熱門(mén)關(guān)鍵詞: 工業(yè)除塵設備控制系統 工業(yè)除塵設備管道工程 多段式高壓鍛造風(fēng)機 催化燃燒設備 布袋除塵器
在工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生的污染物種類(lèi)很多,根據其存在狀態(tài),可以分為兩大類(lèi):顆粒污染物和氣態(tài)污染物。為了保護人類(lèi)的身體和財產(chǎn)安全,在生產(chǎn)的時(shí)候必須對大氣污染進(jìn)行控制。為此國家設定了一系列的大氣環(huán)境質(zhì)量控制標準,主要包括三個(gè)方面:環(huán)境空氣質(zhì)量標準、排放標準和環(huán)境技術(shù)標準。
對大氣污染物顆粒污染物的控制中常常采用的設備包括四類(lèi):
(1) 機械力除塵器:包括重力沉降室、慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器。
(2) 過(guò)濾式除塵器:包括袋式除塵器和顆粒層除塵器。
(3) 靜電除塵器:包括干式靜電除塵器和濕式靜電除塵器。
(4) 濕式除塵器:包括泡沫除塵器、噴霧塔、填料塔、沖擊式除塵器和文丘里洗滌器。
在眾多類(lèi)型的除塵器當中袋式除塵器無(wú)論從除塵效率還是性?xún)r(jià)比上都是絕大部分企業(yè)的選擇的目標之一。
袋式除塵工作原理是利用棉、毛或人造纖維等加工的濾布捕集塵粒的過(guò)程。
袋式除塵器具有如下的優(yōu)點(diǎn):
①除塵效率高,特別是對細粉也有很高的補集效率,一般可達99%以上;
②適應性強,它能處理不同類(lèi)型的顆粒污染物(包括電除塵器不易處理的高比電阻粉塵)。根據處理氣量可設計成小型袋濾器,也可設計成大型袋房;
③操作彈性大,入口氣體含塵濃度變化較大時(shí),對除塵效率影響不大。此外除塵效率對氣流速度的變化也具有一定的穩定性;
④結構簡(jiǎn)單,使用靈活,便于回收干料,不存在污泥處理。
袋式除塵器的應用主要受到濾布的耐溫、耐腐蝕等操作性能的限制;一般濾布的使用溫度小于300℃;袋式除塵器不適于取出粘結性強和吸濕性強的塵粒,特別是煙氣溫度不能低于露點(diǎn)溫度,否則會(huì )在濾布上結霜,造成糊袋堵塞,從而影響袋式除塵器的正常工作。
典型的袋式除塵器如下圖所示:
由該圖可以看出,箱體內懸吊著(zhù)許多濾袋,當含塵氣流穿過(guò)濾袋時(shí),粉塵被濾袋捕集,凈化后的氣體從出口排除。每隔一個(gè)固定時(shí)間(時(shí)間根據工況要求可調),通過(guò)電磁脈沖閥自動(dòng)開(kāi)啟空氣反吹系統,袋壁捕集的粉塵被高速氣流噴吹抖落入下灰斗。
袋式除塵工作過(guò)程分為兩個(gè)階段:首先是含塵氣體通過(guò)清潔濾布,這時(shí)起捕塵作用的主要是濾袋的纖維,此時(shí)清潔的濾布上纖維的空隙較大,故除塵效率不高;其后,當捕集的粉塵量增加,一部分粉塵嵌出到濾布的纖維之間的空隙上,減小了空隙間距,從而覆蓋在濾布表面,形成一層粉塵層,在這一階段中,含塵氣體的過(guò)濾主要依靠粉塵層進(jìn)行。這時(shí)粉塵層所起的作用比濾布的作用大的多,使袋式除塵器的效率大大的提高。也就是說(shuō)袋式除塵器可以說(shuō)是利用粉塵顆粒來(lái)阻擋粉塵顆粒的逸出,達到收集過(guò)濾粉塵的目的。但是并不是說(shuō)粉塵層越厚越好,當粉塵層的厚度達到一定厚度時(shí),氣體的阻力損失過(guò)大,使除塵器的功耗過(guò)大,甚至會(huì )造成一定的危害,因此粉塵層在積累到一定的厚度后,需要利用各種清灰方式將這些粉塵排出除塵器。
上面只是大概簡(jiǎn)單的介紹了一下袋式除塵器的除塵過(guò)程,下面分類(lèi)介紹袋式除塵器的除塵機理。
首先是篩過(guò)作用。當粉塵歷粒徑大于濾布孔隙或沉積在濾布上的塵粒間孔隙時(shí),粉塵即被截留下來(lái)。由于新濾布孔隙遠大于粉塵粒徑,所以阻留作用很小。當濾布表面沉積大量粉塵后,阻留做用就明顯增大。
