第06章 颗粒物污染控制技术4

过滤式除尘器,使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置分类,空气过滤器滤纸或玻璃纤维,颗粒层除尘器砂、砾、焦炭等颗粒物,袋式除尘器纤维织物,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，粉尘阻留下来，透过滤料的清洁气流从排出口排出。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。袋式除尘器的滤尘机制包括筛分、惯性碰撞、扩散、拦截和静电吸引、重力沉降等。,袋式除尘器的工作原理,工作步骤：1.过滤2.清灰,布袋除尘器原理示意图,布袋除尘器外观实例,袋式除尘器的工作原理,新鲜滤料的除尘效率较低。粉尘因筛分、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。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，滤袈两侧的压力差增大，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,除尘器工作原理,工作原理筛分重力沉降,除尘器工作原理,工作原理截留、惯性碰撞,除尘器工作原理,工作原理扩散、电沉积,除尘器工作原理,各种捕集机理作用的粒度范围,除尘器结构形式及其特点,常用布袋除尘器结构形式,袋式除尘器的滤料,对滤料的要求容尘量大,清灰后能保留一定的永久性容尘，以保持较高的过滤效率在均匀容尘状态下透气性好，压力损失小，清灰容易使用寿命长，机械强度高，抗拉、耐磨、抗皱折耐温性好，抗化学腐蚀，抗水解尺寸稳定性好，使用过程中变形小成本低，使用寿命长,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，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、350360K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,袋式除尘器的滤料,袋式除尘器的滤料,滤料种类按滤料结构分机织布毛毡工艺简单；致密，除尘效率高；容尘量小，易于清灰表面过滤材料,除尘效率比一般滤料高得多。对0.1m的尘粒，也能获得99.9以上的效率。,滤料选用原则,含尘气体的温度200高温滤料安全系数：瞬时峰值温度不超过滤料的上限温度能耐200以上高温的滤料：玻璃纤维、聚四氟乙烯、诺梅克斯含尘气体及颗粒特性含尘气体的湿度、腐蚀性、可燃性、爆炸性粉尘形状、粒径大小和分布、附着力清灰方式表面覆膜滤料膜态物质的高温氧化失效问题,延长滤袋使用寿命的措施,废气均匀分布到各滤袋，防止负荷不均匀而使部分滤袋超负荷运行,对于合成纤维毡滤料，一般滤袋内径可比袋笼外径大5mm，而对于玻璃纤维滤料来说，二者直径的差值要减少到23mm,较长的滤袋，喷吹气流要有引流装置，保证高压气流对准滤袋正中，而不是直接冲击滤袋而对滤袋造成损坏。要保证不同位置的滤袋清灰力基本相等。,均匀分布进风,袋笼与滤袋直径的合理匹配,合理配置喷吹系统,延长滤袋使用寿命的措施,合理设置清灰周期，在保证系统阻力基本稳定的情况下，尽量减少清灰次数，清灰气源压力，减少清灰对滤袋的冲击，,滤料要在一定温度下使用，长时间超温运行，将影响滤袋的使用寿命，因此要采取适当有效措施控制除尘器进口温度。