一、處理風(fēng)量

風(fēng)量是指袋式除塵器入口總風(fēng)量,包括塵源設(shè)備集塵風(fēng)量、必要的備用風(fēng)量、閥門和管道的漏風(fēng)量以及直接混風(fēng)冷卻風(fēng)量。
處理風(fēng)量是袋式除塵器設(shè)計(jì)選型中最重要的因素之一。袋式除塵器的規(guī)格取決于處理風(fēng)量的大小。
處理風(fēng)量的單位用m3/h、m3/mm,或m3(標(biāo)準(zhǔn))/h、m3(標(biāo)準(zhǔn))/min。
袋式除塵器的設(shè)計(jì)選型根據(jù)工況風(fēng)量確定,因?yàn)榇匠龎m器的性能取決于工況風(fēng)量下的實(shí)際過濾速度。

二、運(yùn)行溫度

運(yùn)行溫度是選用濾料的首要因素之一,并對(duì)袋式除塵工程的造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用有顯著的影響。
袋式除塵器的運(yùn)行溫度即是含塵氣體的入口溫度。運(yùn)行溫度首先與含塵氣體的初始溫度有關(guān),所選取的濾料應(yīng)適應(yīng)該溫度;在很多情況下,需采取措施改變含塵氣體的溫度(降溫或升溫),選取適用和經(jīng)濟(jì)的濾料。因此,袋式除塵器的運(yùn)行溫度往往需通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。確定運(yùn)行溫度應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件:
1)其上限低于濾料材質(zhì)所允許的最高承受溫度;
2)其下限高于含塵氣體露點(diǎn)15℃。

三、氣體的成分

1.水分(含濕量)

垃圾焚燒爐、各類烘干設(shè)備、各種工業(yè)爐窯排放的廢氣中都含有水分。氣體中的水分(含濕量)影響過濾和浦灰性能,以及濾料的使用壽命,是袋式除塵器設(shè)計(jì)選型的重要參數(shù)之一。
含塵氣體中的含濕量,可以通過實(shí)測(cè)確定,也可根據(jù)燃燒、冷卻的物料平衡計(jì)算確定。

2.氣體組分

在多數(shù)情況下,袋式除塵器的設(shè)計(jì)選型不妨按空氣對(duì)待。僅在處理高溫?zé)煔獠⑦M(jìn)行冷卻裝置的計(jì)算時(shí)才應(yīng)注意煙氣中的N2和CO2等成分。當(dāng)氣體成分與空氣差別較大時(shí),對(duì)管道阻力的計(jì)算和風(fēng)機(jī)動(dòng)力的選擇有一定影響。
對(duì)于爐窯煙氣,在選擇濾料時(shí),應(yīng)考慮煙氣中的含氧量。較高的含氧量和NO2將縮短PPS等濾料的使用壽命。在含可燃性氣體或可燃性粉塵的條件下,也必須限制氧的含量,以保證袋式除塵系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

3.可燃性氣體

金屬冶煉和化工生產(chǎn)的煙氣中,常含有一氧化碳、氫、甲烷、丙烷和乙炔等可燃性氣體。它們與氧或空氣共存時(shí),有可能形成爆炸性混合物。對(duì)于此類含塵氣體,在設(shè)計(jì)選用袋式除塵器時(shí),箱體結(jié)構(gòu)應(yīng)采用防爆設(shè)計(jì)和其他防爆技術(shù),并設(shè)置可靠的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
在某些場(chǎng)合,還可以在粉塵發(fā)生源后設(shè)CO輔助燃燒器,確保系統(tǒng)安全。

4.腐蝕性氣體

在垃圾焚燒爐煙氣、燃煤鍋爐煙氣、工業(yè)窯爐煙氣和化工生產(chǎn)廢氣中常含有硫氧化物、氯化氫、氟化氫、磷酸、氨等腐蝕性成分。
腐蝕性氣體是選擇除塵器材質(zhì)和濾料材質(zhì)以及防腐方法時(shí)必須考慮的重要因素,也是確定運(yùn)行溫度的重要依據(jù)。

