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[摘 要]通过对我公司生产的焙烧多功能起重机烟气净化系统里面的布袋除尘器进行分析和計算，对适用于大量炭粉尘、碳氢化合物和沥青烟、最高温度55℃的工作环境的设备的除尘有一定的借鉴。
[关键词]布袋除尘器 滤袋 脉冲阀 贮气包
中图分类号：TD63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）07-0360-01
1.技术背景
焙烧多功能起重机是阳极焙烧炉的专用操作设备，工作环境含大量炭粉尘、碳氢化合物和沥青烟，最高温度55℃，不仅对大气环境造成严重的污染，还对工人的身体健康造成很大的伤害。因此，选用合适的烟气净化系统尤为重要，而布袋除尘器作为该系统的核心，其结构设计的合理性是该系统排放烟气能否达到国家标准的重要保障。
2.已知条件
（1）周围（工作）温度-16℃—80℃，布袋除尘器的进气温度≤80℃
（2）系统风量150，风压-35Kpa，
（3）处理前气体含尘量：30-60g/m3，含尘气量9900
（4）袋式除尘器的过滤面积不小于120，滤袋除尘器能耐240℃高温
（5）袋式除尘器的效率大于98%，最终排放粉尘的浓度<120
根据已知条件确定除尘工艺：
含尘气体经管道经测温及测压后进入布袋除尘器，由尘气口吸入，分散到滤尘箱内，气体经滤袋通过净化箱出口排出，灰尘被阻留在滤袋外壁，滤袋外壁附着物增多，通过空压机送出的压缩空气经脉冲阀喷吹对滤袋进行抖动清灰。系统净化达到现行国家GB/T16297-1996≤大气污染物综合排放标准≥二级标准。
2.1 布袋除尘器的设计
2.1.1 布袋除尘器形式的确定
布袋除尘器结构：由气箱、中部筒体和下部筒体、滤袋、贮气包、脉冲阀、连接板等组成。脉动喷吹清灰原理：
固定滤袋用的多孔板设在箱体上（或下）部，布袋除尘器设有8组喷吹管，在每个滤袋上方有一个喷吹管，喷吹管上对着滤袋中心开压气喷嘴，喷管另一端与由T型脉冲阀、控制阀、贮气包等组成的脉冲控制系统，压缩空气由专设的空压机供给，压缩空气从0.75MPa减压到0.5MPa送入贮气包内，PLC按设定时间和阻力值，自动进行脉冲喷吹清灰。（即由PLC控制，采用时间程序或压差变送器按设定的压差值进行控制）。即发出指令，从喷吹管第一组脉冲阀喷吹，压缩空气经喷吹管上的喷吹孔喷向滤袋，在喷吹的瞬间（0.1S）压缩空气在其周围造成负压，形成引射作用，又可以从周围吸入约5-7倍于压缩空气的气体，压缩空气和引射的气体一道射入滤袋内部，由于喷射的滤袋发生全面的抖动和由里向外的反吹风气流作用，便可有效的清除附着堆积在滤袋上的粉尘，第一组脉动清灰结束，逐次由第一到第八脉冲阀完成喷吹工作。
反吹风清灰控制：
控制方式分为自动控制和手动控制两种。自动控制方式采用物料输送系统集中微机控制，反吹风清灰的控制程序编入微机控制内。或者是脉冲除尘器配置反吹风清灰的控制仪，该控制仪安装在控制箱内。手动控制采用控制柜上设有自动—手动转换开关，当转换到手动时，可手动控制各组喷吹管依次按照时间程序清灰一遍。
2.1.2 滤袋的选择
滤袋是布袋除尘器的重要部件，滤袋材质采用进口针刺过滤毡，耐温达220℃，短时温度240℃。
过滤风速与过滤阻力：
