單機(jī)布袋收塵器工作過(guò)程及氣流分布、過(guò)濾材料
單機(jī)布袋收塵器是指濾袋長(zhǎng)度大于5.5m的脈沖袋式除塵器，是脈沖噴吹類袋式除塵器的一種，由塵氣室、凈氣室、濾袋、清灰裝置、灰斗和卸灰裝置等部分組成，核心部件為由纖維濾料制成的過(guò)濾單元一一濾袋，當(dāng)含塵氣體通過(guò)濾袋時(shí)，部分或全部固體顆粒被捕獲袋式除塵器可以大幅度減少粉塵和煙塵等固體顆粒物的排放，是去除顆粒污染物的高效設(shè)備，是解決我國(guó)顆粒污染物排放的重要技術(shù)裝備。
1.工作過(guò)程
長(zhǎng)袋脈沖袋式除塵器的工作過(guò)程包括過(guò)濾過(guò)程和清灰過(guò)程。過(guò)濾過(guò)程是對(duì)含塵氣體進(jìn)行過(guò)濾，固體顆粒被截留，得到干凈氣體的過(guò)程；隨著過(guò)濾的進(jìn)行，濾袋表面堆積的粉塵層越來(lái)越厚，過(guò)濾阻力增大，需要將粉塵層從濾袋表面剝離，使濾袋的過(guò)濾性能再生，即清灰過(guò)程。
過(guò)濾過(guò)程和清灰過(guò)程是長(zhǎng)袋脈沖袋式除塵器工作的兩個(gè)基本過(guò)程，涉及到袋式除塵器的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，即除塵器內(nèi)部氣流分布和清灰技術(shù)。同時(shí)清灰過(guò)程和過(guò)濾過(guò)程都與濾袋發(fā)生相互作用，濾袋的性能也會(huì)影響到過(guò)濾效率和清灰效率，所以濾袋性能也是袋式除塵器的關(guān)鍵技術(shù)之一。
氣流分布、清灰技術(shù)和濾袋性能是影響袋式除塵器穩(wěn)定、高效工作的重要因素，也是除塵器設(shè)計(jì)制造的關(guān)鍵技術(shù)，是各科研單位、企業(yè)對(duì)袋式除塵器升級(jí)改造的重要考慮因素。
2.氣流分布
袋式除塵器內(nèi)部的氣流分布不均是造成濾袋破損的主要原因，所以要保證袋式除塵器長(zhǎng)期、穩(wěn)定的工作，首先要確保濾袋區(qū)域氣體流速均勻，同時(shí)要限制最高風(fēng)速，否則易造成濾袋的局部過(guò)早磨損。濾袋破損后如不及時(shí)處理，含塵氣體會(huì)進(jìn)入凈氣室，再次清灰時(shí)，高速的射流氣體引射周圍空氣，并夾帶著顆粒噴射在濾袋表面，導(dǎo)致更多濾袋破損，這種結(jié)果是災(zāi)難性的，大大的減小了除塵器的整體壽命；即使更換損壞的濾袋，進(jìn)入凈氣室的固體顆粒也不容易被清除干凈，對(duì)新濾袋造成威肋、。
根據(jù)袋式除塵器結(jié)構(gòu)的不同，氣流組織的調(diào)節(jié)方法各不相同。首先，根據(jù)除塵器入口位置的不同分為上進(jìn)氣、下進(jìn)氣。這兩種結(jié)構(gòu)對(duì)氣流組織有直接的影響，由于前者進(jìn)氣流道大，更容易使濾袋表面有均勻的流速。其次，濾袋間距、長(zhǎng)度、直徑等對(duì)氣流組織也會(huì)產(chǎn)生重要影響，通過(guò)調(diào)節(jié)這些參數(shù)可以使速度分布更趨合理。
對(duì)于一些喇叭進(jìn)口的除塵器可以通過(guò)調(diào)節(jié)氣流分布板的開(kāi)孔率來(lái)獲得最為理想的氣流分布，通常需要對(duì)氣流分布板進(jìn)行分區(qū)，且不同區(qū)域?qū)?yīng)不同開(kāi)孔率，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)多種方案進(jìn)行比較，獲得最佳分區(qū)和開(kāi)孔方案。
目前，單機(jī)布袋除塵器越來(lái)越大型化，中箱體懸掛濾袋眾多，內(nèi)部氣固兩相流十分復(fù)雜，設(shè)計(jì)時(shí)如何控制氣流分布在一個(gè)合理的范圍內(nèi)成為一件比較困難的事。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者往往不能準(zhǔn)確的把握設(shè)備內(nèi)部氣體和顆粒的運(yùn)動(dòng)情況，可以用到的資料也只有簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和簡(jiǎn)單的模型計(jì)算，主觀性較強(qiáng)，常導(dǎo)致設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況達(dá)不到要求。
近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件水平的不斷提高，CFD技術(shù)的不斷發(fā)展，CFD輔助設(shè)計(jì)己經(jīng)成為除塵設(shè)備設(shè)計(jì)的常用新方法，為大型除塵設(shè)備內(nèi)部流場(chǎng)的調(diào)節(jié)和優(yōu)化提供了非常有效的工具和手段。本文對(duì)某型號(hào)長(zhǎng)袋脈沖袋式除塵器內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，并提出了改進(jìn)措施。
