脉冲袋式除尘器在各除尘设备中的实践与使用

【中国环保在线 技术前沿】在废气处理过程中，除尘器的作用性不言而喻。作为粉尘处理回收的设备，防爆型低压脉冲袋式除尘器具有其他几种金属粉尘净化回收设备无法比拟的特点，譬如维修方便、效果高、投资省等。本文就脉冲袋式除尘器在各种除尘设备中的实践经验与使用进行详细解读，以飨读者。

脉冲袋式除尘器在各除尘设备中的实践与使用
除尘器的选择从国内外文献及国内工业实践经验来看，目前用于金属粉尘净化回收的设备主要有以下四种：①袋式除尘器；②静电除尘器；③高能湿式文氏管除尘器；④多管旋风除尘器。通过从技术、经济等方面对上述几种除尘设备进行比较，并针对本工程中烟气的特点，选用防爆型低压脉冲袋式除尘器作为粉尘处理回收的设备，并选用防静电尼龙针刺毡作为滤料。该类除尘器有如下特点：①运行稳定，易于清灰，维修方便；②喷吹装置阻力小，处理能力大，除尘效率高；③设备重量轻、投资省、造价低、占地少。
稀土贮氢合金粉烟气量的计算稀土贮氢合金粉熔炼系统产生的烟气量就是中频真空感应熔炼炉开炉过程中由真空状态恢复到常压状态进入的空气量。按照《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87)规定，吸风口的风速值取0.6m/s，吸风口的截面积为0.314㎡，其风量为：Q1=0.6×0.314×3600=678m³/h；共有4台熔炼炉，所以总风量为：Q2=678×4=2712m³/h，考虑到系统的漏风量，乘以1.1～1.15的安全系数作为除尘系统的总处理烟气量及引风机选型的依据。
因此，袋式除尘系统处理烟气量为：Q=2712×1.1=2983m³/h.除尘器过滤面积及过滤风速除尘器过滤面积可根据下式计算：F=Q60V(1)式中：F为除尘器过滤面积，㎡；Q为系统处理烟气量，m³/h；V为过滤风速，m/min。过滤风速的大小与清灰方式、清灰制度、粉尘特性、入口含尘浓度等因素有密切的关系。根据经验，过滤风速取V=1.0m/min，则除尘器的过滤面积为F=49.7㎡。
根据以上计算，设计中选用LDM-50防爆型低压脉冲袋式除尘器，其处理烟气量为3000m³/h，过滤面积为50㎡。工艺流程说明及主要技术措施熔炼炉烟气通过不锈钢风管进入布袋除尘器，再通过引风机高空排放，除尘器料斗收集的粉尘进入料桶，放入料库贮存，可作为原料再次使用。在每台熔炼炉的吸风罩顶端安装一个电动阀，其信号与变频器的相连，使得变频器可根据电动阀的开启数量自动调节风机风量，且操作系统与熔炼炉操作系统合用一个控制柜，操作起来十分方便。在稀土贮氢合金粉烟气除尘系统中，关键是要解决稀土贮氢合金粉粉尘在空气中易燃易爆的问题，对此系统设计采取了以下技术措施加以防范：
①用不锈钢管作为通风管道，不会引起燃烧。
②采用防爆型低压脉冲袋式除尘器，在除尘器中箱体设有防爆门，发生爆炸时可迅速开启卸压，保障设备安全。
③选用防静电尼龙针刺毡作为滤料，从而避免静电放电产生的火花引起的粉尘爆炸。
④由于用压缩N2作为脉冲喷吹气体，从而避免了粉尘与空气摩擦引起的爆炸。
袋式除尘系统工艺特点在本系统中，由于贮氢合金粉为易燃易爆的金属粉尘，所以采用局部通风的方式进行除尘。本工程中采用压缩N2为保护性气体，并配置了一台产能为40m³/h的制氮机组，所以在本系统中采用压缩N2作为脉冲清灰气体。选用防静电尼龙针刺毡作为滤料，从而避免了因静电放电产生火花引起的粉尘爆炸，另外，在中箱体设有防爆门，提高了设备正常使用的安全性和可靠性。同时采用可编程控制器(PLC)进行自动控制及远程操作，使本系统操作起来非常方便。