⑴过滤阻力随滤料上粉尘量的增大而增大，滤料不同，单位滤料面积上容尘量也不同。但从工程的角度来讲，其差异毕竟较小，一般仅从粉尘粒径来考虑滤料的容尘负荷，对粒径大的粗粉尘取300～1000g/m2，对微细粉尘取100～300g/m2。目前还没有燃煤电厂粉尘的滤尘量、过滤风速和过滤阻力三者关系的实测数据。但国内早在20世纪80年代就有专著介绍水泥粉尘的滤尘量、过滤风速、过滤阻力三者关系的实测数据，见表1。
⑵从上表中可以看出，当滤尘量一定时，过滤风速增加1倍，阻力增加25～50%；当过滤风速增加2倍，阻力增加亦不到80%，而且过滤风速越低，阻力增加的百分比越小；反过来说，当滤尘量一定，过滤风速降低1倍时，阻力降低不到30%。
除尘滤袋过滤原理：
袋式除尘器是采用过滤技术将气体中的固体颗粒物进行分离的设备。大部分微细粉尘会随着气流从滤袋的网孔中通过，而粗大的尘粒靠惯性碰撞和拦截被阻留，随着滤袋上截流粉尘的加厚，细小的颗粒靠扩散、静电等作用也被纤维捕获，并在往空中产生“架桥”现象。随着含尘气体不断通过滤袋的纤维间隙，纤维间粉尘“架桥”现象不断加强，一段时间后，滤袋表面积聚成一层粉尘，称为粉尘初层。在以后的除尘过程中，粉尘初层便成了滤袋的主要过滤层，它允许气体通过而截留粉尘颗粒，随着粉尘在滤布上的积累，除尘效率和阻力都相应增加。当滤袋两侧的压力差很大时除尘器阻力过大，系统的风量会显著下降，以致影响生产系统的排风，过高的压差还将造成滤袋的提前破损，此时要及时进行清灰，但清灰时必须注意不能破坏粉尘初层，以免降低除尘效率。
滤袋的过滤机理可简述为：纤维的筛滤、碰撞、钩住、扩散、静电和重力6种效应进行净化，但其本质是以“筛滤效应“为主。
滤袋的过滤效率：
布袋除尘器的除尘效率近似于滤袋的过滤效率，
C=Gc÷Gj×100%
式中C——除尘效率，%，
Gc——被捕集的粉尘量，kg；
Gj——进入除尘器的粉尘量，kg。
除尘效率是衡量布袋除尘器性能最基本的参数，它表示除尘设备处理气流中粉尘的能力，它与滤料运行状态有关，并受粉尘性质、滤料种类、阻力、粉尘层厚度，过滤风速及清灰方式等诸多因素影响。粉尘粒径的影响对除尘效率极大，对0.2-0.4μm的尘粒，三种状态下的除尘效率均最低，因为这一范围的尘粒处在拦截作用的下限，扩散作用的上限，因此0.2-0.4μm的尘粒是最难捕集的。理论上对大于0.4μm的尘粒除尘效率可达99.99%以上。
2.2 技术性能
（1）此除尘器过滤含尘气体的正常工作温度120℃左右，要求滤袋材料能耐240℃的高温。
（2）含尘气体的滤速为1m/min该除尘器的过滤面积为170㎡
（3）经核算除尘器处理含尘气量为10200>9900（实际含尘气量）能够适合实际工况。
3.结论
通过本设计，将对以上的工作环境给予很大程度的改善，净化的后气体经测温及测压后排入大气，处理后的粉尘≤10mg/m3，系统净化达到现行国家GB/T16297-1996≤大气污染物综合排放标准≥二级标准。
参考文献
[1] 汪用澎，张信，主审白明华.大型烧结设备[M].北京：机械工业出版社，1997年9月第1版.
[2] 潘际銮，田锡唐，斯重遥.焊接手册1册[M].北京：机械工业出版社，1992年12月第1版.
[3] Procedure designing and analysis of balling drum.In： White H J，Simth R，eds，1989.44-45.
[4] 国家机械工业委员会统编.金属学及热处理基础[M].北京：机械工业出版社，1988年9月第1版.
[5] 曾乐.焊接工程学[M].北京：新时代出版社，1986年6月第1版.
[6] 潘际銮田锡唐斯重遥.焊接手册2册[M].北京：机械工业出版社，1992年12月第1版.