,正确设置和及时调整系统参数,严防长时间超温作业,袋式除尘器的清灰,清灰是袋式除尘器运行中十分重要的一环，多数袋式除尘器是按清灰方式命名和分类的常用的清灰方式有三种机械振动式逆气流清灰脉冲喷吹清灰,袋式除尘器的清灰,机械振动清灰机械振动袋式除尘器的过滤风速较低，一般取1.02.0m/min，压力损失为8001200Pa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,袋式除尘器的清灰,逆气流清灰：利用与过滤气流相反的气流，使滤袋变形，沉积在滤袋内表面的颗粒层破坏，脱落。过滤风速一般为0.52.0m/min，压力损失控制范围10001500Pa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,逆气流清灰,逆气流清灰,袋式除尘器的清灰,脉冲喷吹清灰利用47atm的压缩空气反吹，压缩空气的脉冲产生冲击波，使滤袋振动，粉尘层脱落必须选择适当压力的压缩空气和适当的脉冲持续时间（通常为0.1一0.2s）每清灰一次，叫做一个脉冲，全部滤袋完成一个清灰循环的时间称为脉冲周期，通常为60s,袋式除尘器的清灰,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,脉冲反冲式,（文丘里喷嘴),辅助清灰技术,预涂层技术为了防止烟尘钻入滤袋内壁堵塞孔隙或在表面板结糊袋，在除尘器投运前先投入干燥滑爽的或对粘性具有吸附作用的矿物尘对滤袋进行预涂层处理，藉以改变烟尘的粘附性，形成多孔粉尘层，提高过滤效率，降低过滤阻力。预荷电技术在袋式除尘器烟气入口处设置预荷电装置，使粉尘荷电。荷电后的微粒尘可以凝聚成较大粒子，井在滤袋表面形成结构疏松的粉尘层。声波助清灰技术在袋式除尘器内安装声喇叭，使用0.250.5MPa压缩空气，产生31.51000Hz，120150dB声波，与袋壁形成共振，使表面粉尘层结构松散；清灰时易于脱落。,袋式除尘器的除尘效率,丹尼斯（Dennis）和克莱姆（Klemm）提出了一系列方程，以预测袋式除尘器的粉尘出口浓度和穿透率,袋式除尘器除尘效率的影响因素,滤料的结构素布：空隙存在经纬线以及纤维之间；绒布：素布通过起绒机拉刮成具有绒毛的织物，尘粒首先被多孔的绒毛层捕获，随后在绒毛层上形成粉尘初层。针刺毡滤料：具有内部过滤的作用，具有,更细小、分布均匀具有一定纵深的空隙结构，能使尘粒深入滤料内部。表面过滤材料：在底布上形成具有微小空隙的薄层，其孔径小到足以使所有粉尘被阻留在滤料表面，直接靠滤料的作用捕集粉尘。,袋式除尘器除尘效率的影响因素,尘粒粒径对dp=0.20.4m的粒子效率较低。因为恰是惯性碰撞与拦截捕集作用的下限，扩散的上限。,典型滤袋在清洁状态和形成颗粒层后的分级效率曲线,袋式除尘器除尘效率的影响因素,粉尘层厚度一般用粉尘负荷m表示，代表单位面积滤布上沉积的粉尘质量（kg/m2）。对机织布滤料的除尘效率的影响较显著：捕集效率随粉尘负荷m的增大而增大，绒布比素布效率高，绒长的比绒短的效率高对针刺毡滤料的影响较小对表面过滤材料几乎完全没有影响,袋式除尘器除尘效率的影响因素,过滤速度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。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,袋式除尘器除尘效率的影响因素,清灰方式清灰方式不同，清灰时逸散粉尘量不同，清灰后残留粉尘量不同，因而除尘器排尘浓度不同。机械振动清灰后的排尘浓度要比脉冲喷冲后的低一些对于机械振动清灰方式，在振动频率不变时，振幅增大将使排尘浓度显著增大。,影响除尘效率的机制,造成袋式除尘器效率降低的机制可归纳为三点：直通就是尘粒未被滤料阻留下来而直接通过。