环保设备原理与设计_10袋式除尘器

5.3袋式除尘器除尘器分类类别作用原理设备机械式惯性力重力沉降室旋风除尘器过滤式过滤介质捕集布袋除尘器颗粒层除尘器湿式水流冲洗水膜除尘器电除尘静电力静电除尘器使含尘气流通过过滤材料可将粉尘分离捕集空气过滤器颗粒层除尘器袋式除尘器分类：-----滤纸或玻璃纤维-----砂、砾、焦炭等颗粒物-----纤维织物采用纤维织物作滤料的袋式除尘器（主要讨论），在工业尾气的除尘方面应用较广。除尘效率一般可达99%以上效率高，性能稳定可靠、操作简单，因而获得越来越广泛的应用。5.3袋式除尘器一、工作原理六、袋式除尘器的设计二、袋式除尘器特点三、袋式除尘器的滤料五、袋式除尘器的性能及影响因素四、袋式除尘器的类型1、对细粉尘(≥0.5μm)除尘效率高，一般达99%以上，可以用在净化要求很高的场合。2、适应性强，可捕集各类性质的粉尘，且不因粉尘的比电阻等性质而影响除尘效率，适应的烟尘浓度范围广，而且当入口浓度或烟气量变化时，也不会影响净化效率和运行阻力。3、规格多样、使用灵活。处理风量可由每小时几立方米到几百万立方米。4、便于回收物料，没有污染、废水等二次污染。优点：缺点：1、受滤料的耐温，耐腐蚀等性能的限制，使用温度不能过高，有些腐蚀性气体也不能选用。2、在捕集粘性强及吸湿性强的粉尘或处理露点很高的烟气时，容易堵塞滤袋，影响正常工作。3、袋式除尘器不同程度的存在占地面积大、滤袋易损坏、维修费用高等问题。应用：对布袋不易造成腐蚀的气体的除尘。一、袋式除尘器工作原理袋式除尘器是利用棉毛、人造纤维等织物进行过滤的一种除尘装置；滤料本身的网孔较大，约20～50μm，绒布约5～10μm，却能除去粒径1μm以下的颗粒，除尘效率很高。新滤料除尘效率不高。筛滤惯性碰撞滞留扩散静电重力沉降其机理涉及1、袋式除尘器结构布袋除尘器外观实例2、布袋除尘器原理示意图3、除尘过程粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，在滤袋表面形成的粉尘层。粉尘初层形成后，成为袋式除尘器的主要过滤层。含尘气体滤料形成粉尘初层正式过滤清灰（保持初层）三、袋式除尘器的滤料1、对滤料的要求容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力低；使用寿命长，耐温、耐磨、耐腐蚀、机械强度；表面光滑的滤料容尘量小，清灰方便，适用于含尘浓度低、粘性大的粉尘，采用的过滤速度不宜过高；表面起毛（绒）的滤料容尘量大，粉尘能深入滤料内部，可以采用较高的过滤速度，但必须及时清灰。毛毡2、滤料种类按滤料材质分天然纤维无机纤维合成纤维按滤料结构分棉毛织物，适于无腐蚀、350～360K以下气体主要指玻璃纤维，化学稳定性好，耐高温；质地脆性能各异，满足不同需要，扩大除尘器的应用领域滤布（编织物）工艺简单；致密，除尘效率高；容尘量小，易于清灰袋式除尘器的滤料滤料名称直径/μm耐温性能/K吸水率/％耐酸性耐碱性强度长期最高棉织物（植物短纤维）10～20348～3583688很差稍好1蚕丝（动物长纤维）18353～36337316～22羊毛（动物短纤维）5～15353～36337310～15稍好很差0.4尼龙348～3583684.0～4.5稍好好2.5奥纶398～4084236好差1.6涤纶（聚脂）4134336.5好差1.6玻璃纤维（用硅酮树脂处理）5～85234.0好差1芳香族聚酰胺（诺梅克斯）4935334.5～5.0差好2.5聚四氟乙烯493～5230很好很好2.5四、袋式除尘器的类型机械振动式逆气流清灰脉冲喷吹清灰清灰是袋式除尘器运行中十分重要的一环，多数袋式除尘器是按清灰方式命名和分类的。