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袋式除尘器的选型计算一、烟气的基本工艺参数：含尘气流的流量、性质、浓度以及粉尘的分散度、浸润性、粘度等；1.粉尘的分类和特性：1)粉尘分类：A.按物质组成分：a)有机尘：植物尘、动物尘、加工有机尘；b)无机尘：矿尘、金属尘、加工无机尘；c)混合尘B.按粒径分：a)粗尘：粒径大于40μm；b)细尘：粒径10~40μm；c)显微尘：粒径0.25~10μm；d)亚显微尘：粒径小于0.25μm；或a)可吸入粉尘：可吸入呼吸器官，直径大于10μm的粉尘；b)微细粉尘：会沉降于人体肺泡中，直径小于2.5μm的细粒粉尘；C.按形状分：a)三向等长粒子：长、宽、高的尺寸相同或接近的粒子；b)片形粒子：两方向的长度比第三方向长得多的粒子；c)纤维形粒子：在一个方向上长得多的粒子；d)球形粒子：外形呈圆形或椭圆形的粒子；D.按物理化学性质分：a)亲水性粉尘：湿润角小于90°；b)疏水性粉尘：湿润角大于90°；或a)不粘尘：拉断力小于60Pa；b)微粘尘：拉断力在60~300Pa；c)中粘尘：拉断力在300~600Pa；d)强粘尘：拉断力大于600Pa；或a)易燃、易爆粉尘；b)一般粉尘；或a)流动性好的粉尘：安息角小于30°；b)流动性中等的粉尘：安息角为30°~45°；c)流动性差的粉尘：安息角大于45°；或a)高比电阻粉尘：大于10Ω·cm；b)中比电阻粉尘：104~1011Ω·cm；c)低比电阻粉尘：小于104Ω·cm；E.其他：a)生产性粉尘；b)大气尘；a)纤维性粉尘；b)颗粒性粉尘；a)一次扬尘；b)二次扬尘；2)粉尘特性A.悬浮特性：在静止空气中，粉尘颗粒手重力作用会在空气中沉降。小于10μm的尘粒能长期悬浮于空气中。即便是大于10μm的尘粒，当处于上升气流中，若流速达到尘粒终端沉降速度，尘粒也将处于悬浮状态，该上升气流速度称为“悬浮速度”。B.扩散特性：指微细粉尘随气流携带而扩散。即使在静止空气中，尘粒受到空气分子布朗运动的撞击也能形成类似于布朗运动的位移。C.附着特性：尘粒有粘附于其他粒子或其他物质表面的特性。附着力有三种，范德华力、静电力和液膜表面张力。单位质量粉尘粒子表面吸附水蒸气量可衡量粉尘的吸湿性。湿润角愈小，粉尘湿润性愈好；反之，说明粉尘湿润性差。D.燃烧和爆炸特性：煤尘、焦炭尘、铝、镁和某些含硫分高的矿尘均系爆炸性粉尘。E.荷电特性：由于天然辐射，离子或电子附着，尘粒之间或粉尘与物体之间的摩擦，使尘粒带有电荷。F.流动特性：尘粒的集合体在受外力时，尘粒之间发生相对位置的移动，近似于流体运动的特性。粉料自由堆置时，料面与水平面间的交角称安息角，安息角的大小在一定程度上能说明粉料的流动性能。二、除尘系统的选定通常选用集中式除尘系统：一个厂房或工段内的所有的或很多个（3个以上）抽风点（产尘设备的密闭罩）连接成一个除尘系统；枝状式布置：与通风机相连接的干管直接连接着许多支管的枝状式管网。以袋式除尘器为例：三、计算过滤风速、过滤面积、滤料及设备阻力；1.处理气体量的计算：首先要求出工况条件下的气体量，即实际通过袋式除尘器的气体量，并且还要考虑除尘器本身的漏风量。这些数据，应根据已有工厂的实际运行经验或监测资料来确定，如果缺乏必要的数据，可按生产工艺过程产生的气体量，再增加集气罩混进的空气量（约20%～40%）来计算。Q=QS−(273+tc)×101.324273pa(1+K)式中Q——通过除尘器的含尘气体量，m3/h；QS——生产过程中产生的气体量，m3/h；tc——除尘器内气体的温度，℃；pa——环境大气压，kPa；K——除尘器器前漏风系数。2.过滤风速的选取：过滤风速的大小，取决于含尘气体的性状、织物的的类别以及粉尘的性质。