作者介绍
刘久新（1983-8-14），男，辽宁省沈阳市，工程师，本科学历，现任中国有色（沈阳）冶金机械有限公司设计研究院设备设计一室设计员。
[关键词]布袋除尘器 滤袋 脉冲阀 贮气包
中图分类号：TD63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）07-0360-01
1.技术背景
焙烧多功能起重机是阳极焙烧炉的专用操作设备，工作环境含大量炭粉尘、碳氢化合物和沥青烟，最高温度55℃，不仅对大气环境造成严重的污染，还对工人的身体健康造成很大的伤害。因此，选用合适的烟气净化系统尤为重要，而布袋除尘器作为该系统的核心，其结构设计的合理性是该系统排放烟气能否达到国家标准的重要保障。
2.已知条件
（1）周围（工作）温度-16℃—80℃，布袋除尘器的进气温度≤80℃
（2）系统风量150，风压-35Kpa，
（3）处理前气体含尘量：30-60g/m3，含尘气量9900
（4）袋式除尘器的过滤面积不小于120，滤袋除尘器能耐240℃高温
（5）袋式除尘器的效率大于98%，最终排放粉尘的浓度<120
根据已知条件确定除尘工艺：
含尘气体经管道经测温及测压后进入布袋除尘器，由尘气口吸入，分散到滤尘箱内，气体经滤袋通过净化箱出口排出，灰尘被阻留在滤袋外壁，滤袋外壁附着物增多，通过空压机送出的压缩空气经脉冲阀喷吹对滤袋进行抖动清灰。系统净化达到现行国家GB/T16297-1996≤大气污染物综合排放标准≥二级标准。
2.1 布袋除尘器的设计
2.1.1 布袋除尘器形式的确定
布袋除尘器结构：由气箱、中部筒体和下部筒体、滤袋、贮气包、脉冲阀、连接板等组成。脉动喷吹清灰原理：
固定滤袋用的多孔板设在箱体上（或下）部，布袋除尘器设有8组喷吹管，在每个滤袋上方有一个喷吹管，喷吹管上对着滤袋中心开压气喷嘴，喷管另一端与由T型脉冲阀、控制阀、贮气包等组成的脉冲控制系统，压缩空气由专设的空压机供给，压缩空气从0.75MPa减压到0.5MPa送入贮气包内，PLC按设定时间和阻力值，自动进行脉冲喷吹清灰。（即由PLC控制，采用时间程序或压差变送器按设定的压差值进行控制）。即发出指令，从喷吹管第一组脉冲阀喷吹，压缩空气经喷吹管上的喷吹孔喷向滤袋，在喷吹的瞬间（0.1S）压缩空气在其周围造成负压，形成引射作用，又可以从周围吸入约5-7倍于压缩空气的气体，压缩空气和引射的气体一道射入滤袋内部，由于喷射的滤袋发生全面的抖动和由里向外的反吹风气流作用，便可有效的清除附着堆积在滤袋上的粉尘，第一组脉动清灰结束，逐次由第一到第八脉冲阀完成喷吹工作。
反吹风清灰控制：
控制方式分为自动控制和手动控制两种。自动控制方式采用物料输送系统集中微机控制，反吹风清灰的控制程序编入微机控制内。或者是脉冲除尘器配置反吹风清灰的控制仪，该控制仪安装在控制箱内。手动控制采用控制柜上设有自动—手动转换开关，当转换到手动时，可手动控制各组喷吹管依次按照时间程序清灰一遍。
2.1.2 滤袋的选择
滤袋是布袋除尘器的重要部件，滤袋材质采用进口针刺过滤毡，耐温达220℃，短时温度240℃。
过滤风速与过滤阻力：
⑴过滤阻力随滤料上粉尘量的增大而增大，滤料不同，单位滤料面积上容尘量也不同。但从工程的角度来讲，其差异毕竟较小，一般仅从粉尘粒径来考虑滤料的容尘负荷，对粒径大的粗粉尘取300～1000g/m2，对微细粉尘取100～300g/m2。目前还没有燃煤电厂粉尘的滤尘量、过滤风速和过滤阻力三者关系的实测数据。但国内早在20世纪80年代就有专著介绍水泥粉尘的滤尘量、过滤风速、过滤阻力三者关系的实测数据，见表1。