3.脈沖清灰
可靠的清灰系統(tǒng)是脈沖噴吹袋式除塵器除塵效率的重要保證，影響到除塵器的工作效率、濾袋的使用壽命和設(shè)備配套人員的工作強(qiáng)度等，是該類袋式除塵器設(shè)計(jì)制造的核心技術(shù)之一。由于脈沖噴吹清灰具有清灰能力強(qiáng)、過(guò)濾速度高、運(yùn)行阻力低、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，己在電力、水泥、冶金等行業(yè)廣泛應(yīng)用。
袋式除塵器的脈沖噴吹系統(tǒng)由氣包、控制儀、電磁脈沖閥、噴吹管及噴嘴組成。
脈沖噴吹系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的主要參數(shù)有噴吹壓力、噴吹時(shí)間、噴吹頻率、噴吹氣量、噴吹管規(guī)格、噴嘴規(guī)格等。噴吹效果的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)為壓力峰值和峰值到達(dá)時(shí)間，這些設(shè)計(jì)參數(shù)，尤其是噴吹壓力和噴吹時(shí)間，對(duì)這兩個(gè)指標(biāo)影響很大。按照氣包壓力的大小，噴吹系統(tǒng)分為高壓脈沖噴吹系統(tǒng)和低壓脈沖噴吹系統(tǒng)兩類。高壓脈沖噴吹壓力高，清灰能力大、效果好。但脈沖噴吹清灰的壓力不是越高越好，過(guò)高的噴吹壓力反而會(huì)適得其反，會(huì)破壞粉塵初層，也會(huì)使濾料承受壓力過(guò)大，減少濾袋壽命，影響過(guò)濾效果；壓力過(guò)高還會(huì)使空氣中的水分凝結(jié)，隨氣體噴出后容易使粉塵結(jié)塊，同時(shí)消耗的壓縮空氣量也會(huì)增大，使運(yùn)行費(fèi)用增加，噴吹壓力高于一定值后清灰效果反而會(huì)降低。噴吹時(shí)間應(yīng)該控制在0.1-0.2s之間，噴吹時(shí)間短，濾袋壁面壓力低，清灰效果差；清灰時(shí)間長(zhǎng)，氣包耗氣量大，容易對(duì)粉塵初層造成破壞。噴吹壓力和噴吹時(shí)間的具體值應(yīng)根據(jù)含塵氣體工藝參數(shù)、顆粒特性和濾料性能等確定。
4.過(guò)濾材料
濾料的種類直接決定了長(zhǎng)袋脈沖袋式除塵器的核心部件濾袋的性能，是袋式除塵器能夠在各行業(yè)廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵；濾袋是袋式除塵器的常用耗材，造價(jià)占設(shè)備總造價(jià)的10%~15%；袋式除塵器的系統(tǒng)阻力很大程度上由濾袋的材料決定，其阻力在除塵器的阻力中占比有時(shí)高達(dá)75%；濾袋需要根據(jù)除塵器的運(yùn)行情況定期更換，而頻繁的更換濾袋將會(huì)增加設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用。由以上四點(diǎn)可知，濾料的選擇直接影響了袋式除塵器的初投資、運(yùn)行費(fèi)用、除塵效果、使用壽命等。通常情況下袋式除塵器的運(yùn)行工況或運(yùn)行環(huán)境是相對(duì)穩(wěn)定的，要增加濾袋的使用壽命就要合理選擇濾料，并提高濾料的性能。
濾料應(yīng)滿足的基本要求有：
(1)透氣性好，壓力損失小；
(2)有較高的機(jī)械強(qiáng)度，有很好的抗磨、抗褶皺性能；
(3)吸濕性小，易剝離，清灰容易；
(4)使用壽命長(zhǎng)，價(jià)格低。
濾料的種類很多，按照制造的方法不同可以分為織造濾料、非織造濾料和復(fù)合濾料?？椩鞛V料是將纖維制成的線按照幾種簡(jiǎn)單規(guī)律織成的，表面紋理清晰；常見(jiàn)的無(wú)紡濾料大部分為針刺氈，是將無(wú)規(guī)律的纖維通過(guò)一定工藝直接制成的布料，跳過(guò)了纖維制成紗線的過(guò)程；復(fù)合濾料，是將不同的濾料通過(guò)一定的工藝復(fù)合在一起的濾料。相同的濾料按不同的加工方法得到的濾袋具有不同的內(nèi)部和表面結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)物理或化學(xué)方法的處理，還能使濾料改性。
單機(jī)脈沖收塵器濾料還可以按材質(zhì)分為天然濾料和化纖濾料，然而天然濾料受耐酸、耐堿、耐高溫的限制，在工業(yè)中很少使用，而大多數(shù)情況下使用能夠承受高溫并具有良好性能的化纖濾料。近年來(lái)，化纖濾料的發(fā)展很快，各種化學(xué)原料的使用逐漸增多，常用的有玻璃纖維、聚四氟乙烯、聚苯硫醚、聚酞亞胺等。
選擇濾料時(shí)應(yīng)首先確定除塵器的清灰方式，然后根據(jù)過(guò)程氣體的性質(zhì)、工藝的要求及設(shè)備的設(shè)計(jì)使用年限進(jìn)行確定。
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