其次是慣性碰撞作用。當含塵氣流接近濾布纖維時(shí),氣流將繞過(guò)纖維,而塵粒由于慣性作用繼續直線(xiàn)前進(jìn),撞擊到纖維上就會(huì )被捕集,所有處于粉塵軌跡臨界線(xiàn)內的大塵粒均可到達纖維表面被捕集。這種慣性碰撞作用隨粉塵粒徑及流速的增大而增強。
再次就是靜電和擴散作用。小于1μm的塵粒,在氣流速度很低的時(shí)候,其去除主要是靠擴散和靜電作用。小于1μm的塵粒在氣體分子的撞擊下脫離流線(xiàn),像氣體分子一樣做布朗運動(dòng),在運動(dòng)過(guò)程中和纖維接觸,即從氣流中分離出來(lái),這種現象稱(chēng)為擴散作用。它隨氣流速度的降低、纖維和粉塵直徑的減小而增強。一般粉塵和濾布都可能帶有電荷,當兩者所帶電荷相反時(shí),粉塵易被吸附在濾布上;反之,若兩者帶有同性電荷,粉塵將受到排斥。因此,如果有外加電場(chǎng),則可強化靜電效應,從而提高除塵效率。
最后一種作用屬于重力作用。當緩慢運動(dòng)的含塵氣流進(jìn)入除塵器后,粒徑和密度大的塵??赡芤蛑亓ψ饔米匀怀两迪聛?lái)。
四種除塵機理并不是同時(shí)起效的。根據粉塵性質(zhì)、袋濾器結構特性及運動(dòng)條件等實(shí)際情況的不同各種除塵機理所起的重要性也不盡相同。
袋式除塵器主要有三部分構成,包括濾料、清灰方式以及清灰控制系統。
1.濾料
袋式除塵器濾料的發(fā)展,主要是圍繞材質(zhì)、織物結構、表面處理技術(shù)這三方面來(lái)進(jìn)行。20 世紀50 年代以前,濾料材質(zhì)主要是棉、毛等天然纖維,存在使用溫度低、吸濕率高、不耐酸等缺陷。20 世紀70 年代,隨著(zhù)石油工業(yè)的發(fā)展出現了合成纖維,濾料材質(zhì)向使用溫度高、吸濕率低、耐腐蝕等方面發(fā)展,過(guò)濾材料趨于用合成纖維和無(wú)機纖維來(lái)替代天然纖維,先后出現了玻璃纖維、芳香族聚酰胺、聚四氟乙烯(PTFE) 等材質(zhì)性能優(yōu)良的濾料。隨著(zhù)袋式除塵器應用范圍的擴大和環(huán)保排放指標要求越來(lái)越嚴格,濾料僅在材質(zhì)上和織物結構上發(fā)展已不能滿(mǎn)足要求,必須發(fā)展后處理技術(shù),以改善濾料的物理化學(xué)性能和清灰功能,提高過(guò)濾效率。濾料的后處理技術(shù)包括"預涂層處理","熱熔延壓處理","表面覆膜處理"等。預涂層處理,即將配制好的粉劑,用特殊工藝溶進(jìn)己縫制好的濾袋濾料內部,再用黏結劑固定,達到濾袋未使用前就已具有高效收塵的能力,克服了新濾料前期除塵效率不高的弊??;對針刺氈,在濾塵面進(jìn)行熱熔延壓表面處理后,表面光滑,表面孔隙變小,有利于清灰剝離,提高收塵率,降低阻力;表面覆膜處理,即通過(guò)粘合劑黏合或熱壓黏合在濾料表面覆膜,通常為PTFE 薄膜。表面覆膜處理形成的薄膜濾料是采用膜分離技術(shù),實(shí)現了真正的表面過(guò)濾,其過(guò)濾效率高,阻力大大降低節約了能源,在環(huán)保要求越來(lái)越高的地區,日益得到廣泛的應用。
在80年代我國又研制成功了芳砜綸耐高溫纖維和芳綸針刺氈, 可耐高溫210℃, 并應用于鋼鐵、有色、碳黑工業(yè)等的高溫煙氣處理。其后防靜電、耐高溫、抗腐蝕、防油、防水等合成纖維針刺氈產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)基本滿(mǎn)足了除塵需求。
國內的袋式除塵器相當大的一部分采用傳統的針刺氈濾料,屬于深層過(guò)濾,即依靠截留在過(guò)濾材料上的微塵顆粒層進(jìn)行分離,一般存在著(zhù)過(guò)濾阻力大、反沖洗頻率高等問(wèn)題,使得濾袋的壽命比較短,操作相對困難。近年來(lái)針對我國國情及冶金工業(yè)產(chǎn)生的高溫煙氣。除塵用濾袋的要求,研制出了氟美斯系列耐高溫針刺濾料系列,它是由二種或二種以上的耐高溫纖維混合及層狀復合而成,經(jīng)不同的表面化學(xué)處理與候振技術(shù),具有易清灰,拒水防油、防靜電等特性,廣泛用于鋼鐵、有色冶金、化工、炭黑、建材、電力等部門(mén)。
