浅论袋式收尘器在使用中的技术问题
浅论袋式收尘器在使用中的技术问题
水泥生产对环境产生的污染有粉尘、废气、废水和噪声四个方面,其中危害zui大的是粉尘污染。可以说,水泥生产过程的每一环节,从原料进厂到成品及散装出厂都存在粉尘污染。了解在不同的气体条件和粉尘性质下袋收尘器的性能,对正确、合理地使用收尘设备至关重要。
1 水泥厂粉尘污染特点
(l)浓度高。生料磨、水泥磨、旋窑所处理的物料都是粉状的,并且都有气体通过,于是大量的粉尘被气体带出,浓度大都在20g/m3以上。把袋收尘器作为成品的收集装置时,气体浓度可达1000g/m3。
(2)温度高。现在广泛兴建的预热预分解窑窑尾废气温度在350℃左右,余热锅炉窑的窑尾排风约在220℃左右。
(3)湿度高、露点高。如用于同时烘干生料磨和烘干机的排风,其露点都较高,尤其象矿渣烘干机,排风露点可能超过60℃。湿度高就易出现结露现象,引起滤袋堵塞,阻力升高,并使设备锈蚀。
(4)易燃。煤磨系统的放风中带有极细的煤粉,稍有疏忽就容易引起燃烧甚至爆炸事故。
2 不同条件下的袋收尘技术
2.1常温条件下的袋收尘技术
水泥粉磨系统用的袋收尘器是温度不高而浓度较高的代表。粉尘浓度过高时,使袋收尘器的通过阻力较高,对此过去许多厂是在袋收尘器前增加一级旋风筒,先收下大部分粉尘,使进人袋收尘器的气体含尘浓度下降,以求降低收尘器的阻力,使用中发现这种办法的效果并不理想。
旋风筒对粗颗粒有很高的收尘效率,而对细颗粒效率则很低。经过旋风筒后,气体中的粗颗粒所剩不多,而细颗粒大部分仍留在气体中。我们知道,影响过滤阻力的是细颗粒,旋风筒对此则无能为力,仅表现为袋收尘器阻力下降少许,大约20%。同时由于粉尘中的粗颗粒较少,反而使清灰变得困难了。因为单纯的细颗粒粘附性强,不易从滤布上掉下来,这样袋收尘器的阻力虽稍有降低,而旋风筒本身的阻力却有80~150mmH2O,显然这种办法得不偿失。
让含尘气体通过某种过滤织物,气体就会从织物的纤维中通过,而把粉尘的颗粒留住,透过去的气体就与粉尘分离而变成“干净”气体,这就是过滤除尘作用。这种现象通常称作为“过滤”过程。任何滤布,都由纤维原料制成,有的纺织成布,有的不纺而成毡,它们的纤维之间存在着有规则或不规则的孔洞,孔径虽小,但总有限度,因为纤维本身具有大于10μm的直径,因此孔洞不太可能小于它。一般粉尘颗粒都很细,小于10μm的颗粒可能占50%~95%,因此大量的粉尘从纤维间通过,但是其细微的颗粒却很容易粘附在纤维上,使纤维的空隙变小。愈粘愈多空隙愈小,zui终把空隙全部占满,此时气体通过的路径只存在于粉尘颗粒之间,颗粒愈细则空隙愈小,愈能挡住zui小的颗粒,这种现象通常称为“捕捉”过程。在新的收尘器刚使用时,可以看到这种现象。由于滤袋全新,刚接通后大量的粉尘就从纤维间逃走,除尘效率暂时较低,但是用不了多久,滞留的粉尘一旦形成了初始过滤层,则只有极少数的粉尘能透过去,此时甚至用肉眼看不到烟气,表现出很高的收尘效率。
我们认为,只要条件许可,应增加收尘器的过滤面积,降低过滤风速,这样才可以得到较好的经济效果。
大家知道,收尘器的阻力与过滤风速成正比,也随粉尘层的厚度增加而增加。如果使过滤面积增加15%,相当于过滤风速降低了13%,积灰层的厚度同样降低13%,这样过滤阻力就可降低20%左右。现以处理风量为20 000m3/h的收尘器为例,XDC型,出厂价80000元,旋风筒10000元,共90000元,总阻力约250mmH20。如果把过滤面积放大15%,则袋收尘的造价增为92000元,取消旋风筒,总阻力降为130mmH2O,设备价相当,但每年却可减少用电10万KWh(以7000计算)。由此可见,不应采用旋风筒作为预收尘设备。
