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布袋除塵器的選型和設(shè)計(jì)
1.1袋式除塵器的選型
布袋除塵器是使含塵氣流通過(guò)過(guò)濾慮料將粉塵分離捕集的裝置,采用濾紙或玻璃纖維等填充層作慮料的空氣過(guò)慮器,,主要用于通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)方面的氣體凈化。袋式除塵器的除塵效率一般可達(dá)99%以上,,其除塵效率高,,性能穩(wěn)定可靠,,操作簡(jiǎn)單,得到廣泛的應(yīng)用?,F(xiàn)主要從結(jié)構(gòu)型式,、通風(fēng)方式、濾袋形狀,、濾料,、清灰方式和運(yùn)行方式六個(gè)方面進(jìn)行選型。
1.1.1結(jié)構(gòu)型式
除塵器的進(jìn)口布置有上進(jìn)氣和下進(jìn)氣兩種方式,,上進(jìn)氣氣流與粉塵沉降方向一致,,有利于粉塵的沉降,在濾袋上形成均勻粉塵層,,過(guò)濾性能好,,但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,且不易調(diào)節(jié)濾袋張力,。配氣需設(shè)置兩層花板,成本及設(shè)備費(fèi)用高,,安裝復(fù)雜且花板易積灰,,灰斗易滯留空氣,增加結(jié)露的可能性,。而下進(jìn)氣結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,,能避免上進(jìn)氣出現(xiàn)的缺點(diǎn),也是現(xiàn)在運(yùn)用較多的進(jìn)氣方式,,其具有氣流穩(wěn)定,、濾袋安裝容易調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。
故本次的設(shè)計(jì)選擇下進(jìn)氣,。
1.1.2通風(fēng)方式
正壓式除塵器設(shè)在風(fēng)機(jī)正壓段,含塵氣體流經(jīng)風(fēng)機(jī)壓入除塵器,,使除塵器在正壓下工作,。其構(gòu)造簡(jiǎn)單,,節(jié)省管道。但因含塵氣體通過(guò)風(fēng)機(jī),風(fēng)機(jī)葉片磨損較大,。負(fù)壓式除塵器設(shè)在風(fēng)壓負(fù)壓段,除塵器內(nèi)空氣被風(fēng)機(jī)吸出形成負(fù)壓,,風(fēng)機(jī)吸入的是凈化后的氣體,,對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪磨損較小,并且不易發(fā)生因附著粉塵而產(chǎn)生的喘振等類事故,。
因?yàn)槲覀兲幚淼姆蹓m粒徑分布范圍較大,,不易使用正壓式,所以選擇負(fù)壓式除塵器,,即將風(fēng)機(jī)裝在除塵器之后,。
1.1.3濾袋形狀
布袋除塵器按照慮袋的形狀主要分為扁袋和圓袋2種型式。
扁袋形式較多,,單位體積過(guò)濾面積大,,結(jié)構(gòu)緊湊,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,,清灰換袋困難,,制作要求較高,慮袋之間易堵塞,,清灰效果常不如圓袋,。而采用圓袋受力均勻,支撐骨架及連接簡(jiǎn)單,,清灰所需動(dòng)力小,,檢查維護(hù)方便。
故本次的除塵系統(tǒng)選擇圓袋除塵器,。
1.1.4濾料
濾料式組成袋式除塵器的核心部分,,其性能對(duì)袋式除塵器操作有很大影響。選擇濾料時(shí)必須考慮含塵氣體的特征,,如顆粒和氣體性質(zhì)(溫度,、濕度、粒徑和含塵濃度等),。性能良好的濾料應(yīng)容塵量大,、吸濕性小、效率高,、阻力小,、使用壽命長(zhǎng),同時(shí)兼?zhèn)淠蜏?、耐磨,、耐腐蝕,、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。
在本次的設(shè)計(jì)任務(wù)中,,項(xiàng)目粉塵為面粉,,屬于有爆炸性的粉塵,,當(dāng)濃度達(dá)到一定程度后如遇靜電放電火花或外界點(diǎn)火等因素,,則極易導(dǎo)致爆炸和火災(zāi)。所以要求制作除塵布袋的濾料具有防靜電性,,根據(jù)常用的防靜電濾料表,,選擇濾料為防靜電滌綸針刺氈。常用的防靜電濾料見(jiàn)表1-1
表1-1 常用的防靜電濾料的主要性能
濾料 | 防靜電滌綸針刺氈 | 防靜電滌綸覆膜針刺氈 | 防油防水防靜電滌綸針刺氈 | |
材質(zhì) | 滌綸 | 滌綸+導(dǎo)電纖維+聚四氟乙烯 | 滌綸+導(dǎo)電纖維 | |
后處理方式 | 針刺成型后處理 | 燒毛,;壓光 | 燒毛壓光防水防油 | |
導(dǎo)電纖維加入方法 | 基布間隔加導(dǎo)電經(jīng)紗 | 纖維網(wǎng)混導(dǎo)電紗 | 纖維網(wǎng)混導(dǎo)電紗 | |
克重/g*m-2 | 500 | 500 | 500 | |
厚度/mm | 1.95 | 1.80 | 1.80 | |