⑵从上表中可以看出，当滤尘量一定时，过滤风速增加1倍，阻力增加25～50%；当过滤风速增加2倍，阻力增加亦不到80%，而且过滤风速越低，阻力增加的百分比越小；反过来说，当滤尘量一定，过滤风速降低1倍时，阻力降低不到30%。
除尘滤袋过滤原理：
袋式除尘器是采用过滤技术将气体中的固体颗粒物进行分离的设备。大部分微细粉尘会随着气流从滤袋的网孔中通过，而粗大的尘粒靠惯性碰撞和拦截被阻留，随着滤袋上截流粉尘的加厚，细小的颗粒靠扩散、静电等作用也被纤维捕获，并在往空中产生“架桥”现象。随着含尘气体不断通过滤袋的纤维间隙，纤维间粉尘“架桥”现象不断加强，一段时间后，滤袋表面积聚成一层粉尘，称为粉尘初层。在以后的除尘过程中，粉尘初层便成了滤袋的主要过滤层，它允许气体通过而截留粉尘颗粒，随着粉尘在滤布上的积累，除尘效率和阻力都相应增加。当滤袋两侧的压力差很大时除尘器阻力过大，系统的风量会显著下降，以致影响生产系统的排风，过高的压差还将造成滤袋的提前破损，此时要及时进行清灰，但清灰时必须注意不能破坏粉尘初层，以免降低除尘效率。
滤袋的过滤机理可简述为：纤维的筛滤、碰撞、钩住、扩散、静电和重力6种效应进行净化，但其本质是以“筛滤效应“为主。
滤袋的过滤效率：
布袋除尘器的除尘效率近似于滤袋的过滤效率，
C=Gc÷Gj×100%
式中C——除尘效率，%，
Gc——被捕集的粉尘量，kg；
Gj——进入除尘器的粉尘量，kg。
除尘效率是衡量布袋除尘器性能最基本的参数，它表示除尘设备处理气流中粉尘的能力，它与滤料运行状态有关，并受粉尘性质、滤料种类、阻力、粉尘层厚度，过滤风速及清灰方式等诸多因素影响。粉尘粒径的影响对除尘效率极大，对0.2-0.4μm的尘粒，三种状态下的除尘效率均最低，因为这一范围的尘粒处在拦截作用的下限，扩散作用的上限，因此0.2-0.4μm的尘粒是最难捕集的。理论上对大于0.4μm的尘粒除尘效率可达99.99%以上。
2.2 技术性能
（1）此除尘器过滤含尘气体的正常工作温度120℃左右，要求滤袋材料能耐240℃的高温。
（2）含尘气体的滤速为1m/min该除尘器的过滤面积为170㎡
（3）经核算除尘器处理含尘气量为10200>9900（实际含尘气量）能够适合实际工况。
3.结论
通过本设计，将对以上的工作环境给予很大程度的改善，净化的后气体经测温及测压后排入大气，处理后的粉尘≤10mg/m3，系统净化达到现行国家GB/T16297-1996≤大气污染物综合排放标准≥二级标准。
参考文献
[1] 汪用澎，张信，主审白明华.大型烧结设备[M].北京：机械工业出版社，1997年9月第1版.
[2] 潘际銮，田锡唐，斯重遥.焊接手册1册[M].北京：机械工业出版社，1992年12月第1版.
[3] Procedure designing and analysis of balling drum.In： White H J，Simth R，eds，1989.44-45.
[4] 国家机械工业委员会统编.金属学及热处理基础[M].北京：机械工业出版社，1988年9月第1版.
[5] 曾乐.焊接工程学[M].北京：新时代出版社，1986年6月第1版.
[6] 潘际銮田锡唐斯重遥.焊接手册2册[M].北京：机械工业出版社，1992年12月第1版.
作者介绍
刘久新（1983-8-14），男，辽宁省沈阳市，工程师，本科学历，现任中国有色（沈阳）冶金机械有限公司设计研究院设备设计一室设计员。