常用的清灰方式有三种机械振动清灰机械振动袋式除尘器的过滤风速一般取1.0～2.0m/min，压力损失为800－1200Pa机械振动清灰优点是工作性能稳定，清灰效果较好缺点是滤袋常受机械力作用，损坏较快，滤袋检修与更换工作量大清洁气体出口灰斗滤袋清洁气体一侧含尘气体入口固定孔板典型机械振动式布袋除尘器逆气流清灰过滤风速一般为0.5～2.0m/min，压力损失控制范围1000～1500Pa。这种清灰方式的除尘器结构简单，清灰效果好，滤袋磨损少，特别适用于粉尘粘性小，玻璃纤维滤袋的情况。脉冲喷吹清灰利用4～7atm的压缩空气反吹，压缩空气的脉冲产生冲击波，使滤袋振动，粉尘层脱落。必须选择适当压力的压缩空气和适当的脉冲持续时间（通常为0.1一0.2s）。每清灰一次，叫做一个脉冲，全部滤袋完成一个清灰循环的时间称为脉冲周期，通常为60s。清洁气体脉冲气体集流箱脉冲管滤袋进气口隔膜阀管板进气栅板支撑框典型脉冲喷灰式布袋除尘器脉冲喷吹清灰实现了全自动清灰，净化效率达99％；过滤负荷较高，滤袋磨损轻，运行安全可靠。五、袋式除尘器的性能及的影响因素（一）袋式除尘器的除尘效率丹尼斯（Dennis）和克莱姆（Klemm）提出了一系列预测袋式除尘器的粉尘出口浓度和穿透率的方程：2nsns1R[(0.1)e]awCPPCC71.03ns1.510exp[12.7(1e)]P094.0106.343－粉尘出口浓度，g/m3－无量纲常数－表面过滤速度，m/s－粉尘入口浓度，g/m3－脱落浓度（常数），g/m3－粉尘负荷，g/m22CnsP1CWRC－粉尘出口浓度，g/m3－无量纲常数－表面过滤速度，m/s－粉尘入口浓度，g/m3－脱落浓度（常数），g/m3－粉尘负荷，g/m22CnsP1CWRCDennisandKlemm取=0.5RCDennisandKlemm取=0.5RC1、除尘效率2、影响除尘效率因素一般来讲，除尘效率随过滤速度增加而下降过滤速度的选取还与滤料种类和清灰方式有关过滤速度是一个重要的技术经济指标。选用高的过滤速度，所需要的滤布面积小，除尘器体积、占地面积和一次投资等都会减小，但除尘器的压力损失却会加大。2、过滤速度：烟气实际体积流量与滤布面积之比，也称气布比。1、粉尘负荷袋式除尘器的分级效率曲线（二）袋式除尘器的压力损失压力损失：重要的技术经济指标，不仅决定着能量消耗，而且决定着除尘效率和清灰间隔时间等—通过洁净滤料的压力损失，100～130Pa;—通过粉尘层（dustcake）的压力损失；两者均可以用达西定律表示fPPP—通过洁净滤料的压力损失，100～130Pa;—通过粉尘层（dustcake）的压力损失；两者均可以用达西定律表示fPPPgvPxK—粉尘或滤料的渗透率（permeability），由实验测定—粉尘或滤料的厚度KxgvPxK—粉尘或滤料的渗透率（permeability），由实验测定—粉尘或滤料的厚度KxfgPgfPfPxxPPPKK粉尘的比阻力系数六、袋式除尘器的选择、设计和应用设计流程1、选择过滤介质：与温度和气体与粉尘的其他性质相适应2、选择清灰方式：与滤布相适应3、计算气布比4、计算穿透率5、计算需要的过滤面积和袋室数目6、提出风机和管道的技术要求7、经济核算根据对除尘效率的要求、厂房面积、投资和设备定货的情况等，选定除尘器类型，根据含尘气体特性，选择合适的滤料。