袋式除塵技術(shù)的發(fā)展

袋式除塵技術(shù)的發(fā)展

近年來(lái)，袋式分離器技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中取得了迅速的發(fā)展，尤其是在水泥生產(chǎn)方面。第一種袋式多功能去除技術(shù)主要用于普通的針織布依布。這些濾料表面并不很光滑,其過濾層孔隙很大且不均勻,因此就形成深層過濾,這對(duì)過濾性能和使用壽命產(chǎn)生影響。對(duì)于粒徑較大(>5μm)的粉塵收集,普通濾料通常是被認(rèn)可的。對(duì)于粒徑較小的亞微粒粉塵并不適用。普通濾料不足之處有:細(xì)微粉塵非常容易穿透導(dǎo)致排放高;濾料內(nèi)部易被粉塵堵塞導(dǎo)致壓差高;清灰周期短導(dǎo)致使用壽命短;每次清灰前后排放波動(dòng)大。排放波動(dòng)是由濾料內(nèi)部粉塵被清灰后,短時(shí)間內(nèi)濾料孔隙較大,造成粉塵穿透引起的。為消除以上不足,在普通濾料表面增加致密過濾層不失為一種理想的解決辦法。1973年美國(guó)戈?duì)柟揪驮谌蚴状瓮瞥鲇膳蝮w聚四氟乙烯(ePTFE)覆膜的過濾材料,并提出了表面過濾的概念。這種致密過濾層是一種壓覆在普通濾料表面的一層連續(xù)均勻多微孔極光滑的薄膜,覆膜濾料有多方面的優(yōu)勢(shì):(1)提高過濾效率,尤其是對(duì)粒徑較小的亞微粉塵具有很好的攔截效果;(2)其更低更穩(wěn)定的壓差,可提高產(chǎn)品質(zhì)量和系統(tǒng)可靠性。(3)濾袋壓差低,粉塵剝離性很好,清灰性能好。(4)清灰頻率低,可以極大地延長(zhǎng)濾袋的壽命。覆膜濾料替代普通濾料,實(shí)現(xiàn)表面過濾的優(yōu)化,可大大提高過濾性能,濾料的使用壽命更長(zhǎng),過濾效率更高,粉塵排放低,完全可滿足歐盟排放標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)減少系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間。實(shí)踐證明,使用戈?duì)柟靖材V料后,清灰頻率可由普通濾料的每天360個(gè)循環(huán)降至每天50個(gè)循環(huán),除塵器系統(tǒng)壓差在同等條件下覆膜濾料可比普通濾料低600Pa以上。1濾袋清灰系統(tǒng)袋式除塵技術(shù)的發(fā)展隨同人們對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的提高共同推動(dòng)過濾科技向前進(jìn)步。除塵器的設(shè)計(jì)發(fā)展引導(dǎo)人們?nèi)ラ_發(fā)更新的更有效的濾料和更科學(xué)合理的除塵器。而科學(xué)合理的除塵器中關(guān)鍵的技術(shù)之一在于其清灰系統(tǒng)是否合理有效。濾袋的清灰系統(tǒng)是利用一股短促高壓的壓縮空氣噴射進(jìn)入濾袋內(nèi)部,并使濾袋發(fā)生變形,部分壓縮空氣穿透濾袋,促使吸附在濾袋表面的粉塵發(fā)生剝離。在這種設(shè)計(jì)模式中,電磁脈沖閥控制著一排濾袋的噴吹,脈沖清灰由兩種機(jī)械作用來(lái)完成,脈沖波使濾袋變形和高速穿透濾料實(shí)現(xiàn)清灰。脈沖壓縮空氣由對(duì)應(yīng)的電磁脈沖閥進(jìn)行控制,沿著與過濾氣流相反的方向噴入濾袋?？梢灶A(yù)先設(shè)定好脈沖閥的開斷時(shí)間,用以控制一定量的脈沖氣體噴入濾袋實(shí)現(xiàn)清灰作用,確保系統(tǒng)在穩(wěn)定的壓差條件下運(yùn)行。脈沖式袋除塵可實(shí)現(xiàn)在線清灰,即不需要隔離某個(gè)過濾室切斷含塵氣流就可以清灰,而且可以連續(xù)進(jìn)行,因此有的系統(tǒng)并沒有將全部過濾部分分成若干個(gè)獨(dú)立的箱室。濾袋的清灰依行進(jìn)行,一行濾袋清灰完成后再進(jìn)行下一行濾袋的清灰。我們可以設(shè)定每行之間的清灰時(shí)間間隔的長(zhǎng)短來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)清灰。