濾筒式除塵器研究及應用
1、概述
濾筒式除塵器早在20世紀70年代就已經在日本和歐美一些國家出現,具有體積小,效率高,投資省,易維護等優點,但因其設備容量小,難組合成大風量設備,過濾風速偏低,應用范圍窄,僅在糧食、焊接等行業應用,所以多年來未能大量推廣。近年來,隨著新技術、新材料不斷地發展,以日本的大志(Great.Ambition)株式會社,美國的湯姆森公司,畢威公司為代表,對除塵器的結構和濾料進行了改進,使得濾筒除塵器廣泛地應用于水泥、鋼鐵、電力、食品、冶金、化工等工業領域,整體容量增加數倍,成為過濾面積>2000m2大型除塵器(GB6719-86類),是解決傳統除塵器對超細粉塵收(shou)集難、過濾(lv)風速(su)高、清灰(hui)效果差、濾(lv)袋(dai)易磨損(sun)破(po)漏、運行成(cheng)本高的(de)最佳方案,和市場上(shang)現(xian)有(you)各(ge)種袋(dai)式、靜(jing)電除塵器相比具(ju)有(you)有(you)效過濾(lv)面(mian)積大、壓差低、低排放、體(ti)積小、使(shi)用壽命長等特(te)點,成(cheng)為(wei)工業除塵器發展的(de)新方向。
2、濾筒式除塵器的結構
濾筒(tong)式(shi)除塵器的結(jie)構是由進風管(guan)、排(pai)風管(guan)、箱(xiang)體、灰斗(dou)、清(qing)灰裝(zhuang)置(zhi)(zhi)、導流(liu)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)、氣流(liu)分(fen)流(liu)分(fen)布板(ban)、濾筒(tong)及電(dian)控裝(zhuang)置(zhi)(zhi)組成(cheng),類(lei)似氣箱(xiang)脈沖袋(dai)除塵結(jie)構。
濾(lv)筒(tong)在(zai)除塵器(qi)中(zhong)的(de)布(bu)置(zhi)很重要,既可(ke)以垂直(zhi)布(bu)置(zhi)在(zai)箱體花(hua)(hua)板上,也可(ke)以傾斜布(bu)置(zhi) 在(zai)花(hua)(hua)板上,從清灰(hui)效果看,垂直(zhi)布(bu)置(zhi)較為(wei)合理(li)。花(hua)(hua)板下部(bu)為(wei)過濾(lv)室,上部(bu)為(wei)氣箱脈沖室。在(zai)除塵器(qi)入口處裝(zhuang)有氣流(liu)分布(bu)板。
3、筒式除塵器工作原理
含塵氣(qi)(qi)體進入除塵器灰(hui)斗后(hou),由于氣(qi)(qi)流(liu)斷面(mian)突然(ran)擴(kuo)(kuo)大及(ji)氣(qi)(qi)流(liu)分布板作用,氣(qi)(qi)流(liu)中一部(bu)分粗(cu)大顆粒在動(dong)和慣性力(li)作用下(xia)沉降在灰(hui)斗;粒度(du)細、密度(du)小的塵粒進入濾(lv)塵室后(hou),通(tong)過布朗擴(kuo)(kuo)散和篩濾(lv)等(deng)組合(he)效應,使粉塵沉積(ji)在濾(lv)料(liao)表面(mian)上,凈化后(hou)的氣(qi)(qi)體進入凈氣(qi)(qi)室由排(pai)氣(qi)(qi)管經風機排(pai)出。
濾(lv)筒(tong)式除塵(chen)器(qi)的(de)(de)阻力(li)隨(sui)濾(lv)料表面粉塵(chen)層厚度的(de)(de)增加而增大。阻力(li)達到某一(yi)(yi)(yi)規定值時(shi)進(jin)行(xing)清(qing)灰(hui)(hui)。此時(shi)PLC程序控(kong)制脈沖閥的(de)(de)啟閉(bi)(bi),首先一(yi)(yi)(yi)分(fen)室提(ti)升(sheng)閥關閉(bi)(bi),將(jiang)過濾(lv)氣(qi)流(liu)截(jie)斷,然后電(dian)磁(ci)脈沖閥開(kai)啟,壓縮空(kong)氣(qi)以及短的(de)(de)時(shi)間在上箱體內(nei)迅速膨脹,涌(yong)入(ru)(ru)濾(lv)筒(tong),使濾(lv)筒(tong)膨脹變形產生(sheng)振動(dong),并(bing)在逆向氣(qi)流(liu)沖刷(shua)的(de)(de)作用下(xia)(xia),附著在濾(lv)袋外表面上的(de)(de)粉塵(chen)被剝離落入(ru)(ru)灰(hui)(hui)斗(dou)中。清(qing)灰(hui)(hui)完畢后,電(dian)磁(ci)脈沖閥關閉(bi)(bi),提(ti)升(sheng)閥打開(kai),該室又恢復過濾(lv)狀(zhuang)態。清(qing)灰(hui)(hui)各室依(yi)次(ci)進(jin)行(xing),從第一(yi)(yi)(yi)室清(qing)灰(hui)(hui)開(kai)始至下(xia)(xia)一(yi)(yi)(yi)次(ci)清(qing)灰(hui)(hui)開(kai)始為一(yi)(yi)(yi)個清(qing)灰(hui)(hui)周(zhou)期。脫落的(de)(de)粉塵(chen)掉入(ru)(ru)灰(hui)(hui)斗(dou)內(nei)通過缷灰(hui)(hui)閥排出(chu)。
4、技術改進措施和選用技術
4.1清灰裝置
