焙燒多功能起重機布袋除塵器的選擇

[摘 要]通過對我公司生產(chǎn)的焙燒多功能起重機煙氣凈化系統(tǒng)里面的布袋除塵器進行分析和計算，對適用于大量炭粉塵、碳氫化合物和瀝青煙、最高溫度55℃的工作環(huán)境的設(shè)備的除塵有一定的借鑒。

[關(guān)鍵詞]布袋除塵器 濾袋 脈沖閥 貯氣包

中圖分類號：TD63 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）07-0360-01

1.技術(shù)背景

焙燒多功能起重機是陽極焙燒爐的專用操作設(shè)備，工作環(huán)境含大量炭粉塵、碳氫化合物和瀝青煙，最高溫度55℃，不僅對大氣環(huán)境造成嚴重的污染，還對工人的身體健康造成很大的傷害。因此，選用合適的煙氣凈化系統(tǒng)尤為重要，而布袋除塵器作為該系統(tǒng)的核心，其結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性是該系統(tǒng)排放煙氣能否達到國家標(biāo)準(zhǔn)的重要保障。

2.已知條件

（1）周圍（工作）溫度-16℃—80℃，布袋除塵器的進氣溫度≤80℃

（2）系統(tǒng)風(fēng)量150，風(fēng)壓-35Kpa，

（3）處理前氣體含塵量：30-60g/m3，含塵氣量9900

（4）袋式除塵器的過濾面積不小于120，濾袋除塵器能耐240℃高溫

（5）袋式除塵器的效率大于98%，最終排放粉塵的濃度<120

根據(jù)已知條件確定除塵工藝：

含塵氣體經(jīng)管道經(jīng)測溫及測壓后進入布袋除塵器，由塵氣口吸入，分散到濾塵箱內(nèi)，氣體經(jīng)濾袋通過凈化箱出口排出，灰塵被阻留在濾袋外壁，濾袋外壁附著物增多，通過空壓機送出的壓縮空氣經(jīng)脈沖閥噴吹對濾袋進行抖動清灰。系統(tǒng)凈化達到現(xiàn)行國家GB/T16297-1996≤大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)≥二級標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 布袋除塵器的設(shè)計

2.1.1 布袋除塵器形式的確定

布袋除塵器結(jié)構(gòu)：由氣箱、中部筒體和下部筒體、濾袋、貯氣包、脈沖閥、連接板等組成。脈動噴吹清灰原理：

固定濾袋用的多孔板設(shè)在箱體上（或下）部，布袋除塵器設(shè)有8組噴吹管，在每個濾袋上方有一個噴吹管，噴吹管上對著濾袋中心開壓氣噴嘴，噴管另一端與由T型脈沖閥、控制閥、貯氣包等組成的脈沖控制系統(tǒng)，壓縮空氣由專設(shè)的空壓機供給，壓縮空氣從0.75MPa減壓到0.5MPa送入貯氣包內(nèi)，PLC按設(shè)定時間和阻力值，自動進行脈沖噴吹清灰。（即由PLC控制，采用時間程序或壓差變送器按設(shè)定的壓差值進行控制）。即發(fā)出指令，從噴吹管第一組脈沖閥噴吹，壓縮空氣經(jīng)噴吹管上的噴吹孔噴向濾袋，在噴吹的瞬間（0.1S）壓縮空氣在其周圍造成負壓，形成引射作用，又可以從周圍吸入約5-7倍于壓縮空氣的氣體，壓縮空氣和引射的氣體一道射入濾袋內(nèi)部，由于噴射的濾袋發(fā)生全面的抖動和由里向外的反吹風(fēng)氣流作用，便可有效的清除附著堆積在濾袋上的粉塵，第一組脈動清灰結(jié)束，逐次由第一到第八脈沖閥完成噴吹工作。

反吹風(fēng)清灰控制：

控制方式分為自動控制和手動控制兩種。自動控制方式采用物料輸送系統(tǒng)集中微機控制，反吹風(fēng)清灰的控制程序編入微機控制內(nèi)?；蛘呤敲}沖除塵器配置反吹風(fēng)清灰的控制儀，該控制儀安裝在控制箱內(nèi)。手動控制采用控制柜上設(shè)有自動—手動轉(zhuǎn)換開關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)換到手動時，可手動控制各組噴吹管依次按照時間程序清灰一遍。

2.1.2 濾袋的選擇

濾袋是布袋除塵器的重要部件，濾袋材質(zhì)采用進口針刺過濾氈，耐溫達220℃，短時溫度240℃。

過濾風(fēng)速與過濾阻力：

⑴過濾阻力隨濾料上粉塵量的增大而增大，濾料不同，單位濾料面積上容塵量也不同。但從工程的角度來講，其差異畢竟較小，一般僅從粉塵粒徑來考慮濾料的容塵負荷，對粒徑大的粗粉塵取300～1000g/m2，對微細粉塵取100～300g/m2。目前還沒有燃煤電廠粉塵的濾塵量、過濾風(fēng)速和過濾阻力三者關(guān)系的實測數(shù)據(jù)。但國內(nèi)早在20世紀80年代就有專著介紹水泥粉塵的濾塵量、過濾風(fēng)速、過濾阻力三者關(guān)系的實測數(shù)據(jù)，見表1。