脈沖清灰的濾袋可以承受較高的過濾風(fēng)速。為達(dá)到較好的清灰效果,脈沖濾袋的長(zhǎng)度相對(duì)與反吹風(fēng)或機(jī)械震打的濾袋來(lái)說要短些,比如說以往常用的為6m。由于過濾與清灰?guī)缀跬瑫r(shí)進(jìn)行,濾袋表面要保持干凈非常困難,長(zhǎng)期運(yùn)行存在些許粉塵的粘附在所難免。粉塵的粘附率越高,壓差就會(huì)上升得越快,這與濾料的清灰性能直接相關(guān)。前面所說的普通濾料和覆膜濾料,在這方面就存在著本質(zhì)的區(qū)別。通常脈沖清灰的效果模式有兩種,“氣球”模式和“氣包”模式。前者脈沖作用類似于一個(gè)球狀沖擊波,沿著濾袋的長(zhǎng)度方向從上到下然后再反彈回來(lái),從而抖落掉附著在濾袋表面的粉塵見圖1。“氣包”模式是濾袋在過濾狀態(tài)下全部被吸附在袋籠的表面。脈沖壓縮空氣噴入濾袋后,濾袋在瞬間由上到下全部鼓脹起來(lái),類似于一只被充氣的圓柱型“氣包”。在這過程中整只濾袋經(jīng)歷瞬間加速和減速,這種沖擊及濾袋的變形,同時(shí)有部分壓縮空氣穿透濾料,綜合作用下使附著在濾袋表面的粉塵被抖落掉。隨著這股能量的衰減消失,濾袋則被重新吸附在袋籠的表面見圖2。上述所說的兩種清灰過程在不到半秒的時(shí)間內(nèi)就會(huì)實(shí)現(xiàn),對(duì)除塵器的處理能力不產(chǎn)生什么影響。依據(jù)清灰壓力的不同,通常分為高壓脈沖、中壓脈沖和低壓脈沖三種。“氣球”模式清灰由于壓縮空氣有一部分穿透濾料,這種模式清灰的威力會(huì)隨著“氣球”的移動(dòng)逐漸衰減,它僅適用于濾袋較短的類型,屬高壓脈沖型式,在文丘里的作用下,可明顯提高清灰效果。“氣包”模式清灰可適用于較長(zhǎng)濾袋的清灰,屬中低壓脈沖型式,設(shè)計(jì)通常不帶文丘里,噴吹的氣體通常需要由附加的20mm短管加以集束。由于除塵器制作成本及占地面積等諸多方面的因素,加之進(jìn)風(fēng)方式方面技術(shù)的提升,濾袋的設(shè)計(jì)由最初的2.5m,到現(xiàn)在的6m,已被普遍應(yīng)用且技術(shù)趨于成熟,不少?gòu)S家嘗試使用7m~8m的濾袋。這對(duì)濾袋清灰效果也提出了更高的要求,如若除塵器清灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作方面存在一些不足之處,6m濾袋甚至無(wú)法達(dá)到較好的清灰效果。由于濾料選用不當(dāng),加之清灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)不佳,造成系統(tǒng)運(yùn)行無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)條件的案例不在少數(shù)。使用更長(zhǎng)濾袋的除塵器,除在清灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面需要實(shí)現(xiàn)最佳合理優(yōu)化,選擇最易清灰的濾料也成為其必需考慮的因素。覆膜濾料所特有的光滑表面為提高其清灰性能提供了可能。2覆膜濾料過濾材料用于脈沖除塵器的濾袋可以是織物料,也可以是針刺氈料。針刺氈料通常較厚,游離的纖維較多。針刺氈是將短纖紗用針刺的型式刺進(jìn)較稀松平紋織物中,或者直接將這些短纖紗針刺在一起成為無(wú)支撐的氈料。這些纖維錯(cuò)綜交匯來(lái)實(shí)現(xiàn)粉塵攔截的能力。人們習(xí)慣于將這種濾料稱之為普通濾料。這種濾料由于纖維間的孔隙較大,很難攔截細(xì)微粉塵。為了達(dá)到更好的過濾效果,將一種連續(xù)均勻多微孔極光滑的ePTFE薄膜壓覆于其表面,形成覆膜濾料,見圖3所示覆膜濾料的結(jié)構(gòu)示意圖。由于其薄膜表面的微孔極其致密且光滑,因此對(duì)粉塵的攔截效果極佳,同時(shí)也解決了普通濾料清灰難的問題。