傳(chuan)統(tong)的濾筒除塵(chen)器有兩種清灰方(fang)式(shi),一(yi)種是(shi)(shi)高壓氣(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)(liu)反吹,一(yi)種是(shi)(shi)脈沖氣(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)(liu)噴吹,實踐表明前者的優點(dian)是(shi)(shi)氣(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)(liu)均(jun)勻(yun)(yun),缺點(dian)是(shi)(shi)耗(hao)毛(mao)量(liang)大;后(hou)者的優點(dian)是(shi)(shi)耗(hao)氣(qi)(qi)(qi)量(liang)小,缺點(dian)是(shi)(shi)氣(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)(liu)弱小。為此(ci)可作兩個方(fang)面改(gai)進(jin):一(yi)方(fang)面在脈沖噴吹管上(shang)增加(jia)導流(liu)(liu)(liu)裝(zhuang)置,加(jia)強(qiang)氣(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)(liu)誘導作用,另(ling)一(yi)方(fang)面把濾筒上(shang)部導流(liu)(liu)(liu)風管取(qu)消,使(shi)脈沖氣(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)(liu)和誘導氣(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)(liu)同時充分(fen)進(jin)入濾筒。這樣改(gai)進(jin)后(hou)耗(hao)氣(qi)(qi)(qi)量(liang)少,氣(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)(liu)均(jun)勻(yun)(yun),清灰效(xiao)果好,根據計算,技術改(gai)進(jin)后(hou)的清灰氣(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)(liu)流(liu)(liu)(liu)量(liang)是(shi)(shi)脈沖氣(qi)(qi)(qi)量(liang)的3-5倍。
4.2 氣量分布板
濾筒(tong)除塵(chen)器的(de)氣流(liu)分布(bu)很(hen)重要,必(bi)須考慮如何避免(mian)設備進口處由于風速較高造成對(dui)濾料的(de)高磨(mo)損區域。氣流(liu)分布(bu)板(ban)用于濾筒(tong)式除塵(chen)器有獨(du)特要求,氣流(liu)分布(bu)必(bi)須十分穩定和均勻。才有利于氣流(liu)的(de)上升和粉(fen)塵(chen)的(de)下降,氣流(liu)分布(bu)板(ban)開孔率35%。根(gen)據計算(suan),阻力(li)系數<2,由此可(ke)見在氣流(liu)速度<0.8m/s的(de)情況下,多孔氣流(liu)分布(bu)板(ban)可(ke)以(yi)滿足濾筒(tong)式除塵(chen)器的(de)要求。
4.3濾筒和濾料
濾(lv)筒(tong)是用計算(suan)長度(du)的濾(lv)料折疊(die)成褶,首(shou)尾粘合成筒(tong),筒(tong)的內(nei)部用金(jin)屬網架支撐(cheng),上、下用頂蓋和底(di)座固定,濾(lv)料的長度(du)由粉(fen)塵的性質和粉(fen)塵的濃度(du)決定。
濾(lv)(lv)(lv)料(liao)是(shi)濾(lv)(lv)(lv)筒(tong)式除塵器核心部分,也是(shi)濾(lv)(lv)(lv)筒(tong)式除塵器成敗的(de)關鍵,過去用的(de)濾(lv)(lv)(lv)料(liao)一(yi)般(ban)都用紙頁纖維濾(lv)(lv)(lv)料(liao)這種(zhong)濾(lv)(lv)(lv)料(liao)對>0.5um的(de)粉(fen)塵有(you)(you)>99.9%過濾(lv)(lv)(lv)效率,但(dan)是(shi)其缺點是(shi)容塵量大,清灰(hui)困(kun)難,不宜(yi)用于(yu)高(gao)濃(nong)度,日本大志(zhi)(zhi)株式會社于(yu)2000年生產出具(ju)有(you)(you)自己知識產權的(de)連續(xu)長纖維濾(lv)(lv)(lv)料(liao),解決了上述困(kun)難,市場上現(xian)有(you)(you)的(de)濾(lv)(lv)(lv)袋(dai)采(cai)用針刺呢濾(lv)(lv)(lv)料(liao),為深層過濾(lv)(lv)(lv)濾(lv)(lv)(lv)料(liao),以(yi)此(ci)制成的(de)濾(lv)(lv)(lv)袋(dai)在工作初(chu)期需要在其表面建立(li)一(yi)個(ge)初(chu)級(ji)塵餅。粉(fen)塵很容易穿透這種(zhong)濾(lv)(lv)(lv)料(liao),增(zeng)大排放量,或(huo)者堵塞空(kong)氣通道,使濾(lv)(lv)(lv)袋(dai)過早失(shi)效。特別在收集帶潮氣粉(fen)塵時,更容易糊袋(dai)。而(er)大志(zhi)(zhi)濾(lv)(lv)(lv)料(liao)具(ju)有(you)(you)以(yi)下特點:
