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除尘设备

除尘设备在工业中的合理选择

根据国外经验,除尘设备有三种不同层次的选择:首选是防尘,也就是像各种疾病一样,预防总是比治疗合算,比如装卸料、皮带转运时加个流槽,就可以大幅度减少粉尘、或烟尘产生和处理量;在处理钢渣等散状料时,采用局部密闭,使产生的粉尘、烟尘在其中循环消耗其动能后,粉尘就大部分自然沉降下来。这类机械防尘、除尘在国外被称为无动力除尘,在大多少场合中的大部分粉尘都适合采用无动力除尘;至少要先采用无动力除尘预处理。
其次是辅助采用喷水雾、或泡沫除尘。直接喷雾一方面可以使粉尘颗粒润湿后,相互粘接、凝聚、长大,然后就容易于大气分离;另一方面对于温度比较高的烟气,直接喷雾实现蒸发冷却就可以用少量水使烟气冷却,体积收缩,速度降低也有利于除尘。过去的教科书、设计手册都说喷雾除尘只适合处理50?m以上的粉尘,除尘效率只有40-70%。实践经验证明,由于喷雾技术的进步,通过喷雾系统可以去除10?m以上的粉尘接近100%、1?m以上的粉尘也能去除90-95%。比如中间包翻包、钢渣处理采用喷雾除尘都实际达到了90-95%的高除尘效率。

因此从减排、又节能降低成本的角度考虑,一定要先考虑无动力除尘和直接喷雾除尘,实在不得已时才考虑第三个选择:就是通风除尘。因为只要选择通风除尘,就一定要有高耗能的风机和除尘器,节能降低成本就比较难。采用通风除尘系统时也要先考虑能耗低的电除尘,最后考虑布袋除尘器。按此思路反思我们的除尘设备实际选择顺序,就可以发现一些值得改进的问题:比如转炉二次除尘、高炉出铁场除尘、装卸料除尘等许多类似应用,粉尘颗粒80%、甚至90%以上都是10?m以上,但在我国几乎绝大多数采用通风除尘、并且用布袋除尘器,就出现解决了减排问题,但运行费用都很高;转炉LT法除尘未燃法时粉尘也是大部分是粗颗粒,但电除尘的入口浓度按照70-100克/标立米设计,造成电场多、设备庞大。当然有些电除尘器效率不稳定也是必须解决的实际问题。


布袋除尘器设备选型需要考虑的因素

1、处理风量(Q)
处理风量是指除尘设备在单位时间内所能净化气体的体积量。单位为每小时立方米(m3/h)或每小时标立方米(Nm3/h)。是袋式除尘器设计中最重要的因素之一。

根据风量设计或选择袋式除尘器时,一般不能使除尘器在超过规定风量的情况下运行,否则,滤袋容易堵塞,寿命缩短,压力损失大幅度上升,除尘效率也要降低;但也不能将风量选的过大,否则增加设备投资和占地面积。合理的选择处理风量常常是根据工艺情况和经验来决定的。


2、使用温度

对于袋式除尘器来说,其使用温度取决于两个因素,第一是滤料的最高承受温度,第二是气体温度必须在露点温度以上。由于玻纤滤料的大量选用,其最高使用温度可达280℃,对高于这一温度的气体必须采取降温措施,对低于露点温度的气体必须采取提温措施。对袋式除尘器来说,使用温度与除尘效率关系并不明显,这一点不同于电除尘,对电除尘器来说,温度的变化会影响到粉尘的比电阻等影响除尘效率。


3、入口含尘浓度
即入口粉尘浓度,这是由扬尘点的工艺所决定的,在设计或选择袋式除尘器时,它是仅次于处理风量的又一个重要因素。以g/m3或g/Nm3来表示。
对于袋式除尘器来说,入口含尘浓度将直接影响下列因素:
⑴压力损失和清灰周期。入口浓度增大,同一过滤面积上积灰速度快,压力损失随之增加,结果是不得不增加清灰次数。
⑵滤袋和箱体的磨损。在粉尘具有强磨蚀性的情况下,其磨损量可以认为与含尘浓度成正比。
⑶预收尘有无必要。预收尘就是在除尘器入口处前再增加一级除尘设备,也称前级除尘。
⑷排灰装置的排灰能力。排灰装置的排灰能力应以能排出全部收下的粉尘为准,粉尘量等于入口含尘浓度乘以处理风量。

⑸操作方式。袋式除尘器分为正压和负压两种操作方式,为减少风机磨损,入口浓度大的不宜采用正压操作方式。


4、出口含尘浓度

出口含尘浓度指除尘器的排放浓度,表示方法同入口含尘浓度,出口含尘浓度的大小应以当地环保要求或用户的要求为准,袋式除尘器的排放浓度一般都能达到50 g/Nm3以下。


