滤筒式除尘器研究及应用

1、概述

滤筒式除尘器早在20世纪70年代就已经在日本和欧美一些国 家出现，具有体积小，，投资省，易维护等优点，但因其设备容量小，难组合成大风量设备，过滤风速偏低，应用范围窄，仅在粮食、焊接等行业应用，所以来未能大量推广。近年来，随着、新材料不断地发展，以日本的大志(Great.Ambition)株式会社，美国的汤姆森公司，毕威公司为代表，对除尘器的结构和滤料进行了改进，使得滤筒除尘器广泛地应用于水泥、钢铁、电力、食品、冶金、化工等工业，整体容量增加数倍，成为过滤面积>2000m2大型除尘器(GB6719-86类)，是解决传统除尘器对粉尘收集难、过滤风速高、清灰效果差、滤袋易磨损破漏、运行成本高的佳方案，和市场上现有各种袋式、静电除尘器相比具有过滤面积大、压差低、低排放、体积小、使用寿命长等特点，成为工业除尘器发展的新方向。

2、滤筒式除尘器的结构

滤筒式除尘器的结构是由进风管、排风管、箱体、灰斗、清灰装置、导流装置、气流分流分布板、滤筒及电控装置组成，类似气箱脉冲袋除尘结构。

滤筒在除尘器中的布置很重要，既可以垂直布置在箱体花板上，也可以倾斜布置　在花板上，从清灰效果看，垂直布置较为合理。花板下部为过滤室，上部为气箱脉冲室。在除尘器入口处装有气流分布板。

3、筒式除尘器工作原理

含尘气体进入除尘器灰斗后，由于气流断面突然扩大及气流分布板作用，气流中一部分粗大颗粒在动和惯性力作用下沉降在灰斗;粒度细、密度小的尘粒进入滤尘室后，通过布朗扩散和筛滤等组合效应，使粉尘沉积在滤料表面上，净化后的气体进入净气室由排气管经风机排出。

滤筒式除尘器的阻力随滤料表面粉尘层厚度的增加而增大。阻力达到某一规定值时进行清灰。此时PLC程序控制脉冲阀的启闭，先一分室提升阀关闭，将过滤气流截断，然后电磁脉冲阀开启，压缩空气以及短的时间在上箱体内膨胀，涌入滤筒，使滤筒膨胀变形产生振动，并在逆向气流冲刷的作用下，附着在滤袋外表面上的粉尘被剥离落入灰斗中。清灰完毕后，电磁脉冲阀关闭，提升阀打开，该室又恢复过滤状态。清灰各室依次进行，从第  一室清灰开始至下一次清灰开始为一个清灰周期。脱落的粉尘掉入灰斗内通过缷灰阀排出。

4、技术改进措施和选用技术

4.1清灰装置

传统的滤筒除尘器有两种清灰方式，一种是高压气流反吹，一种是脉冲气流喷吹，实践表明前者的优点是气流均匀，缺点是耗毛量大;后者的优点是耗气量小，缺点是气流弱小。为此可作两个方面改进：一方面在脉冲喷吹管上增加导流装置，加强气流诱导作用，另一方面把滤筒上部导流风管取消，使脉冲气流和诱导气流同时充分进入滤筒。这样改进后耗气量少，气流均匀，清灰效果好，根据计算，技术改进后的清灰气流流量是脉冲气量的3-5倍。

4.2 气量分布板

滤筒除尘器的气流分布很重要，必 须考虑如何避免设备处由于风速较高造成对滤料的高磨损区域。气流分布板用于滤筒式除尘器有要求，气流分布必 须稳定和均匀。才有利于气流的上升和粉尘的下降，气流分布板开孔率35%。根据计算，阻力系数<2，由此可见在气流速度<0.8m/s的情况下，多孔气流分布板可以满足滤筒式除尘器的要求。

4.3滤筒和滤料

滤筒是用计算长度的滤料折叠成褶，尾粘合成筒，筒的内部用金属网架支撑，上、下用顶盖和底座固定，滤料的长度由粉尘的性质和粉尘的浓度决定。

滤料是滤筒式除尘器核心部分，也是滤筒式除尘器成败的关键，过去用的滤料一般都用纸页纤维滤料这种滤料对>0.5um的粉尘有>过滤效率，但是其缺点是容尘量大，清灰困难，不宜用于，日本大志株式会社于2000年生产出具有自己知识产权的連续长纤维滤料，解决了上述困难，市场上现有的滤袋采用针刺呢滤料，为深层过滤滤料，以此制成的滤袋在工作初期需要在其表面建立一个初级尘饼。粉尘很容易穿透这种滤料，增大排放量，或者堵塞空气通道，使滤袋过早失效。特别在收集带潮气粉尘时，容易糊袋。而大志滤料具有以下特点：