袋式除尘器的过滤风速（单位：m/min）粉尘种类清灰方式自行脱落或手动振动机械振动反吹风脉冲喷吹炭黑、氧化硅(白炭黑)、铝、锌的升华物以及其他在气体中由于冷凝和化学反应而形成的气溶胶、活性炭、由水泥窑排出的水泥0.25～0.40.3～0.50.33～0.600.8～1.2铁及铁合金的升华物、铸造尘、氧化铝、由水泥磨排出的水泥、碳化炉升华物、石灰、刚玉、塑料、铁的氧化物、焦粉、煤粉0.28～0.450.4～0.650.45～1.01.0～2.0滑石粉、煤、喷砂清理尘、飞灰、陶瓷生产的粉尘、炭黑(二次加工)、颜料、高岭土、石灰石、矿尘、铝土矿、水泥(来自冷却器)0.30～0.500.50～1.00.6～1.21.5～3.03.除尘风罩的分类密闭集气吸尘罩柜式集气吸尘罩外部集气吸尘罩屋顶集气吸尘罩4.排风管和烟囱5.除尘管道6.过滤面积的确定：1)总过滤面积根据通过除尘器的总气量和选定的过滤速度，按下式计算总过滤面积：S=S1+S2=Q60v+S2式中S——总过滤面积，m2；S1——滤袋工作部分的过滤面积，m2；S2——滤袋清灰部分的过滤面积，m2；Q——通过除尘器的总气体量，m3/h；v——过滤速度，m/min。2)单条滤袋面积a)滤袋的直径由滤布规格确定。一个工厂尽量使用同一规格的滤袋，以便检修更换，滤袋直径一般为φ(100~600)mm，常用的是φ(200～300)mm。为便于清灰，滤袋可做成上口小下口大的形式。b)滤袋的长度对除尘效率和压力损失无影响，一般取3～5m.太短占地面积过大，过长则增加除尘器高度，检修不方便。根据实际的使用经验，滤袋长度较大时，当除尘器停车后，滤袋容易自行收缩，从而提高了滤袋自行清灰的能力，因此在设计时一般都取较长的滤袋（厂房高度有限制的除外）。c)单条圆形滤袋的面积，通常用下式计算：Sd=DπL式中Sd——单条圆形滤袋的公称面积，m2；D——滤袋直径，m；L——滤袋长度，m。在滤袋加工过程中，因滤袋要固定在花板或短管，有的还要吊起来固定在袋帽上，所以滤袋两端需要双层缝制；双层缝制的这部分因阻力加大已无过滤的作用，同时有的滤袋中间还要固定环，这部分也没有过滤作用，故上式可改为：Sj=DπL−Sx式中Sj——滤袋净过滤面积，m2；Sx——滤袋未能起到过滤作用的面积，m2。在滤袋没用的过滤面积占滤袋面积的5%～10%，所以，在大、中除尘器规格中应注明净过滤面积大小。但在现有除尘器样本中，其过滤面积多数指的是公称过滤面积，在设计和选用中应该注意。7.滤袋的设置1）滤袋数量求出总过滤面积和单条滤袋的面积后，就可以算出滤袋条数。如果每个滤袋室的滤袋条数是确定的，还可以由此计算出整个除尘器的室数。尽管在除尘器的设计或选用中按需要确定室数，但从场地布置和维修方便考虑，常把超过6个室的除尘器的室数定为双排，把少于5个室的除尘器的各室定为单排。2)滤袋的排列和间距a)滤袋的间距当滤袋的直径d为150mm时，间距选取c=180～190mm；直径d为210mm时，间距选取c=250～280mm；直径d为230时，间距选取c=280～300mm.总之，滤袋中心距一般为d+(40～60)mm。b)滤袋的排列滤袋的排列有三角形排列和正方形排列，三角形排列占地面积小，但检修不方便，不利于空气流通，不常采用。正方形排列无上述弊端，较常采用。为了便于安装与检修，当滤袋较多时，可将滤袋分成若干组，最多时可由6列组成一组。每组之间留有400mm宽的检修人行道，边排滤袋和壳体也留有200mm宽的人行道。3)过滤方向：a)内滤式：含尘气体由滤袋内向外滤袋外流动，粉尘被分离沉积在滤袋的内侧表面。一般为机械振动、反吹、气环反吹等清灰方式的袋式除尘器采用。b)外滤式：含尘气体由滤袋外向外滤袋内流动，粉尘沉积在滤袋的外侧表面，滤袋内必须设置骨架（滤袋框），以防滤袋被吹瘪。一般为脉冲喷吹、回转反吹等清灰方式的袋式除尘器采用。4)进气口位置：a)下进风：含尘气体由除尘器下部进入，气流自下而上，大颗粒直接落入灰斗减少滤袋磨损，延长了清灰时间，但由于气流方向与粉尘下落方向相反，容易带出部分微细粉尘，降低了清灰效果，增加了阻力。下进风式除尘器结构简单，成本低，应用较广。b)上进风：含尘气体由除尘器上部进入。