這種最初由美國(guó)戈?duì)柟救蚴状瓮瞥龅募夹g(shù),極大地推動(dòng)了過濾材料的技術(shù)進(jìn)步,在節(jié)能環(huán)保、改善系統(tǒng)性能方面取得了重大的突破。2.1次粉餅工藝條件普通濾料的深層過濾是依靠建立在濾料內(nèi)部和濾料表面的初始粉餅來(lái)達(dá)到過濾效果的。實(shí)際的過濾是依靠這層初始粉餅。在沒有初始粉餅狀況下,普通非覆膜濾料的過濾效率僅為30%~70%。因此必需建立這層初始粉餅,但也帶來(lái)高壓差問題。為保持系統(tǒng)壓差不至于太高,必需對(duì)二次粉餅進(jìn)行連續(xù)有規(guī)律的清除。這同時(shí)會(huì)破壞已經(jīng)建立的初始粉餅,造成過濾效率降低,排放高,這會(huì)持續(xù)到再次建立初始粉餅。如果系統(tǒng)煙氣的濕度含量較高,加之普通濾料表面不夠光滑,建立在普通濾料上的粉餅將無(wú)法清除,一定時(shí)間后,無(wú)法清除的粉餅變得越來(lái)越厚,會(huì)直接導(dǎo)致濾料的透氣率降低,流量、產(chǎn)量降低,系統(tǒng)維護(hù)和停機(jī)時(shí)間增加。2.2微過濾級(jí)別過濾覆膜濾料創(chuàng)始人BobGore發(fā)現(xiàn)PTFE經(jīng)過拉伸成膨體PTFE薄膜,并能壓覆在普通濾料表面。這對(duì)工業(yè)過濾領(lǐng)域來(lái)說意義巨大,標(biāo)志著過濾精度邁進(jìn)微過濾級(jí)別,同時(shí)也為濾袋清灰難的問題掃除了障礙。膨體PTFE薄膜結(jié)構(gòu)的微孔極其致密,即使是亞微顆粒的粉塵也很難穿透這種薄膜層,因此幾乎所有的粉塵都被攔截在薄膜的表面,實(shí)現(xiàn)表面過濾。它完全優(yōu)于普通濾料表面的初始粉餅,其孔隙致密均勻,透氣率好;加之這種薄膜的特殊物理性能,表面極其光滑,極易清灰;薄膜特有的憎水性能,即便是煙氣濕度含量較高,粉塵也很難板結(jié),為濾袋的清灰創(chuàng)造了良好的條件見圖4。3膜過濾材料有利于澄清灰燼3.1減少了清灰系統(tǒng)的平均誤差光滑的表面,只需要很低的脈沖壓力就可達(dá)到清灰的目的,大大減少了清灰時(shí)壓縮空氣對(duì)濾袋的機(jī)械損傷。同時(shí)由于濾料表面光滑,粉塵很容易掉落,每次清灰后剩余壓差很低,且系統(tǒng)阻力上升很慢,因此清灰頻率可大大降低。這都極大地延長(zhǎng)了濾袋的使用壽命。3.2改善清灰效果對(duì)產(chǎn)能不足或清灰系統(tǒng)效果不佳的過濾系統(tǒng),安裝覆膜濾袋后,收塵器系統(tǒng)不做任何大改動(dòng)情況下,原有的清灰效果可以大大改善,每次清灰,都會(huì)清得更干凈,濾袋表面殘留的灰塵會(huì)大幅度減少。由濾袋產(chǎn)生的壓差減少,風(fēng)機(jī)就可以在其曲線的不同工作點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn),導(dǎo)致系統(tǒng)流量增加,可使除塵器處理風(fēng)量達(dá)到甚至超過設(shè)計(jì)水平,有效地發(fā)揮了除塵器的通風(fēng)除塵功能,確保整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可行、安全,提高產(chǎn)量、增加效益。3.3濾袋的穩(wěn)定性由于覆膜濾袋的高質(zhì)量和清灰效果,不但使過濾壓差大幅度下降,還可以使濾袋在整個(gè)服役期間壓差始終穩(wěn)定在較低的水平,風(fēng)量始終穩(wěn)定在較高水平。這將大大節(jié)省用戶除塵器噴吹所用壓縮空氣的消耗,也大大節(jié)省系統(tǒng)風(fēng)機(jī)以及其它相關(guān)設(shè)備的單位產(chǎn)量運(yùn)行能耗。3.4濕度對(duì)除塵效果的影響覆膜濾袋表面薄膜具有憎水性,濕氣不能滲入濾袋深層,使濾袋可以適應(yīng)高濕度條件(如系統(tǒng)噴水過量時(shí)),并同樣能獲得高的除塵效果。因?yàn)楸∧⒎蹓m攔截在表面,凝結(jié)時(shí)濕的粉餅就不會(huì)粘附于氈料的纖維上。當(dāng)溫度再次升高,相對(duì)于針刺氈的粗糙表面,干粉餅更容易從光滑的薄膜上清除。