TMC新型高效滤筒式除尘器技术及应用何宏涛

24中国环保产业2012.5技术与工程应用Technology&EngineeringApplicationTMC新型高效滤筒式除尘器技术及应用何宏涛，唐 群（合肥水泥研究设计院，合肥 230051）摘 要:介绍了国内外对滤筒式除尘器的研究、应用现状及TMC滤筒式除尘器的结构、工作原理、性能特点、经济效益和社会效益；通过对两个应用案例进行介绍，认为滤筒式除尘器具有较好的市场前景。关键词:滤筒式除尘器;滤筒;脉冲清灰;应用中图分类号:X701.2 文献标志码:A 文章编号:1006-5377（2012）05-0024-04随着社会工业的发展，严重影响人类生产和生活的粉尘污染物排放量逐年增长，对环境产生了极大的影响。目前，用于工业除尘净化的高效除尘器主要有电除尘器和袋式除尘器两种，并已得到广泛的应用和发展。随着各国环保标准的提高及公众环境质量意识的提高，袋式除尘器的应用范围和市场份额将逐渐增加，属于袋式除尘器范畴的滤筒式除尘器，因其独特的优点也倍受研究机构和用户的关注。1滤筒式除尘器在国内外的应用概况滤筒式除尘器是20世纪80年代由美国唐纳森公司在袋式除尘器的基础上生产的一种新型除尘器，其采用新型滤筒替代传统的滤袋和笼架式过滤元件，使其具有效率高、阻力低、安装简便、维护管理简单、体积小、单位体积过滤面积大、结构紧凑、更换滤筒方便、高性能等优点。目前，滤筒式除尘器在各个行业都有普遍的应用，具有广阔的发展前景。国外在滤筒式除尘器研究开发方面比较著名的公司有：美国唐纳森公司、美国毕威公司、丹麦诺迪克公司等，它们的产品广泛应用于我国化工、制药、非矿、建材等工业污染物的治理。近十多年来，我国对滤筒式除尘器的研究及应用得到了较快发展，国内最早使用的滤筒式除尘器主要是进口国外产品或国外在我国的合资或独资企业生产制造的，目前国内从事滤筒式除尘器的研究和生产的机构和企业也逐渐增多，国内生产的滤筒式除尘器逐渐替代了进口产品，应用领域也越来越广，除应用于工业领域外，还应用于空气过滤、喷砂及喷涂气体的净化、油雾处理、环境除尘等不同场合。滤筒式除尘器虽然具有很大的优势，但在应用中仍存在诸多问题：1）滤筒与滤料存在糊袋、板结、腐蚀现象；2）因压缩空气量和压力运用不当、滤筒夹角过小、脉冲阀和喷吹口位置不当造成清灰不彻底；3）因气流分布不均和风速较高，导致除尘器进风口处的滤筒的高磨损，距离进风口处较远的滤筒反而不能得到充分利用，缩短了滤筒的使用寿命。正因存在以上诸多的问题，目前还有很多技术上的难点需要改进，特别是滤料和清灰系统：1）随着滤筒式除尘器在各个行业的不断应用，针对不同的工况和物料性质就需要不同的滤料，现有的各种纤维、覆膜等滤料已经不能满足需求，因此开发新型、高效的及复合的滤料就越来越迫切；2）工业用滤筒式除尘器体积较大，滤筒也较长较多，为保证整个滤筒的上、中、下部都能25CHINAENVIRONMENTALPROTECTIONINDUSTRY2012.5技术与工程应用Technology&EngineeringApplication达到较好的清灰效果，尽量使滤筒间的相互影响最小而又不影响除尘效果，必须做好脉冲清灰系统的开发设计和安装调试工作。TMC新型高效滤筒式除尘器，经过近几年的结构优化和应用研究，技术和产品都得到了完善。本文重点对该滤筒式除尘器的技术及应用进行介绍。2TMC滤筒式除尘器的结构、工作原理和性能特点2.1TMC滤筒式除尘器的结构滤筒式除尘器由立柱、灰斗、箱体、滤筒、进风管、出风管、脉冲清灰系统、排灰阀及电控装置组成。根据进风口设置位置和方式，在灰斗或箱体的进风道设置导流板或气流分布板等均风预除尘装置。根据滤筒布置方式的不同，TMC滤筒式除尘器分垂直布置和倾斜布置两种结构型式，滤筒垂直布置的结构如图1所示；滤筒倾斜布置的结构如图2所示。质聚四氟乙烯覆膜滤料。滤筒滤料的选用主要考虑含工艺条件、工况温度、含尘浓度、废气露点、粉尘和气体性质等因素。