袋式除尘器在烟气除尘系统中的应用
摘要: 介绍了袋式除尘器在烟气除尘系统的应用特点 ,阐述了袋式除尘器的工作原理、分类、选型及存在问题情况 ,指出了设计、运行过程中的注意事项。
关键词: 袋式除尘器, 锅炉烟气, 应用, 存在问题
袋式除尘器是一种干式滤尘装置。它适用于捕集细小、干燥、非纤维性粉尘。滤袋采用纺织的滤布或非纺织的毡制成 ,利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤 ,当含尘气体进入袋式除尘器 ,颗粒大、比重大的粉尘 ,由于重力的作用沉降下来 ,落入灰斗 ,含有较细小粉尘的气体在通过滤料时 ,粉尘被阻留 ,使气体得到净化。一般新滤料的除尘效率是不够高的。滤料使用一段时间后 ,由于筛滤、碰撞、滞留、扩散、静电等效应 ,滤袋表面积聚了一层粉尘 ,这层粉尘称为初层 ,在此以后的运动过程中 ,初层成了滤料的主要过滤层 ,依靠初层的作用 ,网孔较大的滤料也能获得较高的过滤效率。随着粉尘在滤料表面的积聚,除尘器的效率和阻力都相应的增加 ,当滤料两侧的压力差很大时 ,会把有些已附着在滤料上的细小尘粒挤压过去 ,使除尘器效率下降。另外 ,除尘器的阻力过高会使除尘系统的风量显著下降。因此 ,除尘器的阻力达到一定数值后 ,要及时清灰。清灰时不能破坏初层 ,以免效率下降。
1 袋式除尘器的选型
1 . 1 袋式除尘器清灰方式的确定
袋式除尘器常用的清灰方法有反吹风、振动和脉冲的清灰方法。反吹风、振动的清灰方法 ,能耗低 ,但一般过滤速度选用也比脉冲清灰方法低一半左右 ,这样导致占地面积大 ,增加初投资费用。在对粉尘的捕集效率上 ,两者的区别并不大。这是因为滤料上的粉尘层并不是很容易被“过度清灰” 的 ,而且在垃圾焚烧上经常出现的问题是清灰不好 ,也就是说滤袋上的灰清不下来,导致阻力不断增加。 在垃圾焚烧炉上的袋式除尘器最好采用分室结构。这方便在不影响焚烧炉运行的情况下进行维修。而且分室后可采用三状态清灰的方法来提高清灰的效果。 在采用脉冲袋式除尘器时 ,一般采用的喷吹压力为 4.5～6.5 kg/ cm2。
1 . 2 袋式除尘器的确定
(1) 首先要正确确定燃烧的烟气量。因为袋式除尘器大小取决于过滤面积的多少 ,一但确定就不好改变 ,如果烟气量估算小了 ,则实际过滤速度就大 ,导致设备阻力大 ,清灰不良 ,难以长期连续运行;而估算大了 ,则设备初投资高 ,但运行上不会有什么问题。
(2) 滤袋材质的选择。要根据烟尘的性质和烟气的成分选择合适的滤料。滤料的选择是关键 ,如果滤料不合适 ,使用寿命受影响 ,而更换滤料的费用却不菲。滤料的材质要考虑以下因素:耐温、耐酸、耐碱、耐氧化等;另外 ,由于垃圾焚烧烟气的湿度大 ,抗水解能力也是选择滤料必须考虑的一个因素。由于滤袋材质的不同其价格差异很大 ,所以最终的选择往往是一次性投资和运行成本及效果综合考虑的结果。不同的滤料的使用温度、除尘效率、清灰性能、费用及对烟气中不同化学成分的耐腐蚀程度都不一样,需要综合考虑来选择。一般可供选择的滤料有:玻璃纤维滤料 ,Teflon, Ryton, P84, Gore - tex等。Ryton滤料其抗酸、耐水解、耐磨的性能都好 ,价格也不太贵 ,只要烟气含氧量低于其能耐受的程度 (不同的温度下能耐受的含氧量不同 ) ,就能取得良好效果。P84
的捕尘效果比 Ryton更好 ,但耐水解能力不如 Ryton。戈尔塔克斯性能好 ,但价格较高 ,特氟纶耐酸、碱等性能好 ,但价格昂贵。玻纤布不能过滤含HF的气体 ,但价格比较适宜。
(3) 注意烟气的酸露点。当烟气温度低于酸露点时 ,结露所产生的酸液将腐蚀设备和在滤料上形成烟尘粘结。因此要对除尘系统采取一些措施 ,如灰斗加热 ,热风循环 ,管道旁通 ,设备保温、烟气加热等。
(4) 注意选择制造精良的设备。尤其是脉冲喷吹系统的各部件、组件 ,各检查门 ,出灰、输灰装置、滤袋与花板的配合、滤袋笼骨的设计及加工质量 (光洁度和垂直度等 )都要好 ,否则会影响设备的长期良好运行。
2 除尘器选型的各种因素
2 . 1 处理风量 (Q)
处理风量是指除尘设备在单位时间内所能净化气体的体积量 ,单位为 (m3/h)。是袋式除尘器设计中最重要的因素之一。
