布袋式除尘器的过滤速度影响因素包括:清灰方式、清灰制度、粉尘特性、滤料特性、预定的设备阻力、入口含尘浓度等。
可采用较高过滤风速的情况:采用强力清灰方式(如脉冲喷吹),清灰周期较短,入口含尘浓度较低,粉尘颗粒较大、黏性较小,处理常温含尘气体,采用针刺毡滤料或腹膜过滤滤料。
须采用较低过滤风速的情况:采用弱力清灰(如反吹清灰、振动清灰),处理高温烟气,粉尘细、粘、密度小,要求排尘密度低,采用素布或玻纤等滤料时。
2 箱体结构设计
布袋式除尘器的箱体结构主要包括:箱体(尘气室、净气室和灰斗)、过滤元件(滤袋、袋笼)、清灰装置、卸灰和输灰装置、安全检修设施。
1)箱体的耐压强度,一般按照引风机全压的1.2倍来设计,取+6000Pa进行耐压强度校核。
2)花板厚度一般不小于5mm,并能承受两面压差、滤袋自重和zui大粉尘载荷,花板边距孔中心间距应大于孔径。
3)净气室的断面风速一般选取4-6m/s.
4)灰斗容积应考虑设备检修时间内的储灰量,灰斗应设置检修门,卸灰阀与灰斗之间应设置手动插板阀。处理易结露烟气或捕集黏性较大的粉尘时,宜在灰斗设置料位计、伴热和保温装置、破拱装置,灰斗料位计和破拱装置不宜设在同一侧面,卸灰设备应满足zui大卸灰量和确保灰斗锁气的要求,避免粉尘外溢。
布袋式除尘器对于磨琢性粉尘的处理
3.1 设置预除尘器
对于氧化铝、硅石、焦炭等高硬度粉尘,应在布袋式除尘器之前设置预除尘器,预先除掉粉尘中的较粗颗粒,预除尘器应着眼于简易低阻,不追求除尘效率,通常采用沉降室、重力除尘器和惯性除尘器。
3.2 采用较低过滤风速
对于磨琢性粉尘,宜选用较低过滤风速,一般不超过1.0m/min.
3.3 改进除尘器入口设计
除尘器入口处是布袋式除尘器zui易磨损的位置,对于磨琢性粉尘,通常将入口设置成下倾状,使粗颗粒顺势沉降,也可在入口处设多孔板或阶梯栅状均流缓冲装置。
四、可燃性、爆炸性尘气的处理
对于烟气中含有CO、氢气等可燃气体或者碳、镁、铝等易爆粉尘,除尘器设计过程中,应当采取可靠的防燃防爆措施。
1)增设火花捕集器,或其它预除尘器,捕集灼热粗粒尘;
2)增设喷雾冷却塔,将烟气温度降至着火温度以下,抑制静电荷产生;
3)除尘器入口管道设置火星探测器,予以报警和灭火控制;
4)防止除尘器箱体内部积灰,灰斗倾角不小于70°;
5)选用消静电滤料,滤袋及除尘器箱体采用静电接地,防止滤料因静电积聚激发火花;
6)优先选用脉冲清灰方式,采用高压氮气作为清灰动力,严禁采用振动清灰方式;
7)在除尘器箱体上安装泄爆阀(泄爆门、爆破片),以减少爆炸强度,缩小爆炸范围。
五、含焦油雾气体的处理
焦炉烟气中含有煤焦油,这种烟气若直接进入布袋除尘器,会造成布袋表面板结,不易清 除,须采取特殊处理措施。
1)喷入吸附剂
采用焦炭、活性炭等作为吸附剂,喷入布袋除尘器之前的反应器,吸附油雾后,再进入除尘器捕集分离。吸附反应器有文丘里管、垂直径向喷射、以及沸腾床等多种形式,净化效率可达95%。后置布袋宜选用腹膜滤袋。
2)预涂尘技术
对于焦炉烟气,利用除尘器下回收的焦炭粉作为预涂尘,用气力输灰装置喷入除尘器进口管路,吸附部分焦油,并均匀分布在滤袋表面,形成预涂尘。
布袋除尘器分类与选型
根据清灰方式的不同,布袋收尘器大致有单机脉冲喷吹清灰、气箱脉冲清灰、反吹风清灰及大布袋脉冲清灰几种形式。根据清灰的同时滤袋是否在除理含尘气体,又分在线清灰收尘器和离线清灰收尘器。这几种布袋收尘器目前都在大量使用,只是一般会根据不同的使用场所进行合里的选用。
单机脉冲喷吹清灰布袋收尘器一般使用在处理风量比较小(每小时除理风量大概在几千立方米),或者空间受限制没有足够空间换袋笼的地方,此种收尘器只有一个室,属于在线清灰。
气箱脉冲喷吹清灰收尘器结构紧凑、性价比高,它只有1~2个脉冲阀,清灰能力有限,滤袋长度一般设计在2.5m左右,可以适用从每小时除理几千立方米到几十万立方米左右的风量情况。现在这种除尘器壳体一般都设计为3~6m左右的钢板,壳体都为焊接件。在设计和制造安装时都必须考虑焊接变形问题,特别是花板与壳体的焊接,焊接产生的热应力超过了壳体的钢性必然会将花板拉变形,在设计时要考虑增加壳体钢性;同时花板也常采用折边设计,焊接时使用惰性气体保护焊减少焊热应力等,从而保证收尘器的壳体与花板的平整度,在安装滤袋与袋笼时才能保持向下、各自不会干涉;使收尘器有足够的使用寿命。