脉冲清灰系统主要包括喷吹管、脉冲阀、气包等。当滤筒滤料表面积灰达到一定的厚度就要进行清灰。当除尘器阻力达到压差设定值或者时间设定值时，由压差控制仪或者时间控制仪控制相应的电磁阀。打开处于闭合状态的脉冲阀，压缩空气经喷嘴直接喷入滤筒中心对其进行脉冲清灰。2.2TMC滤筒式除尘器的工作原理（1）过滤机理滤筒滤料的过滤机理主要有：拦截效应、重力效应、惯性效应、扩散效应、静电效应等。1）拦截效应：滤料内部的排列错综复杂、相互交错，滤料的平均孔径较小，粒径大于滤料孔径的颗粒无法通过滤料层间隙而被拦截。2）重力效应：大颗粒粉尘重力较大，可能未经过滤料而直接沉降，或者是附着滤料的颗粒由于团聚，重力增大，受到振动后脱离滤料。3）惯性效应：粉体颗粒随气流运动，气流遇障绕行，粉尘因惯性偏离气流方向并撞到滤料层而被收集，粒子越大，惯性力越强，被过滤下来的可能性越大。4）扩散效应及静电效应：细小的粉尘撞到滤料层，粉尘与滤料表面间的引力使其黏在滤料上而被过滤下来，粒径较小的颗粒要做布朗运动，相互碰撞，小粒径颗粒相互碰撞或与滤料摩擦荷电，颗粒被吸引而捕集。大颗粒粉尘主要是前几种过滤机理起主导主用，粒径较小的主要是后几种。多种过滤机理同时作用，这样大部分粉尘将被过滤下来，除尘器的除尘效率也会较高。（2）收尘原理当含尘气体由进风管进入到收尘器时，粉尘将随着气流经均风预除尘装置后进入箱体过滤室，含尘气体均匀地分散到各个滤筒表面，粉尘被阻留在滤筒外侧，而穿过滤筒的净化气体经过滤筒上口进入到上部或侧部净气箱，再进出风管，最后通过排风机排入大气。积附在滤筒外侧的粉尘，一部分靠自重落入灰斗中，而另一部分继续留在滤筒外表面，并使得设备阻力逐渐升高。为保证设备阻力不超过800Pa，每隔一段时间就需要彻底清灰一次，将积附在滤筒外侧的粉尘清理干净。（3）清灰原理在净气室中，对应着每排滤筒的上部或侧部都装有一根喷射管，其与脉冲阀及压缩空气主管相联，喷射管图1滤筒式除尘器的结构（滤筒垂直布置）图2滤筒式除尘器的结构（滤筒倾斜布置）滤筒式除尘器的过滤元件是滤筒。滤筒的构造分为顶盖、金属框架、褶形滤料和底座等四部分。由这四部分组成的滤筒有圆形、扁形和锥形等，TMC滤筒式除尘器采用圆形滤筒。滤筒采用褶型滤料，由于采用密集型的折叠，使其过滤面积大为增加。滤筒选用合成纤维滤料和纸质滤料两种。按加工工艺可分为连续纤维纺粘聚酯热压及短纤维纺粘聚酯热压两类。滤料如用于防水工况时，防水处理后的滤料其浸润角应大于90°，沾水等级不低于Ⅳ级。滤料如用于防油工况时，滤料须做防油处理。聚酯非织造滤料可承受工作温度不低于120℃。对高温高湿等其他特殊工况，滤筒材质结构的选用应满足应用要求。纸质滤料可分为低透气度和高透气度两类。另外还有合成纤维非织造聚四氟乙烯覆膜滤料和纸26中国环保产业2012.5技术与工程应用Technology&EngineeringApplication上装有喷嘴，每个喷嘴均对应着一只滤筒的中心，工作中可根据含尘气体性质等工况在微机控制仪上设定清灰周期和喷吹时间（可以很方便地随时调节），在除尘器工作时，微机控制仪将自动发出命令，控制各个脉冲阀顺序开启，此时高压空气以极快的速度从喷嘴喷出，并通过喇叭管（文丘里管）从周围吸引5～7倍喷出空气量的二次气体与之混合，然后喷进滤筒内，同时在瞬间产生由里向外的逆向气流，将积附在滤筒外侧的粉尘抖落到灰斗里。2.3TMC滤筒式除尘器的性能特点1）由于滤料折褶成筒状使用，使滤料布置密度大，所以除尘器结构紧凑、体积小、占地面积小、钢耗低；2）除尘效率高，出口排放粉尘浓度低；3）滤筒长度小，安装维护方便，维修工作量小；4）结构优化、阻力低，节约电耗；5）能解决超细、潮湿、黏性的漂尘等除尘。3TMC新型高效滤筒式除尘器的经济效益和社会效益3.1经济效益分析以云南某化工厂选用滤筒式除尘器处理复合肥粉尘为例。（1）为业主企业直接创造经济效益。