⑵從上表中可以看出，當(dāng)濾塵量一定時，過濾風(fēng)速增加1倍，阻力增加25～50%；當(dāng)過濾風(fēng)速增加2倍，阻力增加亦不到80%，而且過濾風(fēng)速越低，阻力增加的百分比越小；反過來說，當(dāng)濾塵量一定，過濾風(fēng)速降低1倍時，阻力降低不到30%。

除塵濾袋過濾原理：

袋式除塵器是采用過濾技術(shù)將氣體中的固體顆粒物進行分離的設(shè)備。大部分微細粉塵會隨著氣流從濾袋的網(wǎng)孔中通過，而粗大的塵粒靠慣性碰撞和攔截被阻留，隨著濾袋上截流粉塵的加厚，細小的顆?？繑U散、靜電等作用也被纖維捕獲，并在往空中產(chǎn)生“架橋”現(xiàn)象。隨著含塵氣體不斷通過濾袋的纖維間隙，纖維間粉塵“架橋”現(xiàn)象不斷加強，一段時間后，濾袋表面積聚成一層粉塵，稱為粉塵初層。在以后的除塵過程中，粉塵初層便成了濾袋的主要過濾層，它允許氣體通過而截留粉塵顆粒，隨著粉塵在濾布上的積累，除塵效率和阻力都相應(yīng)增加。當(dāng)濾袋兩側(cè)的壓力差很大時除塵器阻力過大，系統(tǒng)的風(fēng)量會顯著下降，以致影響生產(chǎn)系統(tǒng)的排風(fēng)，過高的壓差還將造成濾袋的提前破損，此時要及時進行清灰，但清灰時必須注意不能破壞粉塵初層，以免降低除塵效率。

濾袋的過濾機理可簡述為：纖維的篩濾、碰撞、鉤住、擴散、靜電和重力6種效應(yīng)進行凈化，但其本質(zhì)是以“篩濾效應(yīng)“為主。

濾袋的過濾效率：

布袋除塵器的除塵效率近似于濾袋的過濾效率，

C=Gc÷Gj×100%

式中C——除塵效率，%，

Gc——被捕集的粉塵量，kg；

Gj——進入除塵器的粉塵量，kg。

除塵效率是衡量布袋除塵器性能最基本的參數(shù)，它表示除塵設(shè)備處理氣流中粉塵的能力，它與濾料運行狀態(tài)有關(guān)，并受粉塵性質(zhì)、濾料種類、阻力、粉塵層厚度，過濾風(fēng)速及清灰方式等諸多因素影響。粉塵粒徑的影響對除塵效率極大，對0.2-0.4μm的塵粒，三種狀態(tài)下的除塵效率均最低，因為這一范圍的塵粒處在攔截作用的下限，擴散作用的上限，因此0.2-0.4μm的塵粒是最難捕集的。理論上對大于0.4μm的塵粒除塵效率可達99.99%以上。

2.2 技術(shù)性能

（1）此除塵器過濾含塵氣體的正常工作溫度120℃左右，要求濾袋材料能耐240℃的高溫。

（2）含塵氣體的濾速為1m/min該除塵器的過濾面積為170㎡

（3）經(jīng)核算除塵器處理含塵氣量為10200>9900（實際含塵氣量）能夠適合實際工況。

3.結(jié)論

通過本設(shè)計，將對以上的工作環(huán)境給予很大程度的改善，凈化的后氣體經(jīng)測溫及測壓后排入大氣，處理后的粉塵≤10mg/m3，系統(tǒng)凈化達到現(xiàn)行國家GB/T16297-1996≤大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)≥二級標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻

[1] 汪用澎，張信，主審白明華.大型燒結(jié)設(shè)備[M].北京：機械工業(yè)出版社，1997年9月第1版.

[2] 潘際鑾，田錫唐，斯重遙.焊接手冊1冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1992年12月第1版.

[3] Procedure designing and analysis of balling drum.In： White H J，Simth R，eds，1989.44-45.

[4] 國家機械工業(yè)委員會統(tǒng)編.金屬學(xué)及熱處理基礎(chǔ)[M].北京：機械工業(yè)出版社，1988年9月第1版.

[5] 曾樂.焊接工程學(xué)[M].北京：新時代出版社，1986年6月第1版.

[6] 潘際鑾田錫唐斯重遙.焊接手冊2冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1992年12月第1版.

作者介紹

劉久新（1983-8-14），男，遼寧省沈陽市，工程師，本科學(xué)歷，現(xiàn)任中國有色（沈陽）冶金機械有限公司設(shè)計研究院設(shè)備設(shè)計一室設(shè)計員。