5、压力损失
袋式除尘的压力损失是指气体从除尘器进口到出口的压力降,或称阻力。袋除尘的压力损失取决于下列三个因素:
⑴设备结构的压力损失。
⑵滤料的压力损失。与滤料的性质有关(如孔隙率等)。

⑶滤料上堆积的粉尘层压力损失。


6、操作压力

袋式除尘器的操作压力是根据除尘器前后的装置和风机的静压值及其安装位置而定的,也是袋式除尘器的设计耐压值。


7、过滤速度
过滤速度是设计和选择袋式除尘器的重要因素,它的定义是过滤气体通过滤料的速度,或者是通过滤料的风量和滤料面积的比。单位用m/min来表示。
袋除尘器过滤面积确定了,那么其处理风量的大小就取决于过滤速度的选定,公式为:
Q = v × s × 60 (m3/h)
式中: Q — 处理风量
v — 过滤风速(m/min)
s — 总过滤面积(m2)
注明: 过滤面积(m2)=处理风量(m3/h)/(过滤速度(m/min)x60)
袋式除尘器的过滤速度有毛过滤速度和净过滤速度之分,所谓毛过滤速度是指处理风量除以袋除尘器的总过滤面积,而净过滤速度则是指处理风量除以袋除尘器净过滤面积。

为了提高清灰效果和连续工作的能力,在设计中将袋除尘器分割成若干室(或区),每个室都有一个主气阀来控制该室处于过滤状态还是停滤状态(在线或离线状态)。当一个室进行清灰或维修时,必需使其主气阀关闭而处于停滤状态(离线状态),此时处理风量完全由其它室负担,其它室的总过滤面积称为净过滤面积。也就是说,净过滤面积等于总过滤面积减去运行中必需保持的清灰室数和维修室数的过滤面积总和。


8、滤袋的长径比
滤袋的长径比是指滤袋的长度和直径之比。滤袋的长径比有如下规定:
反吹风式 —30~40
机械摇动式 —15~35
脉 冲 式 —18~23
新型除尘器
负压反吹滤袋除尘器,治理工业锅炉废气污染。实践表明,滤袋除尘器具有投资省,占地面积小,过滤面积大,工作性能稳定,净化效率高,使用可靠,回收的干烟尘便于综合利用,有效地保护了环境,是一种性能好,能满足当前环保法的要求,可信赖的高效除尘装置。
1—进气口;2—电机;3—螺旋输送机;4—池尘口;5——气流分流板;6——集尘斗;7——滤尘室;8——除尘滤袋;9——花板;10——出气口。
为保证滤袋除尘器在锅炉不停机的工况下,正常工作或进行滤袋清灰操作,将除尘器分组为N个独立的滤尘室。每室安装滤袋条数等同,滤袋除尘可分组也可并联工作,当其中一组滤袋进行清灰操作时,其他分组滤袋则保持正常工作。烟气从除尘器下部进气口切线进入,烟气在除尘器内沿负压气道向前,一部分尘粒因重力作用沉降于集尘斗;另一部分烟气通过滤袋时,烟尘就被阻留在滤袋内,净化后气体经引风机向外排放,从而达到集除烟尘、净化气体和保护大气环境的目的。

负压反吹滤袋除尘器的净化机理:是利用锅炉引风机组成除尘器系统负压,烟气负向流动。滤袋除尘器具有惯性碰撞、筛滤(接触阻留)、截捕、聚集和静电等滤尘作用,且能对粗(≥10μm粒径)、细(<5μm粒径的对人体危害最大)颗粒的烟尘及悬浮微尘都能有效地捕集,这是它的突出优点。
滤袋清灰,除尘器运行一段时间后,滤袋表面粘附和聚集起一定厚度的烟尘,通过控制反吹阀,清除布袋表面烟尘。
滤袋除尘器设在引风机负压区,使除尘系统处于负压状态下工作,这有利于延长引风机的使用寿命和避免被烟尘磨损。为了保证滤袋正常工作,还设置旁路烟道及阀门专供锅炉检修烘炉及点火时使用含油烟较多的燃料对滤袋的影响而临时开通使用。


负压反吹滤袋除尘器结构简单,占地面积小(30m2以内),可根据生产需要进行现场灵活设计布局。
负压反吹滤袋除尘器净化含尘气体能力强,能有效地控制污染,尤其是净化后烟尘排放浓度明显低于国家规定排放标准,可应用于中小型工业锅炉,除尘效率可达98%以上。
负压反吹滤袋除尘器生产运行费用较低,能源消耗与同类技术相比较低。
负压反吹滤袋除尘器可以有效地捕集≥10μm粒径和<5μm粒径的危害于人体的烟尘及悬浮微尘,这对净化大气环境,保护人体健康起着特殊作用。


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