该厂的处理风量为6000m3/h，入口浓度为5g/Nm3，则每小时收集的复合肥为30kg，每年按300天工作日计算，则每年收集的复合肥为216t，如按每吨复合肥的售价为300元计算，则每年为企业直接创收6.48万元，经济效益可观。（2）能为业主企业节省电耗。该厂如用滤筒式除尘器，收尘器的阻力损失为800Pa；如用喷吹袋收尘器，收尘器的阻力损失为1200~1500Pa，两者选用的后排风机的功率分别为7.5kW和11kW，每年按300天工作日计算，粗略估算前者比后者节约电耗为2.52万度，如按工业电价为0.45元/度计算，则每年可为企业直接节约1.134万元。（3）滤筒式除尘器体积小，占地面积小，可节约土建费用和安装费用等。（4）因滤筒式除尘器用的滤筒有的可以拆洗，这可以节约部件的更换费用。如除尘器的处理风量增加或收集的物料价格高，则经济效益就更加可观。3.2社会效益分析（1）可有效控制工业粉尘的排放量，并能控制硫化物等有害气体的排放；可使大气质量大为改善，同时可有效节约资源和能源。（2）滤筒式除尘器技术在我国的研究及应用，能促进我国环保行业的技术进步和环保产业的发展。（3）能促进相关工业及行业的技术进步，推动相关事业的发展（如滤筒式除尘器可应用在医疗垃圾及生活垃圾焚烧的废气处理上）。（4）应用于空气过滤、环境除尘等不同场合，可改善环境质量。4TMC滤筒式除尘器的应用TMC新型高效滤筒式除尘器自研制以来，主要应用于化工、水泥和非矿等工业的粉尘治理，目前已推广应用于云南富瑞化工有限公司、江西星火公司等单位。该除尘器典型应用案例的技术参数见下表。已应用的TMC滤筒式除尘器技术参数表项目应用案例云南富瑞化工有限公司蓝星化工江西星火有机硅厂型号TMC12TMC24处理风量（m3/h）600015,000过滤面积（m2）120552过滤风速（m/min）0.830.45处理粉尘复合肥有机硅滤筒总数（只）1224滤筒规格（mm）￠352×660￠352×660滤筒材质聚脂PTFE覆膜长纤维聚酯滤筒布置方式垂直布置倾斜布置设备阻力（Pa）＜800＜800入口含尘浓度（g/Nm3）≤5≤30出口含尘浓度（mg/Nm3）≤50≤50压缩空气压力（MPa）0.4～0.70.4～0.7耗气量（Nm3/min）0.680.68TMC新型高效滤筒式除尘器不仅可应用于新建生产线，还能应用于老厂的生产线和老设备的改造。该除尘器因具有过滤面积大、安装简便、滤筒选择性强等优点，在环保达标和工艺技术改造方面有突出的应用优势。5结语（1）滤筒式除尘器具有除尘效率高、阻力低、安装简便、维护管理简单、体积小等突出优点，可普遍应用于各个行业。但因诸多原因，部分企业生产的滤筒除（下转第30页）30中国环保产业2012.5技术与工程应用Technology&EngineeringApplication占地面积小，操作方便，出水水质清澈。该工程总投资为380万元，主体设备寿命可达20年以上，其运行费用仅为0.30元/t（按投资建设费计算），由于处理水质好，进行了中水回用，产生了很好的社会效益和经济效益，扣除每年的综合运行费用后，约3年的时间可全部收回投资，且操作管理方便，只需要定时巡视即可，无须专人值守。参考文献：[1] Kim,Woo Hang, et al.Pilot plant study on ozonation and biological activated carbon process for drinking water treatment. Water Science and Technol-ogy,1997,35(8):21-28.[2] 任南琪，李建政.环境污染防治中的生物技术[M].北京:化学工业出版社，2004.[3] Mark A.Carlson, kerin M.Heffernan, et.al. Comparing two GAC for Adsorption and Biostabilization. J.AWWA,1994,86(3).[4] 杨基先，马放.利用工程菌处理含油废水的可