與袋式除塵器相比,濾管式除塵器具有明顯的優(yōu)越性。本文綜述了過(guò)濾器筒除塵器的性能和特點(diǎn)。根據國內外文獻報道,介紹了過(guò)濾管除塵器在工業(yè)上的應用,分析了存在的問(wèn)題和解決辦法。指出新型濾芯除塵器的主要研究?jì)热菔切滦蜑V芯材料和合適的噴霧系統。
1濾筒除塵器的性能和特點(diǎn)
1.1濾筒除塵器的構成
濾筒除塵器主要有三大部分,箱體、濾筒、清灰系統。(1)箱體是整個(gè)除塵器的外殼,包括氣箱和灰斗。氣箱主要是提供所需的除塵空間,有利流場(chǎng)的合理分布,灰斗則是收集過(guò)濾下來(lái)的物料;(2)濾筒是由外層、內層和中間層構成。內層和外層均為金屬網(wǎng)(或硬質(zhì)塑料網(wǎng)),中間為褶型的濾料。濾筒用濾料的特點(diǎn)是,把一層亞微米級的超薄纖維黏附在一般濾料上,該黏附層上的纖維間排列非常緊密,其間隙0.12~0.6μm,由于采用密集型的折疊,使其過(guò)濾面積大為增加。極大的過(guò)濾面積是濾筒的突出特點(diǎn);(3)清灰系統主要包括噴吹管、脈沖閥、氣包等。當濾筒表面積灰達到一定的厚度,就要進(jìn)行清灰。含塵氣流經(jīng)過(guò)濾筒過(guò)濾,然后排出,當除塵器阻力達到壓差設定值或者時(shí)間設定值時(shí),由壓差控制儀或者時(shí)間控制儀控制相應的電磁閥,打開(kāi)處于閉合狀態(tài)的脈沖閥,壓縮空氣直接噴入濾筒中心,對其進(jìn)行脈沖清灰。
1.2工作原理
含塵氣流從入口進(jìn)入除塵器箱體,一般來(lái)說(shuō),氣體從濾筒的外側進(jìn)入,顆粒較大的粉塵由于重力作用,不經(jīng)過(guò)濾筒,直接沉降到灰斗內,或者受到慣性力的作用碰撞到箱體邊壁,沿著(zhù)邊壁沉降下來(lái)。小顆粒粉塵隨氣流通過(guò)筒體,氣體中的粉塵顆粒被過(guò)濾在濾料表面,干凈的氣體從出口排除。粉塵在濾筒表面越積越多,阻力也越來(lái)越大,達到設定值或者設定時(shí)間,脈沖閥打開(kāi),壓縮氣體會(huì )吹向濾筒中心,同時(shí)誘導的空氣也會(huì )加強清灰效果,瞬時(shí)的高壓氣體將濾筒表面粉塵吹落,按照設置的順尋依次脈沖清灰,使系統恢復低阻力運行。
1.3過(guò)濾機理
濾料的過(guò)濾機理主要有:攔截效應、重力效應、慣性效應、擴散效應、靜電效應等。攔截效應:濾料內部的排列是錯綜復雜,相互交錯,濾料的平均孔徑較小,粒徑大于濾料孔徑的顆粒無(wú)法通過(guò)濾料層間隙而被攔截。重力效應:大顆粒粉塵重力較大,可能未經(jīng)過(guò)濾料而直接沉降,或者是附著(zhù)濾料的顆粒由于團聚,重力增大,受到振動(dòng)后脫離濾料。慣性效應:粉體顆粒隨氣流運動(dòng),氣流遇障繞行,粉塵因慣性偏離氣流方向并撞到濾料層而被收集,粒子越大,慣性力越強,被過(guò)濾下來(lái)的可能性越大。擴散效應及靜電效應:細小的粉塵撞到濾料層,粉塵與濾料表面間的引力使其粘在濾料上而被過(guò)濾下來(lái)。粒徑較小的顆粒要做布朗運動(dòng),相互碰撞,小粒徑顆粒相互碰撞或與濾料摩擦荷電,顆粒被吸引而捕集。大顆粒粉塵主要是前幾種過(guò)濾機理起主導主用,粒徑較小的主要是后幾種。多種過(guò)濾機理同時(shí)作用,這樣大部分粉塵將被過(guò)濾下來(lái),除塵器的除塵效率也會(huì )較高。
1.4技術(shù)特點(diǎn)
濾筒除塵器與袋式除塵器相比有如下特點(diǎn):(1)除塵效率較高。對于一般微米級的粉塵除塵效率可達99.99%,部分處理能力較強的濾筒(如Donaldson系列的Ultra-Web濾料)對于粒徑0.5μm的粉塵也可達到此效率甚至更高;(2)阻力較小。對于普通粉體,濾筒除塵器阻力小于1000Pa,粘附力較強粉體,一般*大阻力1500Pa左右;(3)入口濃度范圍廣。普通的聚酯濾筒或摺式濾筒就可以處理入口含塵濃度較高氣流,進(jìn)口含塵濃度可達250g/m3;(4)過(guò)濾風(fēng)速范圍廣。不同材質(zhì)的濾筒過(guò)濾風(fēng)速不同。普遍袋式除塵器的過(guò)濾風(fēng)速在1m/min左右,而紙質(zhì)濾筒的過(guò)濾風(fēng)速*小0.3m/min,摺式濾筒的過(guò)濾風(fēng)速*大2.4m/min;(5)水洗性能。除紙質(zhì)濾料外,其他的濾筒如聚酯濾筒和覆膜濾筒一般都可以用水清洗,待晾干后即可重復使用;(6)相對布局較緊湊,節約空間,便于維護。