2.清灰方式
清灰的效果是除塵器性能的一個(gè)重要指標,清灰方式主要分為機械振動(dòng)、反向氣流清灰和脈沖清灰三類(lèi)。近年來(lái)又有一些新的清灰方式出現,例如利用彈振機理清灰和利用聲波輔助清灰等等。
機械振動(dòng)清灰是利用機械振打機構拖動(dòng)濾袋進(jìn)行水平方向振動(dòng),或用偏心輪裝置振動(dòng)濾袋框架或定期提升濾袋框架進(jìn)行清灰,或利用專(zhuān)門(mén)的機構將濾袋以一定的角度扭動(dòng),使濾袋變形而清灰。
反向氣流清灰是利用與過(guò)濾氣流相反的氣流,使濾袋變形而使粉塵層脫落。包括借助壓縮空氣、凈煤氣或其它氣體的脈沖噴吹、回轉反吹及氣環(huán)反吹等。其清灰作用一方面是由于反向的清灰氣流直接沖擊塵塊,另一方面是由于氣流方向的改變,濾袋產(chǎn)生脹縮振動(dòng)而使塵塊脫落。反向氣流清灰有反吹風(fēng)清灰和反吸風(fēng)清灰兩種形式。在處理大流量粉塵氣體時(shí),往往采用反吸風(fēng)清灰。氣環(huán)反吹清灰是在內濾式圓筒形濾袋的外側,貼近濾袋表面設置一個(gè)中空的圓環(huán),圓環(huán)可上下移動(dòng),利用軟管與高壓氣或高壓風(fēng)機連接。氣環(huán)反吹清灰能力較強,適應于氈類(lèi)的濾袋?;剞D反吹袋式除塵器是采用下進(jìn)風(fēng)外濾式,凈氣室內裝有可回轉的懸臂管,反吹氣流自中心管送至回轉懸臂,經(jīng)噴吹孔垂直向下吹入濾袋內,使濾袋鼓脹,將粉塵抖落,達到清灰的目的。
脈沖噴吹清灰的袋式除塵器是靠壓縮氣體通過(guò)脈沖閥經(jīng)噴吹管小孔噴出高速氣流( 稱(chēng)一次氣體),一次氣體通過(guò)誘導器誘導出數倍于一次氣體的周?chē)鷼怏w( 稱(chēng)二次氣體) 進(jìn)入濾袋,形成氣體波,使濾料急劇膨脹振動(dòng),從而實(shí)現清灰。
依據噴吹壓力不同可分為高壓脈沖和低壓脈沖兩類(lèi)。高壓脈沖提供的氣源噴吹壓力為0.4~0.7MPa。高壓脈沖噴吹由于噴吹壓力高,影響布袋的使用壽命,且氣源配置設備較多,噴吹系統復雜,一次性投資大,易損件多,因此高壓脈沖有向低壓脈沖發(fā)展的趨勢。低壓脈沖是在高壓脈沖的基礎上,增加了一個(gè)存氣箱,輸出低壓氣源供氣。噴吹閥固定在存氣箱的底部,關(guān)閥時(shí)壓住閥口,打開(kāi)時(shí)存氣箱的低壓氣流進(jìn)入布袋,起到清灰的作用。這種清灰方式具有清灰能力強、清灰效果好的特點(diǎn),目前在許多行業(yè)得到廣泛應用。
3.清灰控制系統
最古老的清灰是由人來(lái)控制的,隨后采用定時(shí)器控制。隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展,脈沖控制系統應用于袋式除塵器清灰控制,現有開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制模式。采用脈沖控制儀,利用其輸出信號直接控制電磁閥,為開(kāi)環(huán)控制模式:按時(shí)間或除塵器的壓力損失來(lái)控制清灰,采用閉環(huán)控制,可減少用于清灰的氣體量,或反吹風(fēng)機的能耗,延長(cháng)脈沖閥和濾袋的壽命。隨著(zhù)計算機的廣泛應用,清灰控制系統應用計算機定壓差或定時(shí)閉環(huán)控制,有檢測、控制、報警等功能。
產(chǎn)生工業(yè)粉塵廢氣的所有工況行業(yè),如PCB線(xiàn)路板廠(chǎng)、建筑垃圾處理廠(chǎng)、半導體廠(chǎng)、食品廠(chǎng)、汽車(chē)零部件加工廠(chǎng)等等。
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