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探究褶式滤筒可提高除尘设备综合性能

目前许多粉尘收集装置的使用均接近或超过了自身的设计极限,随着投资成本和运行成本的考量、生产要求的提高及节能减排工作的推进,设计单位和用户都希翼提高除尘设备的综合性能。基于此种目的,研发了以新型过滤介质——纺黏聚酯纤维为滤料的褶式滤筒。
褶式滤筒的材料
袋式除尘器的常用滤料是聚酯针刺毡,过滤机理是深层过滤,同时需要尘饼作为提高过滤效率的过滤介质。常见的褶式过滤设计以纤维素(纸)滤料及其他各种材料作为过滤介质,但是水汽、高温和过高的入口粉尘浓度使其应用受到了一定限制。纤维素纸质褶式滤料在许多工业行业中应用已久,过滤效率可满足需求,但清灰效果有时会受到潮湿环境影响。
褶式滤筒采用新型纤维纺黏聚酯材料作为过滤介质,完全采用表面过滤机理,相对于毡料而言,大化地减少了粉尘排放,同时又保持了较低的系统运行阻力。褶式滤筒采用星形褶皱式结构,其过滤面积是相同尺寸普通滤袋的两三倍。纤维纺黏聚酯滤料为缜密的纤维结构,保证了其滤料表面可以捕捉多小如亚微米的灰尘,表面过滤效果被大大提高的同时,也确保了低的脉冲清灰压差。
褶式滤筒的特点
在一个系统比较实验中,将纺黏聚酯滤料与传统的500克聚酯毡料及500克覆PTFE(聚四氟乙烯)覆膜聚酯滤料作为对照。样品被放置在0.5μm大小的微尘环境中,并配合模拟脉冲清灰,实验时间为50小时。实验结果表明,纺黏聚酯滤料达到了99.992%的过滤效率,排放浓度仅为5.5mg/m3,压差始终维持在70mm水柱左右;聚酯毡料产生2倍以上的排放量,压差维持在125mm水柱的较高水平上,这个数字比纺黏聚酯滤料高出了40%以上;覆膜毡料的过滤效率稍高于纺黏聚酯滤料,但其压降比纺黏聚酯滤料高出了15%左右。
褶式滤筒的一体化设计,大大减少了设备换与安装时间。纤维黏压技术使纺黏聚酯滤料产生了一个密布微细气流通道的结构。这种材料质地坚挺,用它作为褶皱滤筒滤料无需依赖支撑材料,这是许多其他滤料如针刺毡等无法做到的。因此,褶式滤筒除尘器的过滤面积是相同尺寸普通滤袋除尘器过滤面积的两三倍。相同尺寸的袋式滤袋与相应褶式滤筒的过滤面积对照。
褶式滤筒的应用
1.褶式滤筒在水泥厂的应用
脉冲除尘器已经广泛应用于世界各地水泥厂的水泥磨、原料磨、燃料煤磨、料仓、运送带扬尘点及包装车间等处。随着水泥厂生产系统的不断改造提高,除尘器的负荷加重,导致一些脉冲除尘器在使用过程中出现气布比过高、粉尘排放量高、过滤效率低及滤袋底部易磨损、系统压差随运行时间增加而加速升高、由于换袋频繁影响正常生产、滤袋间上升风速过高影响清灰等问题。
为了解决这些问题,水泥厂的通常做法是增加除尘器,或者换大的除尘器。此外,也可以选择使用褶式滤筒。这种新型滤筒可以增加过滤面积,并允许高含尘量的气体通过,大大降低了滤筒间风速,减少了滤件磨损,延长了设备寿命。
中国北方某水泥厂年生产水泥约78万吨。早期由于水泥磨的通风和除尘问题,磨内温度不断攀升,一些工艺材料在被二次碾压时,通常伴随着石膏脱水或部分脱水现象,严重影响了水泥品质。为了利用球磨机和选粉机,这家水泥厂配置了辊压机进行熟料预处理。这种情况下,原有的12箱室脉冲袋式除尘器已经不能处理新增加的粉尘量。在论证了若干解决方案后,这家水泥厂决定采用褶式滤筒。厂方将全部12个箱室的1536个覆膜滤袋替换为这种褶式滤筒,由于褶式滤筒是一体式结构,在工程上替换滤袋和笼架十分简单,而且它与花板孔的尺寸十分匹配,无需换花板。这种滤筒长度比所替换的滤袋长度短,解决了滤袋底部易磨损问题。
改造后的除尘器过滤面积比原过滤面积增加了1倍多,解决了除尘器效能不足这个瓶颈。球磨通风改善的同时,引入辊压机进行熟料预处理,水泥台时产量显著提高,同时还获得了产品质量。此外,褶式滤筒有效降低了工作压差和气布比,帮助除尘器降低能耗30%,同时节省了25%的压缩空气成本。这家水泥厂水泥磨除尘器改造前后性能对比。
亚洲某水泥厂由于经常性停机、高运营维护成本及备品备件采购困难等原因,开始考虑升级其原有的除尘器滤件。滤件升级后,这家水泥厂希翼水泥窑能拥有稳定的压差、高可用性,并能长期有效通风。
如果采用滤筒替代滤袋,现有的13个箱室中安装9个箱室就可以满足要求,同时仅2m长的滤筒可以为除尘器下端留出足够的空间,确保气流在到达滤筒之前湍流度低,流向均匀,且大颗粒粉尘能够有足够的时间和空间自行沉降。在改造完成后运行的4年里,这家水泥厂粉尘排放浓度远低于5mg/Nm3,压差一直维持在8~12mbar。
在随后的回转式包装机除尘器改造项目中,由于安装了新的风机,除尘器所处理的烟气量从1.8万m3/hr提高至2.5万m3/hr,增长约40%,在不改动除尘器本体的条件下,通过安装褶式滤筒,完全满足了2.5万m3/hr的气量需求,同时又将过滤风速从1.43m/min降至0.96m/min;压差稳定在9~12mbar,滤筒寿命相对于原有滤袋也有所增加。
2.褶式滤筒在料仓除尘器的应用
通常用于料仓通风的除尘设备都是小型除尘器,位于厂内较高的地方,难以触及。此类除尘器的体积设计偏小,气布比较高,压差很大,等到仓室压力聚集到一定程度时,减压阀就会被迫打开,同时还会出现灰尘颗粒穿透滤料、排放量升高等现象,所以需要经常换滤袋并进行维护,以减轻料仓中过高的压力。
安装褶式滤筒型除尘器可以使除尘器过滤面积增加两三倍,大限度地降低压差,增强空气流通能力。结构特殊的黏压纤维过滤介质可以杜绝尘粒穿透现象,有效减少粉尘排放量,减少设备维修工作量。
3.褶式滤筒在转运点除尘器的应用
位于熟料库底皮带转运点的除尘器,由于设备本体存在缺陷,导致处理风量无法达到设计要求,无法满足工艺生产及环保排放要求。如果要在室内另外安装相同规格的新除尘器,会受空间限制。用底装式褶式滤筒替代了原来的滤袋,使6台除尘器重新满足了生产需要。安装使用后,相关排放低于有关标准,达到设计使用要求。


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