在常温下可选用的袋收尘器是很多的,国内已大量采用气箱脉冲式和XDC型反吹风式。所谓气箱脉冲式,就是把脉冲式收尘器分隔成几个室,顶部设有集气箱,用一个大口径的(φ63)脉冲阀引入脉冲压缩空气,依次对每一室进行脉冲反吹清灰。这些袋收尘器目前在国内得到了广泛而普及的应用,实践证明,它们已完全能取代进口产品。
常温下的过滤材料可选用涤纶绒布,或者针刺涤纶毡,后者性能较好。过滤风速可选择0.8~1.2m/min。
2.2高温条件下的袋收尘技术
回转窑窑尾的烟气是高温条件的代表,并以分解炉预热器窑和余热锅炉窑两种窑型zui为典型。余热锅炉窑的废气温度约为220℃,不会超过250℃,可以直接进人玻纤袋收尘器。分解炉窑窑尾温度为350℃左右(五级预热器的低一点,四级预热器的高一点),超过了玻纤袋的耐热限度,烟气必须先经冷却,降到260℃以下,才能进人玻纤袋收尘器。冷却的方法有两种,一种是喷雾冷却,采用现有的增湿塔作为冷却设备。喷雾冷却的缺点是使烟气的湿度增高了,要求有较好的防结露措施,同时还会因喷嘴或控制不妥造成塔下集灰水分大增。这一方法现在已经不采用了。现在采用的方法是强制空气冷却技术,让高温烟气从排管内通过,并用轴流风机强制冷风从排管外通过,以热交换的方式使烟气降温。其设备占地面积、造价与增湿塔相似,电耗也与增湿塔不相上下。其优点是烟气较干,控制容易,阻力低,热交换效率高。控制方法是根据进人袋收尘器的烟气温度的高低,增加或减少轴流风机的运转台数。用排管自然冷却效果不如强制风冷的效果,可降温80~100℃左右,超温时掺人冷风。
到目前为止,可供选用的高温过滤材料还只有玻璃纤维布,它的使用温度<260℃,还有几种合成纤维如诺曼克斯,又称芳纶1313,学名为耐酸聚酞氨,可承受200℃的高温,原料需进口,价格不菲,所以不宜大量使用。
玻纤滤袋缺乏韧性,不耐折,根据这一特点逆气流清灰是*可采用方法,逆气流的压差必须适当,应经过调整后确定。在日常管理中滤袋的存放、搬运、更换要避免尖锐物、硬物的磕碰,不能垫座及脚踩。以前在织机上直接织成的圆筒袋,因圆袋上下层过渡处经常拉套而易破,现在已不再使用,取而代之的是用斜纹布经三针缝机缝成的圆筒袋。
玻纤袋收尘器可以设计成正压操作,也可以设计成负压操作。在粉尘磨损性不大的情况下,应尽量采用正压式。因为在正压下,对收尘器内滤袋的检查和更换都比负压式方便得多。有的厂采用矿渣配料,为遗给舔寸风机的磨损,可选用负压式。
随着袋收尘器技术的发展,目前在我国大型脉冲袋收尘器的研制正逐步形成气候。滤料本身以及脉冲阀等关键产品的质量和寿命提高,将会给这类收尘器的广泛使用提供保障。
2.3高湿条件下的袋收尘技术
所谓高湿度,是指收尘器的工作温度接近被处理气体的露点。袋收尘器一旦结露,水分即浸人粉尘层中,颗粒之间的通道被水堵死而使收尘器阻力大为增高,湿粉粘性使清灰变得非常困难,结成湿饼的粉尘难以从滤袋上掉下。实际上除了水收尘器外,任何收尘器都不可能在露点下正常工作。
保证收尘器内不结露是高湿条件下收尘技术的关键。在收尘器外部包上隔热材料,减少热量损失,是必须采用的技术。有一种经验认为进气温度高于露点20℃,加上良好的保温措施,可以保证收尘器不结露。而冷风的漏人更不能忽略。事实上,保温不难而控制漏风则较难,但这往往不为人们重视。可以通过计算来说明散热与漏人冷风对气体降温的影响