在水泥厂的各种下料收尘点处,比如皮带机入料点处常用的就是单机脉冲喷吹与气箱脉冲这两种紧凑型的袋收尘器。这些场所的收尘器选型时一定要注意,扬尘量不仅跟输送物料量有关,还跟物料中粉尘含量有关,物料粉尘含量越多越干燥,对收尘器的处理能力要求也就越大。收尘过程在下料子落差大时,还要考虑设计缓冲板、导流板等以减少扬尘,同时导料槽密封效果要好并且有足够的长度,以保证收尘的气体主要是扬尘而不是干净的大气。对于用一台布袋收尘器同时对多个收尘点进行收尘的情况;一定要考滤管路平衡的问题,气体通过管路时产生的阻力与管径大小,管路长度及管路形状都有关系,一定要保证各个收尘点处均有足够的风量和风压才能达到理想的收尘效果。
目前在水泥厂窑头﹑窑尾以及水泥磨废气处理系统,每小时除理风量达几十万立方米到几百万立方米的场所,广泛采用大布袋脉冲清灰袋收尘器。常用160mm×6m左右规格的大布袋,清灰是压缩空气通过一个三英寸的脉冲阀经一根三英寸的喷吹管同时对二十条左右的滤袋进行脉冲喷吹清灰,一根喷吹管上对应每一条滤袋中心有一个喷吹小孔,通过对脉冲喷吹管路系统的优化设计可以使喷吹到滤袋底部的压缩空气压力保持在2000pa左右,这样既能有效清灰又能减少对滤袋的损害,从而提高滤袋使用寿命,降低设备维护成本。
对大收尘器来说,为方便对收下来的粉尘进行运输处理,一般都设置在楼面上,这样收尘器支腿预埋螺栓基础在楼面下是不便于土建施工的。对于处理气体温度较高的收尘器的灰斗下方最好设计膨胀节,因这灰斗受热膨胀后,如果它有热应力没有空间让它释放的话,它将会以变形抖动的方式来释放,这样收尘器会剧烈震动,一方面损坏收尘器,另一方面产生噪声,对环境产生另一种污染。当收尘器出口设计为星型卸灰阀时,最好在其上端加一个手动闸阀,以便检修星型卸灰阀时能先将灰斗中的料关起来,当然对于设计了灰斗入风口阀门的也要同时关上暂时停用该室,防止灰斗结灰过多,对于灰斗下法兰口,它要承载下部与其联接的零部件的不少重量,设计时应保证它有足够的强度不会产生变形。对于灰斗出口设计为双翻板阀的,最好将灰斗上的检查门开设位于离下法兰口高一些,防止运行时此处往外掉灰。当灰斗入风口处设计有阻风板(用于阻止含尘气体中多数粉尘直接上升到滤袋表面,而让灰尘掉入到灰斗内的装置)时,最好不要有水平板情况,否则当粉尘湿度过大时,会导致掉在水平板上的灰尘出现板结,从而导致在水平板与滤袋之间的距离不够,形成物料自由下滑止角,最终在此处出现堆料过高现象,这会要脉冲喷管清灰时磨损滤袋。
同样在从进风烟道到灰斗的弯管处也应设计有足够的下料坡度,防止物料在此处粘结形成堵塞。大收尘器的支腿一般都有设计有斜撑,将各支腿联成一个整体,以达到足够强度与稳定性的要求。从方便安装调整的角度考虑,这些斜撑与立柱的联接应设计为螺栓联接,在调整检测安装到位后再将其焊接。对于设计为灰斗圈梁一支角与支腿焊接固定,其余三只角与支腿为可滑动的情况时,每相邻支腿间应设计有斜撑,因为此时的圈梁并没有将支腿联成一个整体,只能靠斜撑来完成这个任务。
对于目前经常所见的布袋收尘器顶部检查门的密封设计还有待不断改进。有的收尘器采用在净气顶部就将5mm左右的壳体钢板折弯形成门框,在检查门上卡上橡胶,在壳体上焊接螺杆,再由压板将检查门压在门框上,这种结构由于门框刚性差,在制作和安装时就已经有很大的变形,很难与检查形状吻合,密封不严,同时经日晒雨淋等作用,螺杆螺母很快锈蚀卡死,非常不方便开启,顶盖更严重的是在顶部有雨水时负压会将雨水拉入收尘器,离线清灰收尘器还会好一些,一般从顶盖进去有雨水会被直接拉到废气烟囱排入大气,清灰时该室提升阀关闭不产生负压就不会有雨水被拉入,而对于在线清灰的收尘器,在脉冲喷吹清灰的同时该室仍然处于负压,将会将从顶部检查门拉入的部分雨水喷吹到滤袋里边,当收尘器不断清灰的时候就有雨水不断吹入滤袋,当水分达到一定程度的时候就会产生糊袋的问题。现在有的公司采用钢焊到净气室壳体上作为门框,可以减少变形,同时用楔形块压紧检查门,但需注意,由于净气室在拉气时处于负压,清灰时处于正压,检查门会出现一松一紧的现象,楔形块没有自锁性能,会逐渐松动,造成密封不严。针对这种情况,可以采取在楔形块上选择合适的位置开孔穿上销子的方法防止松动。
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