透氣度/m3*(m2*min)-1 | 9.04 | 15 | 15 | |
斷裂強(qiáng)度(N/5 | 經(jīng)向 | 1200 |
|
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緯向 | 1658 |
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斷裂伸長(zhǎng)率/% | 經(jīng)向 | 23 |
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緯向 | 30 |
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連續(xù)工作溫度/ | 130 | 130 | 130 | |
短時(shí)工作溫度/ | 150 | 150 | 150 | |
耐酸性 | 良 | 中 | 中 | |
耐堿性 | 中 | 中 | 中 | |
耐磨性 | 良 | 良 | 良 |
1.1.5清灰方式
常見(jiàn)的清灰方式主要有機(jī)械振動(dòng)清灰,、逆氣流反吹清灰、氣環(huán)反吹清灰和脈沖噴吹清灰,。
(1)機(jī)械振動(dòng)清灰
特點(diǎn)是施加于粉塵層的動(dòng)能較少而次數(shù)較多,,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,投資少,,工作性能穩(wěn)定,,清灰效果較好。但振動(dòng)清灰時(shí)要求停止過(guò)濾,,濾袋因受機(jī)械力作用損壞較快,,濾袋檢修與更換工作量大。適用于袋直徑130mm的布袋除塵器,。
(2)氣環(huán)反吹清灰
高速氣體通過(guò)氣環(huán)反吹濾袋,,使用于高濃度,較潮濕的粉塵及含有水汽的場(chǎng)合,。但運(yùn)行時(shí)容易造成對(duì)布袋的磨損,,不常用。
(3)逆氣流反吹清灰
清灰過(guò)程整個(gè)氣流分布比較均勻,,振動(dòng)不劇烈,,適宜用于長(zhǎng)濾袋,但只能離線清灰,,且對(duì)布袋直徑的要求較高,。當(dāng)布袋直徑過(guò)大時(shí),容易導(dǎo)致空間利用率降低使設(shè)備體積過(guò)于龐大,。當(dāng)布袋直徑過(guò)小時(shí),,可能導(dǎo)致排灰不暢,使得除塵受阻,。
(4)脈沖噴吹清灰
為目前應(yīng)用最多的清灰方式,,其利用4-7atm的壓縮空氣脈沖產(chǎn)生沖擊波,,使濾袋振動(dòng),導(dǎo)致積附在濾袋上的顆粒層脫落,。其噴吹作用強(qiáng),,可實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作,過(guò)濾風(fēng)速為2-4m/min,壓損為1000-1500Pa,。因其可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)清灰,,處理效率高,過(guò)濾負(fù)荷高,,濾袋磨損減輕,,運(yùn)行安全可靠,所以本次設(shè)計(jì)采用是脈沖清灰方式,。
1.1.6運(yùn)行方式
內(nèi)濾式:無(wú)需支撐骨架,,處理無(wú)毒常溫氣體時(shí),可不停機(jī)情況下進(jìn)行檢修,。內(nèi)濾式圓袋的袋口氣流速度較大,,若氣流中含有粗顆粒粉塵,則會(huì)嚴(yán)重磨損濾袋,。下進(jìn)氣及放性射粉塵凈化多用此過(guò)濾方式,。
外濾式:需支撐骨架,以防布袋被吸癟,,清灰時(shí)濾袋與骨架之間易出現(xiàn)磨損,,維修難度較大。脈沖噴吹,,高壓氣流反吹等清灰方式多用外濾式,。
由于本次任務(wù)的煙氣量較大,通過(guò)分室進(jìn)行除塵,,采用脈沖清灰方式,,所以采用外濾式。
選型結(jié)果匯總表,,見(jiàn)表5-2
表5-2 布袋除塵系統(tǒng)選型結(jié)果匯總表
項(xiàng)目 | 型式 |
結(jié)構(gòu)型式 | 下進(jìn)氣 |
通風(fēng)方式 | 負(fù)壓式 |
濾袋形狀 | 圓布袋 |
濾料 | 防靜電滌綸針刺氈 |
清灰方式 | 脈沖噴吹清灰 |
運(yùn)行方式 | 外濾式 |
1.2布袋除塵器的設(shè)計(jì)
布袋除塵器的設(shè)計(jì)主要從過(guò)濾系統(tǒng),、清灰系統(tǒng)、粉塵輸送處理系統(tǒng)及氣體輸送系統(tǒng)四個(gè)方面來(lái)考慮,。
1.2.1過(guò)濾系統(tǒng)
(1)過(guò)濾系統(tǒng)的參數(shù)
主要從處理氣量,、總過(guò)濾面積、過(guò)濾速度,、濾袋尺寸,、每條濾袋過(guò)濾面積、濾袋條數(shù)六個(gè)方面進(jìn)行,。
設(shè)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1-2所示,。具體計(jì)算過(guò)程見(jiàn)計(jì)算書(shū),。