粉尘沉降与气流方向一致，有利于粉尘沉降，除尘效率有所提高，设备阻力也可降低15%~30%。四、滤料的性能与选用按编制方法分，滤料有织布、无纺布、针刺毡、特殊滤布等。1．织布：在工业中广泛采用的滤布，它是经线和纬线交织而成的。2．无纺布：又称不织布。它不是由一根一根的纱线交织、编结在一起的，而是将纤维直接通过物理的方法粘合在一起。3．针刺毡：毡由毛纤维压制而成。针刺毡就是用针将底布和纤维或者只是纤维，以针刺毡成型为毡。4．特殊滤布：包括纱线结合非织布（无纺布/不织布）、静电植毛滤布、金属纤维滤布、聚四氟乙烯纤维滤布、诺梅克斯纤维滤布和滤毡等。选择滤袋时应遵循下述原则：1)滤料性能应满足生产条件和除尘工艺的一般情况和特殊要求，如主体和粉尘的温度、酸碱度及有无爆炸危险等。2)在上述前提下，应尽可能选择使用寿命长的滤料，这是因为使用寿命长不仅能节省运行费用，而且可以满足气体长期达标排放的要求。3)选择滤料时应对各种滤料排序比较，不应该用一种所谓“好”滤料去适应各种工况场合。滤料纤维性能见表4-46。4)在气体性质、粉尘性质和清灰方式中，应抓住主要影响因素选择滤料，如高温气体、易燃粉尘等。5)选择滤料应对各种因素进行经济对比，见表4-47。滤料的特性：1.过滤效率：滤料的过滤效率一方面与滤料结构有关。另一方面也取决于在滤料上所形成的粉尘层。从滤料结构看：短纤维的过滤效率比长纤维高。毛毡滤料比织物滤料高。从粉尘层的形成来看：对于薄滤料，清灰后，粉尘层被破坏，效率低很多。而厚滤料清灰后还可保留一部分粉尘在滤料中，避免过度清灰。2.容尘量：指达到给定阻力时单位面积滤料上积存的粉尘量（kg/m3）。滤料的容尘量影响滤料的阻力和清灰周期。容尘量与滤料的孔隙率、透气率有关，毛毡滤料比织物滤料的容尘量大。3.透气率及阻力：透气率是指在一定的压差下，通过单位面积滤料上的气体量。滤料的阻力直接与透气率有关。4.耐温性：在考虑耐温时，还要注意到有的滤料（如玻璃纤维）能耐干热，但对湿热的抵抗很差。耐温滤料的造价较高，因此需同时对采用降温方式进行技术经济比较，以确定取舍。5.尺寸稳定性：指滤料经纬向的胀缩率。常用的纤维中，玻璃纤维的胀缩率最小，其他各种自然纤维和合成纤维都有一定的胀缩率（一般不应超过10%）。滤袋要求滤料的胀缩率越小越好，因为胀缩率高时将改变纱与纤维间的孔隙率，直接影响除尘效率和阻力，也影响到除尘器的运行。此外还要考虑滤料在高温及吸湿以后的尺寸稳定性。6.静电性能：在粉尘接近滤料时，由于两者的电荷极性不同，可能引起相吸或者相斥，从而影响过滤效率。由于粉尘堆积在滤布表面上，达到一定厚度时，静电压增高，会产生火花，甚至引起爆炸。7.吸湿性：如果滤料的吸湿性高，会造成粉尘黏结，滤料堵塞，阻力上升，恶化除尘性能。有些粉尘，如CaO、CaCl、KCl、MgCl2、Na2CO3等吸湿后进一步发生化学反应，其性质和形态均发生变化，称之为潮解。潮解后粉尘糊住滤袋表面，这是袋式除尘器最忌讳的。在选用滤料时应注意滤料的光滑、不起绒和憎水性，其中以覆膜滤料和塑烧板为最好。8.粉尘的剥落性（黏着性）：一般来说表面光滑的滤料，粉尘剥落性较好。一些毛毡滤料要经过表面烧毛处理，以增加表面的光滑程度，使其便于清灰。对于黏着性强的粉尘，应选用长丝不起绒织物滤料，或经表面烧毛、压光、镜面处理的针刺毡滤料，对于浸渍、涂布、覆膜技术应充分利用。从滤料的材质上讲，锦纶、玻纤由于其他品种。9.耐化学侵蚀性：同一种滤料（除四氟乙烯外）有时不能同时耐酸、碱，因而要根据具体情况进行选择。10.力学性能：指抗拉强度、抗弯折强度及耐磨性。1）滤袋越长，要求的抗拉强度也越高，但当滤袋内部有支撑架时，对抗拉强度的要求就不很突出。2）与尘粒之间的摩擦可以用紧密编织的方法来解决，而纤维之间或滤料与骨架之间的摩擦可用浸泡织物进行处理的方法来减轻。在常见粉尘中，铝粉、硅粉、焦粉、炭粉、烧结矿粉等属于高磨损性粉尘，宜选用耐磨性好的滤料。根据经验，滤袋磨损多在下部，这是因为滤袋上部滤速低，气体含尘浓