根据风量设计或选择袋式除尘器时 ,一般不能使除尘器在超过规定风量的情况下运行 ,否则 ,滤袋容易堵塞 ,寿命缩短 ,压力损失大幅度上升 ,除尘效率也要降低;但也不能将风量选的过大 ,否则增加设备投资和占地面积。合理的选择处理风量常常是根据工艺情况和经验来决定的。
2 . 2 使用温度
对于袋式除尘器来说 ,其使用温度取决于两个因素 ,第一是滤料的最高承受温度 ,第二是气体温度必须在露点温度以上。目前 ,由于玻纤滤料的大量选用 ,其最高使用温度可达 280 ℃,对高于这一温度的气体必须采取降温措施 ,对低于露点温度的气体必须采取提温措施。对袋式除尘器来说 ,使用温度与除尘效率关系并不明显 ,这一点不同于电除尘 ,对电除尘器来说 ,温度的变化会影响到粉尘的比电阻等影响除尘效率。
2 . 3 入口含尘浓度
即入口粉尘浓度 ,这是由扬尘点的工艺所决定的 ,在设计或选择袋式除尘器时 ,它是仅次于处理风量的又一个重要因素。以 g/m3
来表示。
对于袋式除尘器来说 ,入口含尘浓度将直接影响下列因素:
(1) 压力损失和清灰周期。入口浓度增大 ,同一过滤面积上积灰速度快 ,压力损失随之增加 ,结果是不得不增加清灰次数。
(2) 滤袋和箱体的磨损。在粉尘具有强磨蚀性的情况下 ,其磨损量可以认为与含尘浓度成正比。
(3) 预收尘有无必要。预收尘就是在除尘器入口处前再增加一级除尘设备 ,也称前级除尘。
(4) 排灰装置的排灰能力。排灰装置的排灰能力应以能排出全部收下的粉尘为准 ,粉尘量等于入口含尘浓度乘以处理风量。
(5) 操作方式。袋式除尘器分为正压和负压两种操作方式 ,为减少风机磨损 ,入口浓度大的不宜采用正压操作方式。
2 . 4 出口含尘浓度
出口含尘浓度指除尘器的排放浓度 ,表示方法同入口含尘浓度 ,出口含尘浓度的大小应以当地环保要求或用户的要求为准 ,袋式除尘器的排放浓度一般都能达到 50 g/m3以下。
2 . 5 压力损失
袋式除尘的压力损失是指气体从除尘器进口到出口的压力降 ,或称阻力。袋除尘的压力损失取决于下列 3个因素:
(1) 设备结构的压力损失。
(2) 滤料的压力损失。与滤料的性质有关(如孔隙率等 )。
(3) 滤料上堆积的粉尘层压力损失。
2 . 6 操作压力
袋式除尘器的操作压力是根据除尘器前后的装置和风机的静压值及其安装位置而定的 ,也是袋式除尘器的设计耐压值。
2 . 7 过滤速度
过滤速度是设计和选择袋式除尘器的重要因素 ,它的定义是过滤气体通过滤料的速度,或者是通过滤料的风量和滤料面积的比。单位用 m /min来表示。
袋除尘器过滤面积确定了 ,那么其处理风量的大小就取决于过滤速度的选定 ,见式 (1)。
Q = v ×s ×60 (1)
式中: Q—处理风量,m3/h;
v—过滤风速,m /min;
s—总过滤面积,m2。
袋式除尘器的过滤速度有毛过滤速度和净过滤速度之分 ,所谓毛过滤速度是指处理风量除以袋除尘器的总过滤面积 ,而净过滤速度则是指处理风量除以袋除尘器净过滤面积。
为了提高清灰效果和连续工作的能力 ,在设计中将袋除尘器分割成若干室 (或区 ) ,每个室都有一个主气阀来控制该室处于过滤状态还是停滤状态 (在线或离线状态 )。当一个室进行清灰或维修时 ,必需使其主气阀关闭而处于停滤状态(离线状态 ) ,此时处理风量完全由其它室负担 ,其它室的总过滤面积称为净过滤面积。也就是说 ,净过滤面积等于总过滤面积减去运行中必需保持的清灰室数和维修室数的过滤面积总和。
2 . 8 滤袋的长径比
滤袋的长径比是指滤袋的长度和直径之比。滤袋的长径比有如下规定:
反吹风式-30～40、机械摇动式-15～35、脉冲式-18～23。
3 结语
总之袋式除尘器很久以前就已广泛应用于各个工业部门中 ,用以捕集非粘结非纤维性的工业粉尘和挥发物 ,捕获粉尘微粒可达 0 . 1 m。袋式除尘器是各类除尘器种应用最多的一种 ,究其原因 ,在于其除尘效率高 ,能满足日益严格的环保要求;运行稳定 ,适应力强 ,每小时可处理风量从几百立方米到数十万立方米乃至数百万立方米并适用于许多工矿企业除尘工程的净化设备。
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