5颗粒物的治理2

第五节过滤除尘•过滤除尘的原理•过滤除尘器•袋式除尘器•颗粒层除尘器一、过滤除尘的原理•惯性碰撞（1µm）•扩散（0.01-0.5µm）•重力沉降•筛滤(大于过滤层微孔直径)•静电吸引（0.01-5µm）使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集除尘器的工作原理截留、惯性碰撞（1µm）气流流线粒子滤料拦截惯性碰撞除尘器的工作原理•扩散(0.01-0.5µm)、电沉积滤料粒子气流流线电沉积扩散除尘器的工作原理筛分气流流线粒子筛分已收集粒子袋式除尘器•袋式除尘器是一种干式的高效除尘器,它利用纤维织物的过滤作用进行除尘。对0.5μm的粉尘，效率高达98%-99%。滤袋通常做成圆柱形（直径为120-500mm），有时也做成扁长方形，滤袋长度一般为2-6m左右。•近年来，由于高温滤料和清灰技术的发展，袋式除尘器在许多不同的工业部门得到广泛应用。袋式除尘器的工作原理•含尘气流从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上•沉积在滤料上的粉尘，可在机械振动的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗中袋式除尘器的工作原理•新鲜滤料的除尘效率较低•粉尘初层形成后，成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率•随着粉尘在滤袋上积聚，滤袋两侧的压力差增大，会把已附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降•除尘器压力过高，还会使除尘系统的处理气体量显著下降，因此除尘器阻力达到一定数值后，要及时清灰•清灰不应破坏粉尘初层•粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用，在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉层初层袋式除尘器的分级效率曲线袋式除尘器的结构形式分类•滤袋形状：筒形和扁形•进气方式：上进气和下进气•过滤方式：内滤式和外滤式•除尘器壳体是否密闭：密闭式和敞开式•清灰方式：机械振动清灰；逆气流清灰；脉冲喷吹清灰及联合清灰过滤速度对除尘效率的影响烟气实际体积流量与滤布面积之比，也称气布比–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。–每一个过滤系统根据它的清灰方式、滤料、粉尘性质、处理气体温度等因素都有一个最佳的过滤风速。–一般要求，细粉尘的过滤风速要比粗粉尘的低，大除尘器的过滤风速要比小除尘器的低（因大除尘器气流分布不均匀）。–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袋式除尘器推荐的过滤风速（m/min）等级粉尘种类清灰方法振打与逆气流联合脉冲喷吹反吸风1炭黑、氧化硅（白炭黑），铅、锌的升华物以及其它气体中由于冷凝和化学及应形成的气溶胶，化妆粉，去污扮，奶粉，活性炭，由水泥窑排出的水泥0.45～0.60.8～2.00.33～0.452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，安福粉及其它肥料，塑料，淀粉0.6～0.751.5～2.50.45～0.553滑石扮，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），搪瓷0.7～0.82.0～3.50.6～0.94石棉，纤维尘，石膏，珠光石，橡胶生产中的粉尘，盐，面粉，研磨工艺中的粉尘0.8～1.52.5～4.5—5烟草，皮革扮，混合饲料，木材加工的粉尘，粗植物纤维（大麻、黄麻等）0.9～2.02.5～6.0—袋式除尘器的清灰根据清灰方式不同，袋式除尘器通常分为以下类型：（1）机械振动清灰;（2）逆气流反吹式：将风机反转，在负压作用下形成反吹，在弹簧作用下产生微振动，使粉尘脱落。