5.有毒氣體

在冶金爐窯、化工和農(nóng)藥生產(chǎn)排放的廢氣中,常含有CO及其他有毒氣體。處理含有毒性氣體的袋式除塵器必須采取嚴(yán)格密封的結(jié)構(gòu),而且應(yīng)經(jīng)常維護(hù),定期檢修。

四、粉塵的性質(zhì)

1.粒徑分布

粉塵的粒徑分布主要影響袋式除塵器的清灰和阻力,特別是其中的微細(xì)粒子。所采用的粒度分布表示方法應(yīng)便于了鰓微細(xì)粒子的組成,通常以小于某一粒徑的塵粒所占百分比表示。
細(xì)顆粒粉塵難捕集,捕集后形成的粉塵層較密實(shí),不利于清灰。粗顆粒粉塵易捕集,捕集后形成的粉塵層較疏松,有利于清灰。從某種意義上講,租細(xì)搭配的混合粉塵無論對(duì)過濾和清灰都是有利的。
粗顆粒粉塵對(duì)濾料和設(shè)備將產(chǎn)生磨損,尤其是磨啄性強(qiáng)的粉塵和人口含塵濃度高的條件下。采用玻纖濾料時(shí),應(yīng)特別注意防止濾料的磨損。

2.粒子形狀

粉塵的形狀分為規(guī)則形和不規(guī)則形。前者表面光滑,比表面積小,在經(jīng)過濾料時(shí)不易被攔截;后者則形狀特殊,表面粗糙,比表面積大,在經(jīng)過濾料時(shí)容易被攔截。
一般認(rèn)為,結(jié)晶粒子和薄片狀粒子容易堵塞濾料的孔隙,增加過濾阻力。對(duì)于能夠凝聚成絮狀物的纖維狀粒子,由于難以從濾料表面脫落,宜選擇強(qiáng)力清灰方式,并采取較低過濾速度,濾袋間距適當(dāng)加大。
另外,不規(guī)則形狀的塵粒容易對(duì)濾袋產(chǎn)生磨損。

3.粉塵的密度

對(duì)于多數(shù)粉塵而言,其密度對(duì)袋式除塵器的設(shè)計(jì)選型影響不大。但是,密度特別小的粉塵將對(duì)清灰增加困難,因此,應(yīng)注重氣流合理分布和清灰方式的選擇,并采取較低過濾速度。在設(shè)計(jì)和選擇卸、輸灰裝置時(shí),也需加以考慮。
由于出口含塵濃度以計(jì)重方法表示,在捕集鉛和鉛的氧化物等密度特別大的粉塵時(shí),應(yīng)注意防止排放濃度超標(biāo)。
堆積密度是與粉塵粒徑分布、凝聚性、附著性直接有關(guān)的測(cè)定值,關(guān)系到袋式除塵器的過濾面積和過濾阻力。堆積密度越小,清灰越困難,從而使袋式除塵器的阻為增高,導(dǎo)致必須選用較大的過濾面積。

4.附著性和凝聚性

粉塵的附著性和凝聚性有利于細(xì)微粉塵的凝聚和一次粉塵層的建立,從而提高除塵效率,但不利于清灰。所以附著性和凝聚性過強(qiáng)或過弱,對(duì)袋式除塵器都是不利的。

5.吸濕性和潮解性

吸濕性和潮解性強(qiáng)的粉塵,極易在濾袋表面吸濕和固化。有些粉塵(如CaO.CaCl2、KCI.NaCl.MgCl2NH3Cl等)吸濕后發(fā)生潮解,其性質(zhì)和形態(tài)均發(fā)生變化,形成粘稠狀物。這將導(dǎo)致袋式除塵器清灰困難、阻力增大,甚至停止運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)卸灰裝置也將帶來很大
困難。
對(duì)于上述問題,有必要采取多種防治措施。