1)通常的滤料是深层过滤，它依赖于滤料表面的粉尘层达到过滤，建立过滤时间　约为整个过滤过程的10%。覆膜滤料是表面过滤，粉尘不透入滤料，无初滤期，开始就是接近100%的过滤。

2)传统的滤料在粉尘进入后，透气性下降，阻力上升。覆膜滤料以均匀细微孔径及其不粘性，投入使用后立即提供极 佳的过滤性能，粉尘透过率近似零，阻力基本处于稳定，经测试在过滤速度1-2m/min工况下，其阻力约为300-500Pa。

3)对针刺毡滤料，一般用脉冲喷冲清灰才能维持滤料的常规阻力，用覆膜滤料则降低喷吹强度30%-50%即可维持滤料的常规阻力。

4)使用寿命长，同种工况下，一般是传统针刺毡滤料的5倍寿命。

5、工业应用

5.1应用粉磨系统

2004年6月运用该技术，我们对水泥厂的生料磨的袋除尘器进行改造，设计参数见表(1)。在保持原有除尘器壳体情况下，换了花板，改进了脉冲喷吹系统，增加了气流分布装置，专门设计了滤筒并对滤筒进行处理。

表(1)除尘器设计参数

　　序号 项目 单位 技术参数

　　1 处量 m3/h 58000

　　2 粉尘温度 C <100

　　3 过滤面积 m2 800

　　4 滤筒数量 只 40

　　5 除尘器阻力 Pa 1200-1500

　　6 入口含尘浓度 g/m3 <120

　　7 出口含尘浓度 g/m3 <0.05

　　8 清灰压力 MPa <0.3

　　表(2)　　　除尘器性能测试数据

　　序号 项目 单位 测定值

　　1 风量 m3/h 56800

　　2 设备阻力 Pa 630

　　3 过滤风速 m/min 0.97

　　4 含尘浓度 g/h3 >8

　　5 出口含尘浓度 g/h3 0.022

　　6 粉尘温度 ْC 93

　　7 清灰压力 MPa 028

　　8 效率 % 99.98

经过十二天的安装、调试后，设备运行正常，并对除尘器性能按《除尘机组技术性能及测试方法》[GB11653-89]进行实测，测定结果见表(2)。从表中可以看出，经过改造后的除尘器，其运行阻力、出口排放浓度、除尘效率等技术指标均优于国内同类除尘设备。

5.2对电除尘器的改造

年产300万吨水泥厂的三号水泥磨电除尘器处理量不足，排放量大。原型号：AAF/ELEX电除尘，电场及电室均为两个，清灰系统为机械绕臂锤振打系统，集尘板面积792M2。

采用滤筒进行改造，先原电除尘器内部极板、板丝和机械振打等零部件，在原壳体内建造人行通道的脉冲喷吹除尘器。其次通过导风板和密闭钢板，正确引导气流走向，在新加花板上安装滤筒，无须笼架和文丘里管后装上喷吹清灰控制系统投入使用。整个过程3周内完成.

改建前后对比

项　目　指　标 改建前情况 改建后情况

除　尘　设　备 AAF/ELEX电收尘器 宽敞式脉冲喷吹除尘器

处　理　风　量 34157m3 /H 37300m3/H

潜在额外处理风量

(可再增加安装数排滤件) 43300m3/H

水泥磨冷却水消耗量 1400L/H 800L/H

水泥成品品质 3950—4050cm2/g 4000—4200cm2/g

入口粉尘浓度 400g/Nm3 400g/Nm3

粉尘排放浓度 可见排尘 10mg/Nm3

6、结束语

滤筒式除尘器可以广泛用于水泥行业的粉磨系统、粉碎系统、立窑、旋窑的窑头、窑尾等各个扬尘点的收尘，对各类传统除尘器进行改造亦可取得很好效果，关键在于选取、合理的结构，使之适应各种粉尘的特点。