（3）回转反吹式：滤袋为扁袋形，按圆形辐射状布置。由反吹风机提供反吹空气，通过旋臂进行反吹。（4）脉冲喷吹袋式：由压缩空气反吹，含尘气流的运动方向为向内式，粉尘阻留在袋外。机械振动清灰•机械清灰，是滤袋在振打机构的作用下，上下或左右运动,也有的是滤袋在振动器的作用下产生微振，从而使粉尘从滤袋上脱落。•此类型袋式除尘器的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机械振动清灰–过滤风速一般为1～2m／min，阻力约800～1000Pa，–进口浓度不宜超过3～5g／m3，适用于处理风量不大的场合。由于这种清灰方式结构简单，投资少，目前仍得到采用。•气流反吹清灰是反吹气流从相反方向通过滤袋和粉尘层，利用气流力使粉尘从滤袋脱落。•采用气流清灰时，滤袋内必须有支撑结构，如撑环或网架，避免把滤袋压扁。反吹气流均匀通过整个滤袋，又称逆向气流清灰。•清灰的逆气流可以由系统主风机供给，也可设置专门的反吸风机。反吹（吸）空气可取自系统外或采用已净化的气体。逆气流清灰•采用逆气流清灰时气流在整个滤袋上的分布较均匀，但清灰强度小。过滤风速小于1m／min，通常采用分室间歇清灰。•这种除尘器的特点是处理风量大，可达105m3／h以上。常分成3～20个室，采用分室清灰。•滤料常采用经过处理的玻璃纤维滤布或涤纶，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反吹空气经中心管送到设在滤袋上部的旋臂内，电动机带动旋臂旋转，使所有滤袋都得到均匀反吹。每只滤袋的反吹时间约为0.5s，反吹的时间间隔约为15min左右，反吹风机的风压约为5kPa左右。在高温工况下（80～120℃），推荐的过滤风速vF=0.8～1.2m3／min·m2；在低温工况下（＜80℃)推荐的过滤风速vF=1.5～2.5m3／min·m2。阻力约为800～1400Pa。回转反吹扁袋式除尘器脉冲喷吹清灰•利用4～7atm的压缩空气反吹，•每排滤袋上方设一根喷吹管，喷吹管上设有与每个滤袋相对应的喷嘴，喷吹管前端装设脉冲阀，通过程序控制机构控制脉冲阀的启闭。•脉冲阀开启时，压缩空气从喷嘴高速喷出。带着比自身的体积大5-7倍的诱导空气一起经文丘里管进入滤袋。•滤袋急剧膨胀引起冲击振动，使附在滤袋外的粉尘脱落。清洁气体脉冲气体集流箱脉冲管滤袋含尘气体入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•脉冲喷吹清灰–脉冲喷吹耗用压缩空气量•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TnVV0一滤袋总数，条一脉冲周期，min一安全系数，取1.5一每条滤袋喷吹一次耗用的压缩空气量nT0V一滤袋总数，条一脉冲周期，min一安全系数，取1.5一每条滤袋喷吹一次耗用的压缩空气量nT0V滤料•滤料的性能对袋式除尘器的作用具有很大的影响，选择滤料时必须考虑含尘气体的特性如粉尘和气体性质、温度、湿度、粒径等。•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，但必须及时清灰袋式除尘器的滤料•滤料种类–按滤料材质分•天然纤维–棉毛织物，适于无腐蚀、350～360K以下气体•无机纤维–主要指玻璃纤维，化学稳定性好，耐高温；质地脆•合成纤维–性能各异，满足不同需要，扩大除尘器的应用领域•近年来，由于化学工业的发展，出现了许多耐高温的新型滤料，如芳香族聚酰胺（长期使用温度220℃、聚四氟乙烯使用温度240℃）等，这些新型滤料的出现，扩大了袋式除尘器的应用领域。•尼龙织布最高使用温度为80℃，它的耐酸性不如毛织物，它的耐磨性很好，适合过滤磨损性强的粉尘如粘土、水泥熟料、石灰石等。