渗漏已被阻留的靠近滤料的粉尘由于挤压、抽吸、振动等原因而渗漏出去高过滤速度，高压力下，或滤料受振动时，渗漏可能加重针孔产生针孔的一些地点尘粒被挤压或吹出去,袋式除尘器的压力损失,压力损失：重要的技术经济指标，不仅决定着能量消耗，而且决定着除尘效率和清灰间隔时间等,袋式除尘器的压力损失：,袋式除尘器的压力损失,过滤层的压力损失可表示成清洁滤料的压力损失和滤料上沉积的粉尘层的压力损失之和。,和,可用达西方程表示,袋式除尘器的压力损失,渗透率K是沉积粉尘层性质，如孔隙率、比表面积、孔隙大小分布和粉尘粒径分布等的函数对于给定的滤料和操作条件，滤料的压力损失基本上是一个常数，一般为50200Pa通过袋式除尘器的压力损失主要由决定。对于给定操作条件，主要由颗粒层渗透率Kd和厚度xd决定。,袋式除尘器的压力损失,在时间t内，沉积在滤袋上的粉尘质量m可以表示为,因此，,令，定义为颗粒层的比阻力系数，因此,颗粒层的压力损失：,袋式除尘器的压力损失,对于给定的烟气特征和粉尘层渗透率，与粉尘浓度C和过滤时间t成线性关系，而与过滤速度的平方成正比,Rd,粉尘的比阻力系数,袋式除尘器的选择、设计和应用,1.袋式除尘器的性能特点和选用注意事项袋式除尘器是一种高效除尘装置，其性能可靠，负荷变化适应性强，运行管理简便，所收干尘便于处理和回收利用。与文丘里除尘器相比，动力消耗小，没有泥浆处理问题与电除尘器相比，结构简单，附属设备少，投资省，可回收高比电阻的粉尘。对于微细的干燥粉尘，采用袋式除尘器是适宜的。袋式除尘器主要用于控制粒径在1m左右的微粒，当含尘气体粒径超过5m时，最好采用二级除尘。袋式除尘器适应性强，可捕集各种性质的粉尘。适应的烟尘浓度范围达，且入口含尘浓度和烟气量波动范围大时，不会明显影响除尘器的除尘效率和压力损失,袋式除尘器不适用于净化油雾、水雾及粘结性强的粉尘；处理相对湿度高的含尘气体时，需采取保温或加热措施，避免结露“糊袋”问题滤袋是袋式除尘器的重要部件，根据滤布性能，要选择耐温、耐腐蚀、耐磨等材质的滤布。在长期使用条件下，温度应限制于120以下清灰方式可作为选型的重要条件，清灰方式受到粉尘黏性、过滤速度、空气阻力、压力损失、净化效率等因素制约。当入口含尘浓度过大时，宜设预除尘装置。,袋式除尘器的选择、设计和应用,袋式除尘器的选型设计计算,（1）选定除尘器型式根据对除尘效率的要求、厂房面积、投资和设备定货的情况等，选定除尘器类型（2）根据含尘气体特性，选择合适的滤料气体温度超过150且低于300，可选用玻璃纤维滤袋对于纤维状粉尘则应选用表面较光滑的尼龙滤袋对于一般工业性粉尘，可选用涤纶布、棉绒布等滤袋,袋式除尘器的选型计算,（3）根据除尘器型式、滤料种类、气体含尘浓度、允许的压力损失等便可初步确定清灰方式,袋式除尘器的选型计算,（4）根据滤料和清灰方式确定气速，计算过滤面积，确定滤袋尺寸和数目处理气体量的计算,袋式除尘器的选型计算,计算总过滤面积,一般情况下的过滤气速归纳如下简易清灰:vF=0.200.75m/min机械振动清灰:vF=1.02.0m/min逆气流反吹清灰:vF=0.52.0m/min脉冲喷吹清灰:vF=2.04.0m/min,确定总过滤面积，还要考虑以下三项附加值：漏风附加：考虑到除尘系统严密程度和漏风情况，一般应附加1015清灰附加：考虑到清灰时停止过滤的情况，应附加清灰时间占运行时间的百分比维修附加：考虑到更换部件、检查或维修的情况，应附加停止过滤的滤料面积占总面积的百分比,袋式除尘器的设计计算,在滤袋条数多时，根据清灰方式及运行条件将滤袋分成若干组，每组内相邻两滤袋之间的净距一般取5070mm,确定滤袋尺寸:直径d(200300mm,最大不超过600mm）和高度l（一般为26m，最长不超过12m）计算每条滤袋面积:a=dl,计算滤袋条数:n=A/a,其他辅助设计：a.