一、處理風量
風量是指袋式除塵器入口總風量,包括塵源設備集塵風量、必要的備用風量、閥門和管道的漏風量以及直接混風冷卻風量。處理風量是袋式除塵器設計選型中最重要的因素之一。袋式除塵器的規(guī)格取決于處理風量的大小。
處理風量的單位用m3/h、m3/mm,或m3(標準)/h、m3(標準)/min。
袋式除塵器的設計選型根據(jù)工況風量確定,因為袋式除塵器的性能取決于工況風量下的實際過濾速度。
二、運行溫度
運行溫度是選用濾料的首要因素之一,并對袋式除塵工程的造價和運行費用有顯著的影響。袋式除塵器的運行溫度即是含塵氣體的入口溫度。運行溫度首先與含塵氣體的初始溫度有關,所選取的濾料應適應該溫度;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)濟的濾料。因此,袋式除塵器的運行溫度往往需通過技術經(jīng)濟比較確定。確定運行溫度應滿足以下兩個條件:
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15℃。
三、氣體的成分
1.水分(含濕量)
垃圾焚燒爐、各類烘干設備、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,是袋式除塵器設計選型的重要參數(shù)之一。含塵氣體中的含濕量,可以通過實測確定,也可根據(jù)燃燒、冷卻的物料平衡計算確定。
2.氣體組分
在多數(shù)情況下,袋式除塵器的設計選型不妨按空氣對待。僅在處理高溫煙氣并進行冷卻裝置的計算時才應注意煙氣中的N2和CO2等成分。當氣體成分與空氣差別較大時,對管道阻力的計算和風機動力的選擇有一定影響。對于爐窯煙氣,在選擇濾料時,應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,有可能形成爆炸性混合物。對于此類含塵氣體,在設計選用袋式除塵器時,箱體結(jié)構應采用防爆設計和其他防爆技術,并設置可靠的監(jiān)測系統(tǒng)。在某些場合,還可以在粉塵發(fā)生源后設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)以及防腐方法時必須考慮的重要因素,也是確定運行溫度的重要依據(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格密封的結(jié)構,而且應經(jīng)常維護,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,特別是其中的微細粒子。所采用的粒度分布表示方法應便于了鰓微細粒子的組成,通常以小于某一粒徑的塵粒所占百分比表示。細顆粒粉塵難捕集,捕集后形成的粉塵層較密實,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,租細搭配的混合粉塵無論對過濾和清灰都是有利的。
粗顆粒粉塵對濾料和設備將產(chǎn)生磨損,尤其是磨啄性強的粉塵和人口含塵濃度高的條件下。采用玻纖濾料時,應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)過濾料時容易被攔截。一般認為,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,宜選擇強力清灰方式,并采取較低過濾速度,濾袋間距適當加大。
另外,不規(guī)則形狀的塵粒容易對濾袋產(chǎn)生磨損。
3.粉塵的密度
對于多數(shù)粉塵而言,其密度對袋式除塵器的設計選型影響不大。但是,密度特別小的粉塵將對清灰增加困難,因此,應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。在設計和選擇卸、輸灰裝置時,也需加以考慮。由于出口含塵濃度以計重方法表示,在捕集鉛和鉛的氧化物等密度特別大的粉塵時,應注意防止排放濃度超標。
堆積密度是與粉塵粒徑分布、凝聚性、附著性直接有關的測定值,關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或過弱,對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。這將導致袋式除塵器清灰困難、阻力增大,甚至停止運轉(zhuǎn)。對卸灰裝置也將帶來很大困難。
對于上述問題,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。當人口含塵濃度高時,濾袋和殼體等容易被磨損。在袋式除塵器本體設計和進風方式選擇時,應予以密切關注。7.帶電性