•奥纶的耐酸性好、耐磨性差，最高使用温度在130℃左右，可用于有色金属冶炼中含SO2烟气的净化。涤纶的耐热、耐酸性能较好，耐磨性仅次于尼龙，长期使用温度为140℃。涤纶绒布是国内性能较好的一种滤料。针刺呢是国内最近研制成的一种新型滤料，它以涤纶、锦纶为原料织成底布，然后再在底布上针刺短纤维，使表面起绒。这种滤料具有容尘量大、除尘效率高、阻力小、清灰效果好等特点。•经过硅酮树脂处理的玻璃纤维滤料可在于250℃下多次使用，它具有化学稳定性好、不吸湿、表面光滑等特点。•玻璃纤维较脆，织成滤袋后不柔软，经不起揉折和摩擦，不宜用于机械振打清灰的除尘器，大多用于简易清灰的除尘器，它的过滤风速较低。•玻璃纤维滤料主要用于水泥、冶炼、炭黑等部门的高温烟气净化。•聚（苯）砜酰胺纤维（芳砜纶、芳砜—T）是一种在高分子主链上含有砜基（—SO2—）的芳香族聚酰胺纤维，可在200℃高温中长期工作，有较好的尺寸稳定性。芳砜纶纤维做成的滤料我国已批量生产。目前已用于有色冶金，高炉煤气、化工、炭黑、建材等工业中。•聚恶二唑纤维能在200℃下长期工作，耐各种油类及各种有机溶剂，但耐酸、耐腐蚀能力和抗热氧化、老化能力较差。我国已批量生产，并已用于高炉煤气、有色冶金等工业中。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袋式除尘器的滤料•滤料种类–按滤料结构分•滤布（编织物）•平纹：致密，透气性差，阻力大、清灰难、易堵塞，净化效率高•斜纹：迁移性较大，机械强度较低，耐磨性好净化和清灰效果都较好，不易堵塞•缎纹：透气性、弹性较好、迁移性大易于清灰、强度低、净化效率低•毛毡－工艺简单；致密，除尘效率高；容尘量大，不易清灰优点:•除尘效率高，处理量大•结构简单，造价及运行费用低•可提高干法脱硫的脱硫率•可处理高比电阻粉尘；没有污泥处理和腐蚀问题缺点:•体积和占地面积都很大•处理高温、高湿度、腐蚀性气体应慎选滤袋•滤袋易破损；阻力损失大•应用–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–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–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–对于微细的干燥粉尘，采用袋式除尘器捕集是适宜的袋式除尘器的应用和选择使用袋式除尘器时，应注意下列问题：•袋式除尘器主要用于1μm以下的微粒。气体的含尘浓度超过5g/m3时，最好采用两级除尘。•袋式除尘器可以适应不同风量的要求。•由于滤料使用温度的限制，不宜处理温度较高的高温烟气。•不适用于含有油雾、凝结水和粉尘粘性大的含尘气体。•不能用于有爆炸性或带有火花的烟气。运行管理•受滤材耐温性能的限制，一般滤料只限130℃以下，使用耐高温的诺美克斯滤料也只限250℃，运行过程中应特别注意进入袋滤室前的烟气温度，防止温度过高烧毁滤袋。•设计时应设置烟气温度监测和报警装置，并与紧急冷风阀及风机电动机联锁，当入口温度超过限定值时立即打开紧急冷风阀混入野风或停止系统进风•保持通过滤袋室内各部位的烟气温度都在烟气露点温度以上，防止水蒸气冷凝对滤袋造成堵塞，为此，要求进入滤袋室的烟气温度高于其露点温度20℃以上•运行过程中应尽量减少漏入系统的空气量，消除滤料的静电效应，防止可燃气体可能引起的燃烧和爆炸•观察除尘器前后压差及尾气烟色的变化，大致判断其运行情况：•观察系统压力变化。喷吹清灰后，袋滤室前后压差不变或不能恢复到规定值时，可能因清灰系统故障或滤袋堵塞；若袋滤室前后的压差值突然下降，尾气烟气变浓，可能因滤袋脱落、穿孔或花板连接处漏气，造成烟气短路•设备停止使用或停机检修时，生产设备停机后，除尘器应继续运行至少5-10分钟然后才停机，以便将系统内的烟气及粉尘全部排出，防止对设备的腐蚀和确保检修人员的安全•