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脉冲袋式除尘器设计选型浅析

  袋式除尘器也称过滤式除尘器,它是利用有机纤维或无机纤维编织物制作的袋式过滤元件将含尘气体中固体颗粒物滤出的除尘设备,用于捕集非黏结性、非纤维性的工业粉尘。袋式除尘器具有除尘效率高,适应性强,使用灵活,结构简单,工作稳定,便于回收干料,没有污泥、腐蚀等优点,由于除尘效率高,随着社会对环保要求日益严格,袋式除尘器的应用越来越广范。袋式除尘器的型式多种多样,脉冲袋式除尘器在冶金行业应用最为广泛,我们仅对脉冲袋式除尘器设计选型过程应注意的几个问题做一简单总结。
一、过滤方式的选用
  袋式除尘器过滤方式可分为四种:上进气内滤式;上进气外滤式;下进气内滤式;下进气外滤式。
  由于采用上进气时,除尘灰的下落方向与净气的流向相同,灰尘易产生返流,现在极少采用该方式。
  下部进气方式,内滤式布袋除尘系统滤袋的检漏比较困难而较少采用;外滤式系统滤袋的吊挂很方便,更换滤袋简单、易行,工人基本不接触灰尘,劳动条件大为改善,而且可以将过滤风速提高一倍以上,减少整个除尘系统的过滤面积,因此,目前使用最多的是下进气外滤式。
二、滤料的选用
  依据Friediarlder的理论,对滤料单一的纤维的除尘效率为:
  式中:KD、K1——由烟气温度、黏度,密度确定的常数;
  dF——单一纤维的直径,m;
  dp——粉尘粒径,m;
  Vs——过滤风速,m/s。
  由式知,单一纤维滤料过滤时,影响除尘效率的因素有滤布特性,尘气的特性,过滤风速(即每平方米每小时的滤袋通过的尘气量,用m3/m2·h表示)。
  滤料是袋式除尘器的心脏,决定了过滤能力和除尘效果。滤料造价一般占设备费用的lO%~15%左右,滤料需定期更换,从而增加了设备的运行维护费用,除尘器的效率、阻力,特别是维护管理都与滤料的材质及使用寿命有关。因此,正确地选择滤袋材料是设计良好袋式除尘器的关键。在选择滤布时应根据含尘气体性质、含尘浓度、粉尘颗粒大小、化学性质,物理性能,气体温度等选择合适的滤布。
三、过滤风速的选用
  过滤风速是除尘系统设计和运行的重要参数。对于脉冲袋式除尘器来说,过滤风速的选取,对保证除尘效果、确定除尘器的型号和占地面积,乃至除尘系统的总投资,具有关键性的作用。
  1、过滤风速与过滤效率的关系
  由式知,对dp小于lum的粉尘,适当降低过滤速度Vs,可以提高除尘效率n;对dp为5~15um以内的粉尘,提高Vs可以提高除尘效率n。
  2、过滤风速与过滤阻力的关系
  过滤阻力的两种计算方法:
  (a)过滤阻力的大致计算公式如下:
  △Pd=(A十B)VFm
  式中:△Pd——过滤阻力,Pa;
     A——附着粉尘过滤系数;
     B——滤袋阻尼系数;
     VF——过滤风速,m/min;
     m——滤袋性能系数。
  上述系数可从相关的资料中查得,这里不做详细叙述。
  (b)过滤阻力还可按计算滤尘量的办法来查表计算。过滤阻力随滤料上粉尘量的增大而增大,滤料不同,单位滤料面积上容尘量也不同,表给出了滤尘量、过滤风速、过滤阻力三者关系的实测数据。
   由表可以看出,当滤尘量一定时,过滤风速增加1倍,阻力增加25~50;即使过滤风速增加2倍,阻力增加亦不到80%,而且过滤风速越低,阻力增加的百分比越小;反过来说,当滤尘量一定,过滤风速降低1倍时,阻力降低不到30%.可见,过滤风速的增减与过滤阻力的增减不成正比。
   综上所述:盲目地降低过滤风速,并不能完全保证提高除尘效率,也不一定能够降低过滤阻力,还可能造成不必要的经济损失;办要在充分了解粉尘性质及系统特性的基础上,优化除尘器本体结构设计,正确进行经济技术分析,才能合理地确定过滤风速。
四、喷吹压力的选用
  喷吹压力是指脉冲喷吹的气体压力。在我国,脉冲清灰根据喷吹压力的高、低分为高压清灰与低压清灰2种。国外则将脉冲清灰分为高压小流量(HPLV)、中压中流量(IPIV)与低压大流量(LPHV)3种。喷吹方式相同时,喷吹压力越大,诱导的二次气流越多,形成的反吹气速越大,滤袋压降越明显,清灰效果越好,允许入口含尘浓度相应提高,但喷吹压力过高,若出现了过度清灰,破坏了初尘层,反而影响了除尘效率,同时耗气
量增加,能源浪费。可见合适的喷吹压力是高效除尘的保证。
  低压脉冲是在高压脉冲基础上完善提高而形成的,是脉冲除尘技术的进步。低压脉冲的清灰效果更好。这是因为高压喷吹装置结构复杂,压气能量大部分消耗于中间环节。低压脉冲的简单结构使中间环节的能耗降至最低水平,所以喷吹压力虽低,除尘布袋获得的清灰强度却反而提高;在清灰能力相同的条件下,低压脉冲喷吹压力仅为高压脉冲的l/3~l/4,较小的受力有助于延长脉冲阀膜片寿命。
  目前,国内外已经普遍推广并采用低压喷吹技术,而高压阀除在气箱脉冲除尘器中采用外,其使用已越来越少。
五、结语
  随着国民经济的发展,人类环保意识的增强,脉冲袋式除尘器的应用也越来越广,只有正确、恰当地选用,才能更好地发挥除尘器的作用。
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