6.磨啄性

鋁粉、硅粉、碳粉、燒結(jié)礦粉等屬于高磨啄性粉塵。當(dāng)人口含塵濃度高時(shí),濾袋和殼體等容易被磨損。在袋式除塵器本體設(shè)計(jì)和進(jìn)風(fēng)方式選擇時(shí),應(yīng)予以密切關(guān)注。

7.帶電性

利用粉塵的帶電性,讓粉塵預(yù)先荷電,使濾袋表面的粉塵層呈疏松狀,可以降低袋式除塵器的阻力,或提高過濾速度。
容易荷電的粉塵在濾袋上一旦產(chǎn)生靜電,就不易清落,所以在選定過濾速度時(shí),原則上要以同種粉塵的使用經(jīng)驗(yàn)作為依據(jù)。

8.可燃性和爆炸性

煤粉、焦炭粉、萘、蒽、鋁、鎂等屬于可燃、爆炸性粉塵。雖然粉塵的爆炸性限于一定的濃度范圍內(nèi),但袋式除塵器內(nèi)的粉塵濃度是不均勻的,茌局部范圍內(nèi),完全可能出現(xiàn)處于爆炸界限以內(nèi)的情況,因而存在爆炸的可能。處理可燃、爆炸性粉塵時(shí),袋式除塵器必須采取防燃、防爆措施。
預(yù)防措施之一是杜絕火源,包括防止工藝過程中產(chǎn)生的火花進(jìn)入袋式除塵器。

五、含塵濃度

人口含塵濃度影響著袋式除塵器的下列事項(xiàng):
1)設(shè)備阻力和清灰周期:在固定的清灰周期下,當(dāng)人口含塵濃度顯著增加時(shí),袋式除塵器的阻力將相應(yīng)升高。為了保持預(yù)定的設(shè)備阻力,必須縮短清灰周期。
2)濾料和箱體的磨損:在處理強(qiáng)磨啄性的粉塵情況下,可認(rèn)為磨損速度與含塵濃度成正比。
3)卸、輸灰裝置:卸輸灰裝置的處理量應(yīng)不小于人口含塵濃度與處理風(fēng)量乘積的1.5倍。在處理高含塵濃度的氣體時(shí),應(yīng)提高卸、輸灰裝置的能力,并特別注意其可靠性,對(duì)其運(yùn)行工況加以監(jiān)測(cè)。

六、排放要求

袋式除塵器的出口含塵濃度必須滿足國家、行業(yè)和地方規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn),這是設(shè)計(jì)和選用袋式除塵器的基本原則。
袋式除塵器的出口含塵濃度,依除塵器的型式、濾料種類、粉塵性質(zhì)和袋式除塵器的用途不同而各異,一般介于數(shù)十毫克每立方米與數(shù)毫克每立方米之間。當(dāng)凈化空氣或含有毒有害物質(zhì)的氣體時(shí),對(duì)排放有更嚴(yán)格的要求,設(shè)計(jì)和選用袋式除塵器時(shí),應(yīng)采取相應(yīng)的措施。

七、系統(tǒng)配置

袋式除塵器的設(shè)計(jì)選型必須充分考慮塵源的性質(zhì)、系統(tǒng)的大小以及袋式除塵器在系統(tǒng)中的安裝位置,確定壓力工況。

1.壓入式除塵系統(tǒng)

壓人式除塵系統(tǒng)的除塵器置于風(fēng)機(jī)出口。隨著應(yīng)用場(chǎng)合的不同,除塵器可有兩種結(jié)構(gòu):一種是凈化后的氣體直接從殼體排放,殼體承受低正壓并主要起遮風(fēng)擋雨的作用,設(shè)計(jì)較為簡易,不需設(shè)清潔室;另一種的殼體則需承受較高正壓,因而須設(shè)計(jì)成嚴(yán)密的結(jié)構(gòu),凈氣從煙囪排放。

2.吸入式除塵系統(tǒng)