根据除尘器型式、滤料种类、气体含尘浓度、允许的压力损失等便可初步确定清灰方式，1、选择与设计（1）选定除尘器型式、滤料及清灰方式应用气布比主要清灰方式主要滤布种类粉尘粒径密度谷物加工12～14RAF大低石灰石（采石场）6～8PJF大中氧化铅1.5～2SW小高煤飞灰（采暖锅炉）2～3RAW小中煤飞灰（工业锅炉）4～5PJW/F中中水泥（窑炉）2～3RAW中中注：RA——空气反吹；PJ——脉冲喷吹；S——振打清灰；F——毡制；W——纺织清灰方式滤料相对费用/US$温度/℉聚酯6275诺梅克斯14400特氟隆45450玻璃纤维布25500Hugglas30500*除玻璃纤维布(G/C=2:1)外,假定G/C=5:1滤料的比较一般情况下的过滤气速归纳如下简易清灰:vF=0.20～0.75m/min机械振动清灰:vF=1.0～2.0m/min逆气流反吹清灰:vF=0.5～2.0m/min脉冲喷吹清灰:vF=2.0～4.0m/minF60QAv（2）计算过滤面积①确定滤袋尺寸:直径d和高度l②计算每条滤袋面积:a=πdl③计算滤袋条数:n=A/a④在滤袋条数多时，根据清灰方式及运行条件将滤袋分成若干组，每组内相邻两滤袋之间的净距一般取50～70mm（3）除尘器的尺寸设计（1）袋式除尘器作为一种高效除尘器，广泛用于各种工业部门的尾气除尘。（2）比电除尘器结构简单、投资省、运行稳定，可以回收高比电阻粉尘。（3）与文丘里洗涤器相此，动力消耗小，回收的干粉尘便于综合利用。（4）对于微细的干燥粉尘，采用袋式除尘器捕集是适宜。2、应用建设投资费用运行费用项目投资比例/%项目所占比例/%袋滤室33.6电力15.6管道27.3劳务39.0基建和安装11.8厂内杂项开支32.5风机和马达10.5滤布13.0处理设备4.2设计4.2试车4.2测试仪表2.1运输费2.1最佳操作最佳费用，即长期的最低费用费用与清灰频率之间的关系七、袋式除尘器的发展随着袋除尘技术的发展和环保要求的日益提高，袋式除尘器的应用范围越来越广泛，目前已能利用袋式除尘器来处理高温、高湿、粘结、爆炸、磨蚀性烟气，甚至过滤含有超细粉尘的空气。1、高温、高湿气体各种工业窑炉、干燥机等的烟气都属于高温烟气，其中大多还含有大量水份和硫的氧化物气体。袋式除尘器目前能够处理温度300℃以下的烟气，超过这个温度则应对烟气进行预冷却处理，在特殊情况下，可使用金属纤维滤料直接处理450～550℃的高温烟气。用袋式除尘器处理蒸汽锅炉、水泥窑、冶金炉窑、焚烧炉等高温窑炉的烟气，在国内外日渐普遍。虽然袋式除尘器受其滤料的耐温性能限制，但通过对系统烟气进行适当处理，已能处理温度高达1200～1400℃的高温烟气。2、粘结性粉尘粘结性粉尘在滤袋表面容易板结，袋式除尘器可以通过吸附作用来处理粘结性粉尘，即在系统管道内掺入适量多孔隙的粉料，利用粉料来吸附粘结性粉尘，然后由袋除尘器进行净化处理。如耐火厂用白云石粉吸附净化沥青烟气，铝厂用氧化铝吸附沥青和氧化氢，道路公司沥青混凝土车间用石灰石粉料吸附沥青烟，其吸附效率可达92～99%。3、爆炸性粉尘爆炸性粉尘必须同时具有以下三个条件时才会发生爆炸：⑴可燃性物质以适当的浓度在烟气中存在；⑵有充足的氧气和氧化剂；⑶有着火源。因此净化这类气体时应采取破坏上述三个条件或某个条件发生的措施。简单说就是控制成份，消灭火种；消除静电、设备接地；监控防爆、灭火泄爆。4、磨啄性粉尘在处理氧化铝、硅石、烧结矿等磨啄性粉尘时，由于烟尘中的粗颗粒以及气流在袋除尘器中运动速度过高，致使对除尘器滤袋及壳体产生强烈的磨损，为此，一般应从减少烟气中的粗颗粒粉尘的绝对数量和降低含尘气体的流速二个方面采取相应的措施，如在烟气进入袋式除尘器前设置预除尘装置，严格控制滤袋入口流速，气流入口易磨处加耐磨材料等。4、腐蚀性气体在烟气净化系统中，对袋式除尘器具有腐蚀性影响的主要有气体和粉尘二种介质，如煤、重油燃料中因硫分子存在而形成的硫酸气体，或者遇水会产生各种盐类的粉尘。此时，在应用袋式除尘器时应采取以下防腐措施：由于烟气净化中的腐蚀现象都是在烟气温度出现在酸露点以下的情况下发生的，为此应确保系统烟气在露点温度以上运行。在滤料选择上，应按烟气产生腐蚀性物质的特征，采用相应的滤料，对腐蚀严重及要求高的净化系统，如制药、食品、碳黑生产等行业，袋式除尘器的重要部件应采用不锈钢制造或涂刷防腐涂料处理。