利用粉塵的帶電性,讓粉塵預先荷電,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,原則上要以同種粉塵的使用經(jīng)驗作為依據(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,袋式除塵器必須采取防燃、防爆措施。預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:1)設備阻力和清灰周期:在固定的清灰周期下,當人口含塵濃度顯著增加時,袋式除塵器的阻力將相應升高。為了保持預定的設備阻力,必須縮短清灰周期。
2)濾料和箱體的磨損:在處理強磨啄性的粉塵情況下,可認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不小于人口含塵濃度與處理風量乘積的1.5倍。在處理高含塵濃度的氣體時,應提高卸、輸灰裝置的能力,并特別注意其可靠性,對其運行工況加以監(jiān)測。
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)定的排放標準,這是設計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。當凈化空氣或含有毒有害物質(zhì)的氣體時,對排放有更嚴格的要求,設計和選用袋式除塵器時,應采取相應的措施。
七、系統(tǒng)配置
袋式除塵器的設計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)的除塵器置于風機出口。隨著應用場合的不同,除塵器可有兩種結(jié)構: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擋雨的作用,設計較為簡易,不需設清潔室;另一種的殼體則需承受較高正壓,因而須設計成嚴密的結(jié)構,凈氣從煙囪排放。2.吸入式除塵系統(tǒng)
吸人式除塵系統(tǒng)的除塵器置于風機人口,殼體承受負壓作用,壓力大小取決于系統(tǒng)規(guī)模及風機選型。對于常規(guī)除塵系統(tǒng),選用中、高壓風機為動力,除塵器殼體工作壓力約為3-7kPa;對于氣力輸送系統(tǒng),選用高壓風機或羅茨風機為動力,除塵器殼體承受的壓力接近風機的全壓。3.壓力式除塵系統(tǒng)
高爐煤氣除塵系統(tǒng)不設風機,除塵器承受0.1-0.25MPa的壓力,箱體宜采用圓筒形結(jié)構,按壓力容器設計。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1-4MPa。
八、塵源工況條件
1.工藝設備的作業(yè)制度
在袋式除塵器的設計中,必須考慮工藝設備的作業(yè)制度。例如,與塵源有關的設備若是晝夜連續(xù)運轉(zhuǎn)而不允許間斷,袋式除塵器就必須做到能在謾備運轉(zhuǎn)過程中從事更換濾袋和進行其他維護檢修工作。反之,對于在短時間運轉(zhuǎn)后需要停運一段時間的間歇式工藝設備,袋式除塵器則可充分利用停運期間進行清灰或維護檢修。2.塵源發(fā)生工況
在工藝設備運轉(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,應以最不利的工況條件作為袋式除塵器的設計依據(jù)。例如,煉鋼電爐應按吹氧期工況條件進行設計。九、環(huán)境條件
1.室內(nèi)設置或室外設置
大型袋式除塵器的設置地點以設置在室外的居多,小型袋式除塵器常設置在室內(nèi),應根據(jù)具體設置情況,考慮是否設立防雨棚,確定電氣防護等級。2.腐蝕性環(huán)境
不少袋式除塵器設在有腐蝕性氣體泄漏或是有腐蝕性粉塵的環(huán)境中,此時,應選用耐腐的材料或外表面防腐涂裝。3.位于高處
袋式除塵器設置在地面以上20-30m的情況也較多。設計時必須根據(jù)當?shù)氐臍庀髼l件,使除塵器最大一個垂直面能充分承受強風時的風壓沖擊,還要保證設備安裝時運輸起吊的安全性。4.寒冷地區(qū)
以壓縮空氣清灰以及使用氣缸驅(qū)動切換閥的袋式除塵器,壓縮空氣中的水分在寒冷地區(qū)會凍結(jié)而導致動作失靈。寒冷的氣候還會造成除塵器內(nèi)結(jié)露,并引發(fā)清灰不良和阻力過高等弊端。因此,應根據(jù)當?shù)氐淖類毫託夂驐l件,對氣動元件的選型和管路防凍采取相應措施。5.場地條件
袋式除塵器無論是在室內(nèi)還是室外安裝,都需要預先勘測場地,這對于在現(xiàn)場拼裝的大型袋式除塵器尤為重要。場地勘測包括平面位置和尺寸、空間條件、地質(zhì)條件,還包括運輸途徑和吊裝條件等。
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