2濾筒除塵器在工業(yè)中的一些應用
在干法脫硫行業(yè)中,對國內外燃煤鍋爐干法脫硫除塵工藝進(jìn)行了解讀,對國內應用狀態(tài)及采用PSU新型濾料配合氧化鈣高溫脫硫工藝進(jìn)行了可行性分析。介紹了濾簡(jiǎn)除塵器的運行原理、結構特點(diǎn),探討了濾筒除塵器在干法脫硫方面的優(yōu)越性,提出了濾筒除塵器設計要點(diǎn)和技術(shù)參數。在工業(yè)中糊袋,板結現象很普遍。在脫硫工業(yè)中,燃煤中硫經(jīng)燃燒后,生成二氧化硫,直接捕集成本較高。二氧化硫寄附于粉塵顆粒上,如果加入一定量的氫氧化鈣石灰粉,經(jīng)反應生成硫酸鈣,附著(zhù)在過(guò)濾材料上,即可達到收集效果。但是反應中生成水和焦油,極易產(chǎn)生糊袋、板結,使除塵效率下降,同時(shí)二氧化硫溶于水生成硫酸,硫酸具有腐蝕性,對濾料造成破壞。清灰時(shí)要把板結的物料吹下來(lái),就要更大的噴吹壓力和頻率,較大的噴吹壓力和頻率又會(huì )加劇濾料的磨損,濾料的壽命大大下降。濾材表面黏附的焦油等粘性物質(zhì)難以清除,長(cháng)期使用的濾料應定期清洗。因此,在脫硫工業(yè)中就需要耐酸,耐高溫,強度較大,耐磨,方便清洗的濾料。
2.1濾筒放置形式
*常見(jiàn)的濾筒放置形式有豎置式和橫置式。豎置式清灰效果較好,但占用空間較大,較細的粉塵顆粒清灰后容易被再次吹起造成二次揚塵。橫置式一般是順流式,過(guò)濾效果較好,但清灰時(shí)上部濾筒粉塵會(huì )影響下部濾筒,清灰不均勻。人研究了一種旋轉濾筒除塵器,效率也較高,但排放濃度高于布袋除塵器。主要原因是濾料的過(guò)濾時(shí)間太短,清灰頻率高,濾料表面沒(méi)有沉積,大量的粉塵參與過(guò)濾。目前較為普及的玻璃纖維濾筒,是一種結構簡(jiǎn)單,使用方便又有較高捕集效率的捕塵裝置。玻璃纖維濾筒的直徑小、過(guò)濾面積大,可作為內部采樣裝置直接放在煙道內部使用,它避免了外部采樣時(shí),塵粒在較長(cháng)的采樣管中沉積的可能性。也可不必因煙道中水蒸汽在管內冷凝而采取加熱和保溫措施。
2.2氣流分布
為了提高濾筒除塵器的效率,氣流分布也是非常重要的,*常見(jiàn)的氣體分布有百葉窗式、多孔板、分布格子、槽型鋼分布板和欄桿型分布板等。避免入口處濾筒由于風(fēng)速較高造成對濾料的高磨損區域,距離入口較遠的濾筒不能充分利用。采用導流板或者氣流分布板就很必要,在除塵器選用多孔氣流分布板,這種氣流分布方法在靜電除塵器中采用很多,在其他除塵器上很少采用,但用于濾筒除塵器則有獨特要求,氣流分布必須十分穩定和均勻,才有利于氣流的上升及粉塵的下降。濾筒表面均勻的過(guò)濾風(fēng)速也是氣流分布的一個(gè)重要標志,應用中要保證除塵器盡量多的濾筒能夠在合理的過(guò)濾風(fēng)速范圍內工作,因此,氣流分布板在除塵器上起著(zhù)重要的作用。
除塵濾筒除塵效率高,阻力小,節能,入口濃度和過(guò)濾風(fēng)速范圍大,處理能力強,具有很廣的適應性。同時(shí),濾筒除塵器使用壽命長(cháng)、投資和維護費用低,相對布局較緊湊,節約空間,便于維護。與袋式除塵器相比,無(wú)論是用于脫硫還是普通除塵都具有更廣闊的市場(chǎng)前景,應該加以推廣。隨著(zhù)濾筒除塵器在各個(gè)行業(yè)的廣泛應用,針對不同的物料性質(zhì)就需要不同的濾料,現有的各種纖維,聚酯,覆膜等濾料已經(jīng)不能滿(mǎn)足需求,因此開(kāi)發(fā)新型、高效的濾料就越來(lái)越迫在眉睫。工業(yè)用濾筒除塵器體積較大,濾筒也較長(cháng)較多,如何保證整個(gè)濾筒的上、中、下部都能達到較好的清灰效果;工業(yè)上濾筒清灰一般是輪流在線(xiàn)清灰,如何使濾筒間的相互影響*小而又不影響除塵效果,這些問(wèn)題有待我們今后進(jìn)一步研究。
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