的連續(xù)長(zhǎng)纖維濾料,解決了上述困難,市場(chǎng)上現(xiàn)有的濾袋采用針刺呢濾料,為深層過(guò)濾濾料,以此制成的濾袋在工作初期需要在其表面建立一個(gè)初級(jí)塵餅。粉塵很容易穿透這種濾料,增大排放量,或者堵塞空氣通道,使濾袋過(guò)早失效。特別在收集帶潮氣粉塵時(shí),更容易糊袋。而大志濾料具有以下特點(diǎn):
   1)通常的濾料是深層過(guò)濾,它依賴于濾料表面的粉塵層達(dá)到有效過(guò)濾,建立有效過(guò)濾時(shí)間 約為整個(gè)過(guò)濾過(guò)程的10%。覆膜濾料是表面過(guò)濾,粉塵不透入濾料,無(wú)初濾期,開始就是接近100%的有效過(guò)濾。
   2)傳統(tǒng)的濾料在高濃度粉塵進(jìn)入后,透氣性下降,阻力上升。覆膜濾料以均勻細(xì)微孔徑及其不粘性,投入使用后立即提供的過(guò)濾性能,粉塵透過(guò)率近似零,阻力基本處于穩(wěn)定,經(jīng)測(cè)試在過(guò)濾速度1-2m/min工況下,其阻力約為300-500Pa。
   3)對(duì)針刺氈濾料,一般用高能脈沖噴沖清灰才能維持濾料的常規(guī)阻力,用覆膜濾料則降低噴吹強(qiáng)度30%-50%即可維持濾料的常規(guī)阻力。
   4)使用壽命長(zhǎng),同種工況下,一般是傳統(tǒng)針刺氈濾料的5倍壽命。
   5、工業(yè)應(yīng)用
   5.1應(yīng)用粉磨系統(tǒng)
   2004年6月運(yùn)用該技術(shù),我們對(duì)水泥廠的生料磨的袋除塵器進(jìn)行改造,設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表(1)。在保持原有除塵器殼體情況下,更換了花板,改進(jìn)了脈沖噴吹系統(tǒng),增加了氣流分布裝置,專門設(shè)計(jì)了濾筒并對(duì)濾筒進(jìn)行防水處理?!?BR>   表(1)   除塵器設(shè)計(jì)參數(shù)

序號(hào) 項(xiàng)目    單位             技術(shù)參數(shù)
1 處理氣量    m3/h             58000
2 粉塵溫度      C             <100
3 過(guò)濾面積     m2              800
4 濾筒數(shù)量      只              40
5 除塵器阻力    Pa             1200-1500
6 入口含塵濃度 g/m3           <120
7 出口含塵濃度  g/m3    <0.05
8 清灰壓力      MPa             <0.3

   表(2)   除塵器性能測(cè)試數(shù)據(jù)

序號(hào)   項(xiàng)目        單位        測(cè)定值
1 進(jìn)口風(fēng)量       m3/h       56800
2 設(shè)備阻力         Pa         630
3 過(guò)濾風(fēng)速       m/min           0.97
4 進(jìn)口含塵濃度   g/h3            >8
5 出口含塵濃度   g/h3            0.022
6 粉塵溫度        ْC        93
7 清灰壓力         MPa         028
8 效率        %                99.98

   經(jīng)過(guò)十二天的安裝、調(diào)試后,設(shè)備運(yùn)行正常,并對(duì)除塵器性能按《除塵機(jī)組技術(shù)性能及測(cè)試方法》[GB11653-89]進(jìn)行實(shí)測(cè),測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表(2)。從表中可以看出,經(jīng)過(guò)改造后的除塵器,其運(yùn)行阻力、出口排放濃度、除塵效率等技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于國(guó)內(nèi)同類除塵設(shè)備。

   5.2對(duì)電除塵器的改造
   年產(chǎn)300萬(wàn)噸水泥廠的三號(hào)水泥磨電除塵器處理量不足,排放量大。原型號(hào):AAF/ELEX電除塵,電場(chǎng)及電室均為兩個(gè),清灰系統(tǒng)為機(jī)械繞臂錘振打系統(tǒng),集塵板面積792M2。
   采用濾筒進(jìn)行改造,首先清除原電除塵器內(nèi)部極板、板絲和機(jī)械振打等零部件,在原殼體內(nèi)建造人行通道的脈沖噴吹除塵器。其次通過(guò)導(dǎo)風(fēng)板和密閉鋼板,正確引導(dǎo)氣流走向,在新加花板上安裝濾筒,無(wú)須籠架和文丘里管。zui后裝上噴吹清灰控制系統(tǒng)投入使用。整個(gè)過(guò)程3周內(nèi)完成.
改建前后對(duì)比

項(xiàng) 目 指 標(biāo)     改建前情況         改建后情況
除 塵 設(shè) 備  AAF/ELEX電收塵器       寬敞式脈沖噴吹除塵器
處 理 風(fēng) 量   34157m3 /H          37300m3/H
潛在額外處理風(fēng)量
(可再增加安裝數(shù)排濾件)           43300m3/H
水泥磨冷卻水消耗量    1400L/H           800L/H
水泥成品品質(zhì)   3950—4050cm2/g           4000—4200cm2/g
入口粉塵濃度  400g/Nm3                    400g/Nm3
粉塵排放濃度   可見(jiàn)排塵           10mg/Nm3

   6、結(jié)束語(yǔ)
   濾筒式除塵器可以廣泛用于水泥行業(yè)的粉磨系統(tǒng)、粉碎系統(tǒng)、立窯、旋窯的窯頭、窯尾等各個(gè)揚(yáng)塵點(diǎn)的收塵,對(duì)各類傳統(tǒng)除塵器進(jìn)行改造亦可取得很好效果,關(guān)鍵在于選取*、合理的結(jié)構(gòu),使之適應(yīng)各種粉塵的特點(diǎn)。

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