3.5覆膜濾料的應(yīng)用良好的清灰性能,使得除塵器系統(tǒng)各方面運(yùn)行性能得到大大的優(yōu)化。尤其是對(duì)于脈沖長(zhǎng)袋,由于設(shè)計(jì)施工等因素導(dǎo)致清灰系統(tǒng)往往不甚理想,清灰效果很難達(dá)到預(yù)期效果。即便是當(dāng)前應(yīng)用趨于成熟的6m濾袋,常常出現(xiàn)即使頻繁的清灰,系統(tǒng)阻力也很難降下來(lái),因此覆膜濾料是一種方便可行的選擇。對(duì)有些嘗試使用7~8m甚至更長(zhǎng)濾袋的除塵器,清灰效果更好的覆膜濾料是保證系統(tǒng)良好運(yùn)行的必然選擇。系統(tǒng)排放低也是覆膜濾料的主要優(yōu)勢(shì)。對(duì)于準(zhǔn)0.3μm的微粒,戈?duì)柟颈∧た梢赃_(dá)到99.995%攔截率。用這樣的薄膜濾袋來(lái)攔截水泥生產(chǎn)中的粉塵,可以達(dá)到超低排放,確保符合當(dāng)前(甚至將來(lái))的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到世界最先進(jìn)水平,大大改善工廠的外部環(huán)境,也節(jié)省了環(huán)保費(fèi)用。4濾料的檢測(cè)結(jié)果針對(duì)不同的濾料,其清灰性能,用戶以至除塵器設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠家往往很難作出具體的分析評(píng)價(jià),為了對(duì)各種濾料的清灰性能能有一種量化的分析比較,美國(guó)環(huán)保局(EPA)的環(huán)境技術(shù)認(rèn)證項(xiàng)目(ETV)中對(duì)袋式除塵器的濾料性能的檢測(cè)方法和結(jié)果,給國(guó)內(nèi)外廣大除塵設(shè)備用戶在選擇濾料時(shí)提供了數(shù)據(jù)上的參考。EPA對(duì)世界各國(guó)的諸多家濾料進(jìn)行了檢測(cè)分析。檢測(cè)是在特定的模擬條件下,對(duì)濾料的多方面性能進(jìn)行測(cè)試,其中的平均剩余壓差和清灰頻率是直接反映濾料清灰性能的主要參數(shù),以下是幾家知名公司覆膜濾料測(cè)試結(jié)果:圖5平均剩余壓差是指模擬系統(tǒng)在設(shè)定的清灰壓力10cm水柱壓力下每次清灰后的剩余壓差的平均值,平均剩余壓差低則意味著濾料每次清灰后壓差下降幅度大,濾料的脫灰性能優(yōu)異。圖6清灰次數(shù)是指模擬系統(tǒng)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)噴吹系統(tǒng)所噴吹的次數(shù)。噴吹次數(shù)少則意味著使用過程中濾料的壓差上升的周期長(zhǎng),濾料的自我脫灰能力強(qiáng),同時(shí)噴吹次數(shù)少則會(huì)直接延長(zhǎng)濾袋的使用壽命。從EVT的檢測(cè)結(jié)果可以得知,美國(guó)戈?duì)柟镜母材V料每次清灰后的平均剩余壓差和在模擬設(shè)定時(shí)間內(nèi)的清灰次數(shù),都明顯優(yōu)于其它兩家同為美國(guó)公司的覆膜濾料。在EVT公示的所有檢測(cè)結(jié)果中,戈?duì)柟咀鳛闉V料行業(yè)的領(lǐng)軍者,其EVT檢測(cè)的全部指標(biāo),均優(yōu)于其它所有濾料。而普通非覆膜濾料的平均剩余壓差和清灰次數(shù)均比覆膜濾料又高出許多。5發(fā)展優(yōu)質(zhì)的濾料這種脈沖噴吹袋式除塵技術(shù)已經(jīng)被全球公認(rèn),同時(shí)覆膜玻纖濾料用于水泥除塵也被國(guó)內(nèi)外所認(rèn)可,并且也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)?？棵}沖清灰的袋式除塵,濾料的選擇對(duì)于優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行至關(guān)重要。許多生產(chǎn)線在不作太大