表1-2 布袋除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)表
參數(shù) | 數(shù)值 | 單位 |
處理氣量 | 2 | m3/s |
總過(guò)濾面積 | 34.29 | m2 |
過(guò)濾速度 | 3.5 | m/min |
濾袋的長(zhǎng)度L | 1.0 | m |
濾袋的直徑D | 180 | mm |
每條濾袋過(guò)濾面積 | 0.5358 | m2 |
濾袋的條數(shù)N | 64 | 條 |
噴吹周期 | 30 | min |
一個(gè)脈沖噴吹時(shí)間 | 0.1 | s |
(2)濾袋的布置
從上述的計(jì)算得所需濾袋的條數(shù)64,考慮到位置的合理及布袋排列的合理行,,將其分4個(gè)室,,每個(gè)室16條,分4列4行,。室與室之間的距離為600mm為檢修通道,每個(gè)室內(nèi)袋與袋間距50mm,。室離外殼距離為300mm。
(3)殼體的設(shè)計(jì)
殼體一般是由5-6mm的鋼板焊接而成,,以隔板為界,,隔板以上的稱為殼體,隔板以下的稱為中殼體,,中殼體下面連接灰斗。上殼體的型式在本設(shè)計(jì)中考慮到鋼材的節(jié)省及減少泄漏的可能性,,采用大蓋板的頂蓋室,。
(4)灰斗
灰斗用于收集清灰時(shí)從濾袋上落下的粉塵以及進(jìn)入除塵器的氣體中含有的粉塵。裝置直接連接在中殼體的下面,。
其型式主要有兩種,,一種是錐式,一種是槽式,,本項(xiàng)目設(shè)計(jì)為槽式,,每個(gè)室設(shè)置一個(gè)灰斗。其尺寸確定如下,。
①由于灰斗傾角通常設(shè)計(jì)成具有55°-60°,,在本次的設(shè)計(jì)中取58°;
②相鄰兩片灰斗側(cè)壁設(shè)計(jì)為58°,;
③灰斗上端尺寸為970mm*970mm;
④灰斗下端尺寸為200mm*200mm;
⑤灰斗高度為617mm;
⑥進(jìn)入灰斗的煙氣入口頂部距離濾袋底部70mm;
(7)進(jìn)排氣風(fēng)管
除塵管道最常用的材料是Q235鋼板,。由鋼板制造的滾刀具有堅(jiān)固、耐用,、造價(jià)低,、易于制作安裝等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)風(fēng)速的要求計(jì)算管道的直徑,,參照“全國(guó)通用通風(fēng)管道計(jì)算表”確定選用的管道,。管道的斷面形狀采用圓形,因?yàn)樵跀嗝娣e相同時(shí)圓形管道的壓損較小,,材料較省,,而且便于制作、保溫,。
其具體管路選型見(jiàn)計(jì)算書(shū),。
1.2.2清灰系統(tǒng)
清灰系統(tǒng)包括清灰裝置和卸灰裝置,。
(1)清灰裝置
脈沖清灰的原理是以壓縮空氣為動(dòng)力,利用脈沖噴吹機(jī)構(gòu)在瞬間釋放壓縮氣流,,誘導(dǎo)數(shù)倍的二次空氣高速射入濾袋,,使其急劇膨脹,依靠沖擊振動(dòng)和反向氣流清灰的袋式除塵器,,屬于動(dòng)能清灰類型,。脈沖噴吹機(jī)構(gòu)為脈沖閥,脈沖閥有直角式,、淹沒(méi)式和直通式三種類型,。直角式脈沖閥結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,適用于噴吹氣量較小的時(shí)候,。淹沒(méi)式脈沖閥的特點(diǎn)是通道阻力低,,可用低壓氣源,與高壓閥相比,,可降低能耗,,延長(zhǎng)膜片壽命。一般適用于噴吹氣量較大場(chǎng)合,。直通式脈沖閥的優(yōu)點(diǎn)是安裝方便缺點(diǎn)是氣流通過(guò)經(jīng)過(guò)閥體的阻力較大,,一般也適用于噴吹氣量較大時(shí)候。根據(jù)計(jì)算我們的噴吹氣量為53L/次,,屬于較小噴吹氣量,,所以選擇直角式脈沖閥。
(2)卸灰裝置
卸灰正常與否對(duì)于除塵器的效率也有重大的影響,,本項(xiàng)目采用的是負(fù)壓式清灰系統(tǒng),,要保證正常清灰就必須嚴(yán)格控制漏風(fēng)情況,而且漏風(fēng)發(fā)生也會(huì)增大除塵器及風(fēng)機(jī)負(fù)荷,。卸灰閥種類很多,,因?yàn)槲覀兊墓ぷ鲿r(shí)間較短,一天才5個(gè)小時(shí),,而且灰量不大,,所以采用固定卸灰閥,卸灰閥的型號(hào)為YJD06型,。
1.2.3粉塵輸送
因?yàn)槲覀兊姆蹓m為面粉,,具有回收利用價(jià)值,可以將排出的灰經(jīng)過(guò)處理后回收利用,。
1.2.4氣體輸送系統(tǒng)
布袋除塵器的除塵效率很高,,經(jīng)過(guò)處理后的氣體,粉塵含量很低,,粉塵排放濃度滿足GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),。所以處理后的氣體經(jīng)過(guò)煙囪后,,可以直接排放。
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