濾筒式除塵器研究及應用

1、概述

濾筒式除塵器早在20世紀70年代就已經在日本和歐美一些國 家出現，具有體積小，，投資省，易維護等優點，但因其設備容量小，難組合成大風量設備，過濾風速偏低，應用范圍窄，僅在糧食、焊接等行業應用，所以來未能大量推廣。近年來，隨著、新材料不斷地發展，以日本的大志(Great.Ambition)株式會社，美國的湯姆森公司，畢威公司為代表，對除塵器的結構和濾料進行了改進，使得濾筒除塵器廣泛地應用于水泥、鋼鐵、電力、食品、冶金、化工等工業，整體容量增加數倍，成為過濾面積>2000m2大型除塵器(GB6719-86類)，是解決傳統除塵器對粉塵收集難、過濾風速高、清灰效果差、濾袋易磨損破漏、運行成本高的佳方案，和市場上現有各種袋式、靜電除塵器相比具有過濾面積大、壓差低、低排放、體積小、使用壽命長等特點，成為工業除塵器發展的新方向。

2、濾筒式除塵器的結構

濾筒式除塵器的結構是由進風管、排風管、箱體、灰斗、清灰裝置、導流裝置、氣流分流分布板、濾筒及電控裝置組成，類似氣箱脈沖袋除塵結構。

濾筒在除塵器中的布置很重要，既可以垂直布置在箱體花板上，也可以傾斜布置　在花板上，從清灰效果看，垂直布置較為合理。花板下部為過濾室，上部為氣箱脈沖室。在除塵器入口處裝有氣流分布板。

3、筒式除塵器工作原理

含塵氣體進入除塵器灰斗后，由于氣流斷面突然擴大及氣流分布板作用，氣流中一部分粗大顆粒在動和慣性力作用下沉降在灰斗;粒度細、密度小的塵粒進入濾塵室后，通過布朗擴散和篩濾等組合效應，使粉塵沉積在濾料表面上，凈化后的氣體進入凈氣室由排氣管經風機排出。

濾筒式除塵器的阻力隨濾料表面粉塵層厚度的增加而增大。阻力達到某一規定值時進行清灰。此時PLC程序控制脈沖閥的啟閉，先一分室提升閥關閉，將過濾氣流截斷，然后電磁脈沖閥開啟，壓縮空氣以及短的時間在上箱體內膨脹，涌入濾筒，使濾筒膨脹變形產生振動，并在逆向氣流沖刷的作用下，附著在濾袋外表面上的粉塵被剝離落入灰斗中。清灰完畢后，電磁脈沖閥關閉，提升閥打開，該室又恢復過濾狀態。清灰各室依次進行，從第  一室清灰開始至下一次清灰開始為一個清灰周期。脫落的粉塵掉入灰斗內通過缷灰閥排出。

4、技術改進措施和選用技術

4.1清灰裝置

傳統的濾筒除塵器有兩種清灰方式，一種是高壓氣流反吹，一種是脈沖氣流噴吹，實踐表明前者的優點是氣流均勻，缺點是耗毛量大;后者的優點是耗氣量小，缺點是氣流弱小。為此可作兩個方面改進：一方面在脈沖噴吹管上增加導流裝置，加強氣流誘導作用，另一方面把濾筒上部導流風管取消，使脈沖氣流和誘導氣流同時充分進入濾筒。這樣改進后耗氣量少，氣流均勻，清灰效果好，根據計算，技術改進后的清灰氣流流量是脈沖氣量的3-5倍。

4.2 氣量分布板

濾筒除塵器的氣流分布很重要，必 須考慮如何避免設備處由于風速較高造成對濾料的高磨損區域。氣流分布板用于濾筒式除塵器有要求，氣流分布必 須穩定和均勻。才有利于氣流的上升和粉塵的下降，氣流分布板開孔率35%。根據計算，阻力系數<2，由此可見在氣流速度<0.8m/s的情況下，多孔氣流分布板可以滿足濾筒式除塵器的要求。

