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布袋除尘器的工作原理及影响可行性

2018-07-11 12:02:54

随着我国经济的高速发展,以资源、能耗为主的重工业(电力、钢铁、化学等)也了迅速的发展。然而,作为一种高耗能、高污染的产业,在发展的同时,也对环境的可持续发展造成了严重的威胁,如高温烟气、烟尘类颗粒物的排放等。若不对其采取的治理,必将直接影响人的健康甚至生命。
工业除尘技术的主要目的是降低烟气颗粒物的排放、减少大气污染。其中,袋式除尘技术因其在除尘效率、设备要求等方面的优越而备受青睐。作为除尘器的核心,滤袋的性能直接关系到除尘器的使用状况,其性能的优劣及使用寿命的长短直接决定了除尘效果的好坏,防止滤袋由于各种原因造成的破损或失效,对提高整个设备的稳定运行,减少设备的运行成本,满足环保排放要求具有重要的意义。其中含聚苯硫醚纤维的滤料以其耐热、、力学性能稳定、绝缘性好、耐摩擦、过滤效率高等优点而成为滤料的主要产品之一。然而,在设备运行过程中难免会碰到滤袋破损或者失效等情况,通过对破损滤袋进行综合分析,总结得出滤袋失效破损的原因,有助于对布袋除尘器进行改进和完善,调整符合滤袋运行工况的较佳运行参数,较大限度地延长滤袋使用寿命,减少运行成本,降低风险,确保烟尘稳定达标排放和稳定生产。本文对某电厂破损的聚苯硫醚滤袋进行综合分析,推断滤袋失效可能的原因,为电厂滤袋的使用作参考。
随着我国的烟尘排放标准日趋严格,而从经济性、适应性方面考虑,热电厂又要求煤燃锅炉对煤种的适应性要强,因此目前大多数热电厂均采用循环流化床洁净煤燃烧技术。针对循环流化床锅炉粉尘产生量大,对除尘器效率要求较高等情况,正确合理的选择锅炉除尘器,充分考虑经济、可行、适用等方面的影响,确保锅炉粉尘污染物达标排放势在必行。
三类除尘器的工作原理及优缺点
1、电除尘器工作原理
电除尘器采用在高压静电情况下除去粉尘的原理。当含有粉尘的气体经过电除尘器内部高压电场时,电荷电离后被灰尘获得,在电场力作用下,朝着聚集灰尘的移动,并且吸附在这。然后通过机械的震动击打集尘级,或者使用水洗的方式,使灰尘脱落,然后落入灰斗中排出去。
优点:电除尘器可以净化气量较大且温度较高的含尘烟气,用于净化350℃以下的烟气,可长期连续运行,除尘效率高可以达到99%;其结构简单,气流速度低,压力损失小;除尘粒径范围较宽,对于0.1μm的粉尘粒子仍有较高的除尘效率;能量消耗比其他类型除尘器低。
缺点:电除尘器的除尘效率受粉尘物理性质影响很大,特别是粉尘比电阻的影响为突出;不适宜直接净化高浓度含尘气体;对制造和安装质量要求很高,需要高压变电及整流控制设备,且占地面积大。
2、布袋除尘器工作原理及优缺点
布袋除尘器是一种在干燥情况下除尘的装置。这种装置先利用其中的除尘布袋捕获含有灰尘的烟道排出气体.然后利用先附着的烟尘过滤次吸收的烟尘。这种除尘器的工作原理是:当含有灰尘的气体进入布袋除尘器时,气体的速度会下降,比重大的烟尘将会由于重力作用率先沉降进入灰斗中,含有较为细小灰尘的气体在经过除尘布袋时,灰尘颗粒将会绕过布纤维组织,因为惯性作用将会与纤维发生碰撞而被拦截下来,从而使过滤的其他成分净化。但是当积攒的灰尘数量达到程度时,除尘布袋内外压力差不能满足条件,所以应当定期给予除尘布袋清灰。
布袋除尘器的除尘效果很大程度上取决于除尘布袋的选择以及清灰方式。选用除尘布袋时应考虑到其抗腐蚀、耐热性以及机械强度等因素。清灰方式可分为:气环反吹方式、机械振动方式、脉冲方式、声波方式以及复合作用方式等类型。通常情况下,脉冲方式是使用很广泛的一种,因为其清洁灰尘效果好,脉冲吹灰的强度以及频率可以调节。
优点:布袋除尘器可以捕集多种高比电阻干性粉尘;使用风量广,处理烟气量可从几m³/h到几百万m³/h;除尘效率高微米或亚微米数量级的粉尘粒子的气体效率较高,一般可达99%,甚至可达以上;运行稳定可靠,操作、维护简单。缺点:布袋除尘器不适于净化含粘结和吸湿性强的温度高的含尘气体,否则将会产生结露,堵塞布袋;受滤料的耐温和等性能的影响,且会出现烧袋糊袋现象;据统计,用袋式除尘器净化大于17000m³/h含尘烟气量所需的投资要比电除尘器高,而用其净化小于17000m³/h含尘烟气量时,投资费用比电除尘器省。
3、电袋复合式除尘器工作原理及优缺点
电袋复合式除尘器是布袋除尘器与电除尘器相互串联形成的新型除尘器,由烟气入口、电除尘、布袋除尘、烟气出口等部分组成(见图1所示)。通过将两种除尘器有机组合,充分发挥各自优点,从而达到、阻力适中、延长滤袋寿命的目的。通常一个电场收尘效率在80~90%之间,剩余10~20%的细粉尘随烟气经电场出口、布袋入口的多孔板均流后,一部分烟气水平进入布袋除尘器,一部分烟气由水平流动折向滤袋下部,然后从下向上运动,进入布袋收尘器。这种水平与垂直烟气同时进入布袋收尘区的优点是,保证布袋区域合理的上升速度,含尘烟气通过布袋外表面,粉尘被阻留在滤袋的外部,干净气体从布袋的内腔流出,进入上部净化室,然后汇入排风管,流经出口喇叭、管道、风机从烟囱排出。
优点:电袋复合式除尘器电场的预除尘作用能降低滤袋的粉尘负荷量即降低了阻力上升率;延长滤袋的清灰周期、节省清灰能耗、延长滤袋使用寿命;避免烟气粉尘中粗颗粒对滤袋磨损。烟气粉尘中的粗大颗粒经过前级电场沉降和预除尘后,进入后级布袋的粉尘颗粒小,对滤袋的磨损影响小。当烟气中含有粗颗粒粉尘时(如循环流化床锅炉烟气),使用电袋可以完全避免滤袋的不正常磨损损坏。
缺点:电袋复合除尘器的结构较复杂,运行管理要求高;电袋复合除尘器还会产生臭氧,对于PPS除尘布袋有很强的腐蚀性。