吸人式除塵系統(tǒng)的除塵器置于風(fēng)機(jī)人口,殼體承受負(fù)壓作用,壓力大小取決于系統(tǒng)規(guī)模及風(fēng)機(jī)選型。對(duì)于常規(guī)除塵系統(tǒng),選用中、高壓風(fēng)機(jī)為動(dòng)力,除塵器殼體工作壓力約為3-7kPa;對(duì)于氣力輸送系統(tǒng),選用高壓風(fēng)機(jī)或羅茨風(fēng)機(jī)為動(dòng)力,除塵器殼體承受的壓力接近風(fēng)機(jī)的全壓。

3.壓力式除塵系統(tǒng)

高爐煤氣除塵系統(tǒng)不設(shè)風(fēng)機(jī),除塵器承受0.1-0.25MPa的壓力,箱體宜采用圓筒形結(jié)構(gòu),按壓力容器設(shè)計(jì)。
與此類似的還有水煤氣的凈化系統(tǒng),除塵器承壓更高,可達(dá)1-4MPa。

八、塵源工況條件

1.工藝設(shè)備的作業(yè)制度

在袋式除塵器的設(shè)計(jì)中,必須考慮工藝設(shè)備的作業(yè)制度。例如,與塵源有關(guān)的設(shè)備若是晝夜連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而不允許間斷,袋式除塵器就必須做到能在謾備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中從事更換濾袋和進(jìn)行其他維護(hù)檢修工作。反之,對(duì)于在短時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后需要停運(yùn)一段時(shí)間的間歇式工藝設(shè)備,袋式除塵器則可充分利用停運(yùn)期間進(jìn)行清灰或維護(hù)檢修。

2.塵源發(fā)生工況

在工藝設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,如果氣體溫度、濕度、粉塵濃度及其特性經(jīng)常變化,應(yīng)以最不利的工況條件作為袋式除塵器的設(shè)計(jì)依據(jù)。例如,煉鋼電爐應(yīng)按吹氧期工況條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。

九、環(huán)境條件

1.室內(nèi)設(shè)置或室外設(shè)置

大型袋式除塵器的設(shè)置地點(diǎn)以設(shè)置在室外的居多,小型袋式除塵器常設(shè)置在室內(nèi),應(yīng)根據(jù)具體設(shè)置情況,考慮是否設(shè)立防雨棚,確定電氣防護(hù)等級(jí)。

2.腐蝕性環(huán)境

不少袋式除塵器設(shè)在有腐蝕性氣體泄漏或是有腐蝕性粉塵的環(huán)境中,此時(shí),應(yīng)選用耐腐的材料或外表面防腐涂裝。

3.位于高處

袋式除塵器設(shè)置在地面以上20-30m的情況也較多。設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件,使除塵器最大一個(gè)垂直面能充分承受強(qiáng)風(fēng)時(shí)的風(fēng)壓沖擊,還要保證設(shè)備安裝時(shí)運(yùn)輸起吊的安全性。

4.寒冷地區(qū)

以壓縮空氣清灰以及使用氣缸驅(qū)動(dòng)切換閥的袋式除塵器,壓縮空氣中的水分在寒冷地區(qū)會(huì)凍結(jié)而導(dǎo)致動(dòng)作失靈。寒冷的氣候還會(huì)造成除塵器內(nèi)結(jié)露,并引發(fā)清灰不良和阻力過高等弊端。因此,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖類毫託夂驐l件,對(duì)氣動(dòng)元件的選型和管路防凍采取相應(yīng)措施。

5.場(chǎng)地條件

袋式除塵器無論是在室內(nèi)還是室外安裝,都需要預(yù)先勘測(cè)場(chǎng)地,這對(duì)于在現(xiàn)場(chǎng)拼裝的大型袋式除塵器尤為重要。
場(chǎng)地勘測(cè)包括平面位置和尺寸、空間條件、地質(zhì)條件,還包括運(yùn)輸途徑和吊裝條件等。

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