1)通常的(de)(de)濾料是深層過(guo)(guo)濾,它依賴于濾料表面(mian)的(de)(de)粉塵(chen)(chen)層達到有效(xiao)過(guo)(guo)濾,建立有效(xiao)過(guo)(guo)濾時間 約為整(zheng)個(ge)過(guo)(guo)濾過(guo)(guo)程(cheng)的(de)(de)10%。覆膜濾料是表面(mian)過(guo)(guo)濾,粉塵(chen)(chen)不透入濾料,無初濾期,開(kai)始(shi)就是接(jie)近100%的(de)(de)有效(xiao)過(guo)(guo)濾。
2)傳統(tong)的濾料(liao)在高濃度(du)粉塵(chen)進入后,透(tou)氣性(xing)下(xia)降,阻力(li)上升(sheng)。覆膜濾料(liao)以均(jun)勻細微孔徑(jing)及(ji)其(qi)不粘性(xing),投(tou)入使用后立即提供極佳的過濾性(xing)能,粉塵(chen)透(tou)過率近似零,阻力(li)基本處于穩定(ding),經測試(shi)在過濾速度(du)1-2m/min工(gong)況下(xia),其(qi)阻力(li)約為300-500Pa。
3)對針刺(ci)氈濾(lv)料(liao),一般(ban)用(yong)高能脈沖噴(pen)沖清灰才(cai)能維持濾(lv)料(liao)的(de)常規(gui)阻力(li),用(yong)覆膜濾(lv)料(liao)則降低噴(pen)吹強(qiang)度30%-50%即可維持濾(lv)料(liao)的(de)常規(gui)阻力(li)。
4)使(shi)用壽命(ming)長,同種(zhong)工(gong)況下,一般是(shi)傳統(tong)針(zhen)刺氈(zhan)濾(lv)料的5倍壽命(ming)。
5、工業應用
5.1應用粉磨系統
2004年6月(yue)運用(yong)該技術,我們(men)對水(shui)泥廠的生(sheng)料磨的袋除塵器進行(xing)改(gai)造,設計參數(shu)見(jian)表(1)。在保持(chi)原有除塵器殼體情況下,更換(huan)了(le)花板,改(gai)進了(le)脈沖噴吹系統(tong),增加了(le)氣流分布(bu)裝置,專(zhuan)門設計了(le)濾筒并對濾筒進行(xing)防水(shui)處理。
表(1)除塵器設計參數
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表(2)除塵器性能測試數據
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經過(guo)十二天的(de)安裝、調試后(hou),設(she)備(bei)運行(xing)正常,并(bing)對除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)性(xing)(xing)能按《除(chu)塵(chen)(chen)機組(zu)技術(shu)性(xing)(xing)能及(ji)測(ce)試方法(fa)》[GB11653-89]進行(xing)實測(ce),測(ce)定結果見表(biao)(2)。從表(biao)中可以看出(chu),經過(guo)改造后(hou)的(de)除(chu)塵(chen)(chen)器(qi),其運行(xing)阻力、出(chu)口(kou)排放濃(nong)度、除(chu)塵(chen)(chen)效率等技術(shu)指標均優于國內(nei)同類除(chu)塵(chen)(chen)設(she)備(bei)。
5.2對電(dian)除塵器的改造
年產300萬噸水泥廠的三號水泥磨電除塵器處理量不足,排放量大。原型號:AAF/ELEX電除塵,電場及電室均為兩個,清灰系統為機械繞臂錘振打系統,集塵板面積792M2。
采用濾筒進行改造,首先清除原電除塵器內部極板、板絲和機械振打等零部件,在原殼體內建造人行通道的脈沖噴吹除塵器。其次通過導風板和密閉鋼板,正確引導氣流走向,在新加花板上安裝濾筒,無須籠架和文丘里管。最后裝上噴吹清灰控制系統投入使用。整個過程3周內完成.
改建前后對比
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6、結束語
濾筒式(shi)除塵(chen)器(qi)(qi)可(ke)以廣泛(fan)用于水(shui)泥(ni)行業的(de)粉磨系(xi)統(tong)、粉碎系(xi)統(tong)、立窯(yao)、旋窯(yao)的(de)窯(yao)頭(tou)、窯(yao)尾等各個揚塵(chen)點的(de)收塵(chen),對各類傳統(tong)除塵(chen)器(qi)(qi)進行改造亦可(ke)取得很好效果,關(guan)鍵在于選取先進、合(he)理的(de)結(jie)構,使之(zhi)適應各種粉塵(chen)的(de)特點。

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