滤袋布置，袋子吊挂方式；b.壳体设计、箱体、进出气管、灰斗、入孔、操作平台等；c.清灰机构的设计和清灰制度的确定；d.粉尘输送；e.管道、阀门、风机等,袋式除尘器的运行,最佳操作最佳费用，即长期的最低费用,袋式除尘器,优点：除尘效率高，可达99%以上，回收一部分干料，净化气体可循环使用，节省能源；适应性强，能处理不同类型的颗粒污染物（包括电除尘器不易处理的高比电阻粉尘），袋滤器可大可小；操作弹性大，入口气体含尘浓度变化较大时，对除尘效率影响不大；结构简单，使用灵活，便于回收干料。缺点：不易处理湿度大，粘度大的气流，投资较高；压力损失大，造成处理风量小，能耗大，压力降过大，粉尘造成局部穿孔，并造成滤布损失大；其应用受到滤布耐温、耐腐等操作性能的限制，一般滤布的使用温度应小于300，烟气温度不能低于露点温度,电袋除尘器,将电除尘技术和袋式除尘技术结合起来的一种新型高效除尘器，除尘效率一般可达99.9以上含尘气体在引风机的作用下，首先进入烟气预处理室，在预处理室内对高温气体进行降温除火星、高比电阻粉尘进行降电阻处理、过于干燥烟气进行适量增湿（湿度应10%，以减少二次扬尘）。处理后的烟气通过气流均布装置均匀进入高压电场，在高压电场内，含尘颗粒荷电后在电场力的作用下偏离主气流方向，趋向收尘电极，被收尘电极所捕集，收尘电极上的灰尘经过一段时间累积后，由振打控制器发出振打信号，通过高频振打，灰尘落入灰斗，80%90%粉尘由电收尘部分地收集；发挥电除尘器能收集80%90%粉尘的优点。经过高压静电除尘后的气体，在通过导向装置，进入布袋除尘器的进气室，由外而内通过布袋，粉尘颗粒被阻留在布袋外侧而将气体再次净化，滤袋外的粉尘通过设计的定时清灰或定阻清灰程序进行清灰。洁净气体则通过布袋进入排气室，通过管道由风机排入大气。,串联式电袋除尘器,分体式,一体式,混合式电袋除尘器,分体式串联除尘器,在电除尘器的下游加一台袋式除尘器，来捕集电除尘器未能捕集的微细粉尘，使粉尘排放浓度能满足相关法规的要求。,一体式结构,混合式电袋除尘器,电除尘的放电极和集尘极与袋式除尘的滤袋交错排列，放电极、集尘极和滤袋布置在同一个单元内。含尘气流首先被导向电除尘区，将90左右的粉尘去除，然后含有剩余粉尘的气体通过多孔集尘层上的小孔流向袋式除尘区的滤袋，经滤袋的过滤作用，捕集剩余的粉尘。,滤袋,放电极,电袋复合型除尘器构造,电袋复合型除尘器主要构成部分：（1）烟气进口，（2）预处理室，（3）布风装置，（4）电除尘单元，（5）导流装置，（6）清灰装置，（7）净气室，（8）袋除收尘单元，（9）测控装置，（10）烟气出口，（11）风机，（12）隔板，13）灰斗，（14）卸灰装置。,电袋除尘器的选择和设计,确定电除尘区的规格确定收尘面积确定气流速度：电力行业一般取小于1.2m/s确定电除尘区的流通截面积确定电场高度、宽度、电场通道数等确定电场长度：一般为2.54.5m计算结构尺寸,电袋除尘器的选择和设计,确定袋式除尘区的规格选定袋式除尘区的清灰方式和滤料：脉冲清灰确定过滤速度：国外一般取2.44.7m/s，国内多选取1.22.0m/s计算过滤面积计算结构尺寸电除尘区和袋式除尘区的结合：气流调节装置，包括气流分布板和导流板,电袋复合除尘器的特点,除尘效率稳定可靠。常规静电除尘器的除尘效率受煤种以及锅炉负荷、工况、粉尘比电阻等诸多因素的影响，造成稳定性差甚至不能正常工作。复合除尘器发挥了布袋除尘单元对煤种适应范围广泛、受锅炉负荷变化及烟气量波动影响小、不受粉尘比电阻的影响等特点，使整体除尘效率稳定可靠，尤其是对细微粒子的捕集效率有所增强。运行阻力较小，滤袋使用寿命长。从电除尘区进入布袋收尘