布袋除尘器作为一种除尘设备,目前已广泛应于各工业部门。近年来,随着国民经济的发展以及愈来愈严格的环境保护要求,布袋除尘器在产量上有了相当大的增长,品种也日渐增多。因此,在设计工作中合理地选定布袋除尘器的基本参数,正确地进行除尘系统设计,不仅对于控制污染、保护环境有重要作用,而且对于提高设备处理含尘气体的能力,降低设备投资从而减少工程造价,也具有重要的经济意义。本文就布袋除尘系统设计实践中常遇到的两个问题,试图从设计的角度并结合笔者的工作实践作一探讨。
过滤风速问题
过滤风速的选取,对除尘效果,确定除尘器规格及占地面积,乃至系统的总投资,具有关键性的作用。近年来,在工程项目除尘系统设计中,对过滤风速的选取有越来越偏低的现象。究其原因可能是:
(1)有些设计者认为过滤风速取低一些,可以提效率,增强清灰能力,延长清灰周期,从而延长滤袋使用寿命;
(2)过去有些文献或专著特别强调过滤风速不能取得太高,以免阻力增大,运行费用提高;
(3)目前国产的布袋除尘(小型布袋除尘机组除外)产品样本规定的过滤风速,大都在2.5m/min以下,较为普遍的是在1.0~1.5m/min范围,对于大布袋则在1.0m/min以下,即使是采用压缩空气喷吹清灰的脉冲袋式除尘器,其过滤风速也只是在3.0m/min左右,超过4m/min的较为少见。于是,设计者往往易于在产品样本推荐的过滤风速下,再降低的数值来确定过滤面积,从而导致过滤风速取值偏低。
基于上述原因,设计工作中过滤风速取低0.1~0.25m/min的现象大量存在。
应该说,上述理由并非毫无道理。但是,如果轻易地降低过滤风速,即使降低的值较小,如0.1~0.25m/min,由此将使过滤面积增加约10%,设备投资也将增加近10%,处理的风量越大,增加的投资必然越多,设备的占地面积亦相应加大。显然,这是不经济的;此外,孤立地看待上述理由,也是不合适的。
那么,如何正确地选定过滤风速呢?实际上这是一项较复杂的工作,它与粉尘性质、含尘气体的初始浓度、滤料种类、清灰方式有密切的关系。然而,从设计角度讲,应该也可以抓住主要问题进行分析。这是因为,目前国内产品中可供选择的滤料种类及其清灰方式相对讲不是很多,滤料及其清灰方式相应地易于确定;至于初始尘浓,除了工艺提供资料外,或经实测取得一手数据,或按设计者的经验确定。这就是说,影响过滤风速的尘浓、滤料及清灰方式三个因素相对的说较易合理地确定。
所以,笔者认为,正确选择过滤风速的关键,首先在于弄清粉尘及含尘气体的性质,其次要正确理解和认识过滤风速与除尘效率、过滤阻力、清灰性能三者之间的关系。
对于粉尘及含尘气体的性质,应较大限度地掌握以下几点。
一,要弄清粉尘的粒径分布。粉尘的粒径是它的基础特性,它是由各种不同粒径的粒子组成的集合体,单纯用平均粒径来表征这种集合体是不够的。
二,要弄清粉尘的粘性。粘性是粉尘之间或粉尘与物体表面分子之间相互吸引的一种特性。对布袋除尘器,粘性的影响为突出,因为除尘效率及过滤阻力在很大程度上取决于从滤料上粉尘的能力。
三,应弄清粉尘的容重或堆积比重,即单位体积的粉尘重量。其中的单位体积包括尘粒本身体积、尘粒表面吸附的空气体积、尘粒本身的微孔、尘粒之间的空隙。弄清粉尘的容重,对通风除尘具有重要意义,因为它与粉尘的清灰性能有密切的联系。
四,应弄清含尘气体的物理、化学性质,如温度、含湿量、化学成份及性质。这些参数的确定与除尘附加处理措施、过滤风速的选择有着直接间接的关系。如有的含尘气体含有氯化物等化学成份,一般氯化物易于“吸潮”,如不采取附加的措施,可能导致“糊袋”。
从我国目前的设计实践看,客观上还有的困难。但是,作为设计师,至少应对其有定性的了解。对于过滤风速与除尘效率、过滤阻力、清灰性能三者之间的关系,可以从下述三方面来进行分析。
粉尘的清灰性能与粉尘的性质,即粘性、粒度、容重有大的关系。粉尘的粘性大、粒度小、容重小,清灰困难,过滤风速应取低一些,反之可取高一些。国内有人做过实验,对于滑石粉类中细滑爽尘,在所有工况条件下,仅需一次反吹清灰,滤袋阻力即可恢复原值,二次积尘几乎全被吹落,滤袋较好,反吹风量比率仅需25%一30%;而对于氧化铁类粘性尘,通常需要连续多次反吹清灰,才能降低滤袋阻力,还难以复回原值,反吹风量比率高达50%~70%。这就证明,对某一确定的布袋除尘器,粉尘的清灰性能主要取决于粉尘及其含尘气体的性质,并不是所有的粉尘,只要过滤风速取低些,就可增强清灰能力。
在滤料确定的情况下,降低过滤风速可以延长清灰周期,但是滤袋的寿命并不取决于清灰周期。因为当确定了某个过滤风速时,滤袋的不同地方过滤风速也不同,做过的实验发现,在一条滤袋上的局部过滤速度相差可达4倍,甚至超过4倍!
综上所述,可以得出这样的结论:盲目地降低过滤风速并不完提效率,也不能相应地降低过滤阻力,还可能造成不的经济损失。只有在充分了解粉尘性质及系统特性,正确理解过滤风速与除尘效率、过滤阻力、清灰性能之间的关系,并在这两者的结合上有一个清晰的认识后,才可能合理地确定过滤风速。
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