①滤料过虑效率高、性能稳定针刺毡是一种三维结构(立体型结构)滤料，过滤单元是单纤维，无数单纤维交错在一起，孔隙很小，而且它的过滤过程不仅发生在表面层，还可发生在滤料内部。因此针刺毡滤料的过虑效率高，在本工程中过虑效率可达到99.0%以上。而且工作稳定，不受生产工艺设备运行情况变化的影响，出口浓度一直小于20mg/Nm³，有效地确保了烟尘的环保达标排放。
②自动化程度高自动控制是保证除尘系统正常运转的关键措施之一，本系统采用BMC型袋式除尘系统电脑控制柜，采用日本原装可编程控制器(PLC)为主机，工作性能稳定，自动化程度高。可编程控制器(PLC)能根据炉体阀门的开合，通过变频器自动控制风机的转速及引风量，以实现对进入除尘器的风量进行自动控制，有效地节约能源。同时，可编程控制器可根据除尘器进出口的压差变化情况，自动控制清灰时间和清灰间隔。除尘系统的经济效益①回收粉尘的经济效益按每小时回收粉尘6kg计，则每年回收的粉尘量为：6×24×300=如每公斤价值按70元计，则每年回收粉尘的经济效益为：43200×70=3024000元。
②袋式除尘系统运行费用按每度电0.50元计，则每年袋式除尘系统运行费用为：7.8×0.50×24×300=28080元③袋式除尘系统设备维修费用按每1年更换一套滤袋计算，假设每套滤袋价格1万元，则每年滤袋维修费用增加1万元；按每年机械维修费用增加0.2万元。则每年系统维修费用增加1.2万元。
④全年袋式除尘系统总经济效益根据以上计算，则全年袋式除尘系统经济效益为(不含设备折旧费)：3024000-28080-12000=2983920(元)3.3社会效益本工程除带了非常可观的经济效益外，还可以带了明显的社会效益。在本工程系统中，设备过滤效率高(>99.0%)，经环保部门监测，烟气入口含尘在3523.72mg/Nm³的条件下，出口烟气排放浓度仅为19.73mg/Nm³，远低于《大气污染物综合排放标准》(GB16927-1996)中的二级标准。特别是对人体危害大的小于5μm的颗粒去除效率较高，既保护了周边环境，又保障了职工的身体健康。
结论经过一段时间的运行使用，系统设备均运行正常，还考虑了能在一定程度上起到稀释室内VOC的作用，该标准充分的理论依据使得室内空气品质问题能得到更好的保证。因此可以看到，若干盘管技术中采用人均新风量取为35m³/(h人)虽在一定程度上加大了系统的能耗，但从充分保证室内空气品质的角度，其仍然是“有理”、“有节”的。
②关于新风再热过程中能量回收的问题。
如前文中所提到的，在有些工况下，经冷冻除湿后的新风必须经过再热送入室内，由于新风量较大，做好新风再热过程中的能量回收工作将影响到整个系统的节能性。可以考虑在新风机房设置显热换热器，利用它将新风机组处理后的新风去预冷一部分尚未进入新风机组有待处理的新风，从而使自身得以再热。这种方法既满足了干盘管技术对于新风送风的温度要求，又能降低新风机组所需的处理冷量，还可以减少新风送风管道的保温层厚度，做到“一举三得”。
③关于干盘管技术中应用冷冻除湿方法的问题。
冷冻除湿作为现阶段应用得成熟的热湿处理手段，人们总会对它在干盘管技术中的应用前景“寄予厚望”，然而从干盘管技术的本质来看，能实现热、湿分离处理才是解决该技术问题的佳途径。由于冷冻除湿本身具有热、湿处理过程耦合的特点，使得其应用于干盘管技术时会遇到种种限制。因此，其他形式的除湿手段对冷冻除湿方法的补充和替代，将在技术上进一步推动干盘管技术的发展，增强其可实施性。
结论与展望通过上述分析可以看到，利用冷冻除湿手段来实现干盘管技术存在着许多制约条件，在应用该技术前必须进行详细的计算分析，充分认识到由于在系统之间的负荷重新分配而带来的各种问题。干盘管技术只是一种新设备研发的思想是不恰当的，准确地说，它更是一种系统，是一种实现重新分配负荷的技术，而某些设备的研发只是为了保证该种形态的负荷分配技术实现的可能性。
原标题：脉冲袋式除尘器在各种除尘设备中的实践经验与使用