4.3濾筒和濾料

濾筒是用計算長度的濾料折疊成褶，尾粘合成筒，筒的內部用金屬網架支撐，上、下用頂蓋和底座固定，濾料的長度由粉塵的性質和粉塵的濃度決定。

濾料是濾筒式除塵器核心部分，也是濾筒式除塵器成敗的關鍵，過去用的濾料一般都用紙頁纖維濾料這種濾料對>0.5um的粉塵有>過濾效率，但是其缺點是容塵量大，清灰困難，不宜用于，日本大志株式會社于2000年生產出具有自己知識產權的連續長纖維濾料，解決了上述困難，市場上現有的濾袋采用針刺呢濾料，為深層過濾濾料，以此制成的濾袋在工作初期需要在其表面建立一個初級塵餅。粉塵很容易穿透這種濾料，增大排放量，或者堵塞空氣通道，使濾袋過早失效。特別在收集帶潮氣粉塵時，容易糊袋。而大志濾料具有以下特點：

1)通常的濾料是深層過濾，它依賴于濾料表面的粉塵層達到過濾，建立過濾時間　約為整個過濾過程的10%。覆膜濾料是表面過濾，粉塵不透入濾料，無初濾期，開始就是接近100%的過濾。

2)傳統的濾料在粉塵進入后，透氣性下降，阻力上升。覆膜濾料以均勻細微孔徑及其不粘性，投入使用后立即提供極 佳的過濾性能，粉塵透過率近似零，阻力基本處于穩定，經測試在過濾速度1-2m/min工況下，其阻力約為300-500Pa。

3)對針刺氈濾料，一般用脈沖噴沖清灰才能維持濾料的常規阻力，用覆膜濾料則降低噴吹強度30%-50%即可維持濾料的常規阻力。

4)使用壽命長，同種工況下，一般是傳統針刺氈濾料的5倍壽命。

5、工業應用

5.1應用粉磨系統

2004年6月運用該技術，我們對水泥廠的生料磨的袋除塵器進行改造，設計參數見表(1)。在保持原有除塵器殼體情況下，換了花板，改進了脈沖噴吹系統，增加了氣流分布裝置，專門設計了濾筒并對濾筒進行處理。

表(1)除塵器設計參數

　　序號 項目 單位 技術參數

　　1 處量 m3/h 58000

　　2 粉塵溫度 C <100

　　3 過濾面積 m2 800

　　4 濾筒數量 只 40

　　5 除塵器阻力 Pa 1200-1500

　　6 入口含塵濃度 g/m3 <120

　　7 出口含塵濃度 g/m3 <0.05

　　8 清灰壓力 MPa <0.3

　　表(2)　　　除塵器性能測試數據

　　序號 項目 單位 測定值

　　1 風量 m3/h 56800

　　2 設備阻力 Pa 630

　　3 過濾風速 m/min 0.97

　　4 含塵濃度 g/h3 >8

　　5 出口含塵濃度 g/h3 0.022

　　6 粉塵溫度 ?C 93

　　7 清灰壓力 MPa 028

　　8 效率 % 99.98

經過十二天的安裝、調試后，設備運行正常，并對除塵器性能按《除塵機組技術性能及測試方法》[GB11653-89]進行實測，測定結果見表(2)。從表中可以看出，經過改造后的除塵器，其運行阻力、出口排放濃度、除塵效率等技術指標均優于國內同類除塵設備。

5.2對電除塵器的改造

年產300萬噸水泥廠的三號水泥磨電除塵器處理量不足，排放量大。原型號：AAF/ELEX電除塵，電場及電室均為兩個，清灰系統為機械繞臂錘振打系統，集塵板面積792M2。

采用濾筒進行改造，先原電除塵器內部極板、板絲和機械振打等零部件，在原殼體內建造人行通道的脈沖噴吹除塵器。其次通過導風板和密閉鋼板，正確引導氣流走向，在新加花板上安裝濾筒，無須籠架和文丘里管后裝上噴吹清灰控制系統投入使用。整個過程3周內完成.

改建前后對比

項　目　指　標 改建前情況 改建后情況

除　塵　設　備 AAF/ELEX電收塵器 寬敞式脈沖噴吹除塵器

處　理　風　量 34157m3 /H 37300m3/H

潛在額外處理風量

(可再增加安裝數排濾件) 43300m3/H

水泥磨冷卻水消耗量 1400L/H 800L/H

水泥成品品質 3950—4050cm2/g 4000—4200cm2/g

入口粉塵濃度 400g/Nm3 400g/Nm3

粉塵排放濃度 可見排塵 10mg/Nm3

6、結束語

濾筒式除塵器可以廣泛用于水泥行業的粉磨系統、粉碎系統、立窯、旋窯的窯頭、窯尾等各個揚塵點的收塵，對各類傳統除塵器進行改造亦可取得很好效果，關鍵在于選取、合理的結構，使之適應各種粉塵的特點。