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对于旋转滤筒除尘的探索和分析结果

2017-01-06 11:25:39来源:中国除尘设备网浏览:评论:0

  吸嘴吸气清灰的旋转滤筒除尘器由壳体、滤筒和清灰吸嘴3部分组成,滤筒一端封闭,一端敞开,中心轴及配置的轴承保证滤筒运转平稳,敞开一面与隔板形成动态密封。首先用金属结构件制成滤筒的圆筒型骨架,在圆筒表面依次蒙上金属网、纤维滤料和不锈钢丝网最外层不锈钢丝网的作用是使纤维滤料均匀受力,避免清灰时因频繁变形而疲劳损坏。

  除尘器负压工作,含尘气体进入除尘器后,经滤筒表面滤料的过滤进入筒内,并从滤筒敞开一端排出,灰尘留在滤筒表面。清灰吸嘴固定不动,负压吸气,滤筒不断旋转,旋转到吸嘴处的滤筒滤料内部和表面的灰尘则被吸走,送到外部小除尘器处理,从而实现滤筒滤料的清灰。由于清灰后的含尘气体量小、浓度较高,先旋风除尘(干灰)、后布袋除尘或湿法除尘非常容易实现。采用吸气清灰对除尘器处理气量影响很小,在除尘器内部不会发生粉尘的二次飞扬。

  在设计吸气清灰方案时,首先必须考虑2个方面的问题: 1)清灰吸气量越大,处理该气体的设备投资和运行费用越高,系统运行的优势明显下降;2)清灰后的滤料除尘效果较差,要避免整个滤筒长度同时清灰。对此,可根据滤筒直径大小和滤筒长短,把吸嘴分为多段,在吸气管外部管道上安装换向阀,实现吸嘴循环交替吸气清灰。采用吸嘴分段循环交替吸气清灰,可延长清灰周期,从而延长粉尘在滤料上沉积的时间,增加滤料上的积灰量,提高除尘效率,显着减小清灰吸气量。对于单段吸嘴对应的滤筒,滤筒旋转1周,该段滤筒清灰1次。设滤筒转速为/( r m in - 1),那么滤筒每次清灰时间为T = 60 s;若滤筒每旋转n - 1转后清灰1次,则构成周期为nT,清灰间隔时间为(n- 1)T的过滤-清灰循环。

  此外,滤筒的转速、滤筒的直径、吸嘴结构设计、吸嘴顶端与滤筒表面的距离、吸嘴部位负压程度和吸嘴个数等,都会影响吸嘴清灰效果和清灰过程的经济性,在设计中需要根据实际情况综合考虑。

  根据滤料表面积灰状态的不同,其过滤可分为内部过滤和粉尘层过滤2种类型,如所示。内部过滤主要表现在滤料过滤时间短,表面积灰少,起过滤作用的主要是滤料纤维和沉积在滤料内部的粉尘。粉尘层过滤是在滤料表面积聚一定厚度的粉尘层后,形成了尘滤尘,由于含尘气体将首先经过粉尘层过滤,然后经过滤料,故粉尘层增加到一定厚度后,粉尘层过滤将起主要作用则纤维滤料过滤类型主要表现为内部过滤;如果过滤时间> t 1,则纤维滤料的过滤就是内部过滤和粉尘层过滤共同作用的结果。

  纤维滤料内部过滤和粉尘层过滤的除尘效率洁净滤料的除尘效率为单一纤维各过滤效率的综合收集效率。

  当滤料过滤时间时,在时间微元内dt捕集的粉尘量等于dt时间内洁净滤料捕集粉尘量与时间内沉积在滤料中的粉尘颗粒捕集粉尘量之和,由于旋转滤筒除尘器特殊的清灰方式,因此在分析旋转滤筒除尘效率的时候,必须考虑清灰对其除尘效率的影响。如前所述,纤维滤料内部的积灰和其表面的粉尘层都有助于除尘效率的提高,另外,粉尘层的增厚会使滤料两侧的压力差增大,有可能将附着在滤料表面的细小粉尘挤压过去,使除尘效率下降、能耗增加较高的除尘效率,减少压力损失,就必须合理地清灰。由于清灰后滤料的除尘效率不高,因此清灰系统应待滤料表面沉积一定的粉尘后再启动。

  对于吸气清灰旋转滤筒来说,由于滤筒分段循环交替清灰,因此滤筒不同部位的过滤状态不同。

  在吸嘴只有一段的情况下,如所示,把滤筒沿圆周分成m个微型长方形单元,按清灰次序依次记为第1至第m单元。由于其清灰开始时间不同,因此同一时刻每个微型单元表面沉积的灰尘量不同,其过滤状态也各不一样。为了简化研究,在此作如下假设: 1)滤筒圆周各点气流含尘均匀且速度相等,方向指向滤筒轴心; 2)吸嘴开口宽度与滤筒截面周长相比可忽略不计; 3)清灰时处于清灰状态的滤筒过滤单元表面不继续沉积粉尘; 4)各过滤单元在其清灰结束时的状态相同。

  由于清灰结束时滤料上会有粉尘残留,残存的粉尘与滤料共同起过滤作用,因此可将此时的除尘效率等效为洁净滤料经时间达到的除尘效率。

  如果滤筒每旋转转n - 1后清灰1周,构成周期为nT的过滤-清灰循环,则每个过滤单元清灰时间为t= T /m (m, t 0),其清灰起始时间顺次相差t.第m单元比第1单元晚T - T T时间开始清灰,对于每一个单元,在其经历第1次清灰之后过滤规律是一样的,即每经(n - 1)T过时间清灰1次。任意过滤单元第1次清灰后每(n- 1)T时间内平均除尘效率相等。记i为第i单元的时间平均除尘效率,因此,只需研究任意一个单元在清灰后(n - 1)T时间内平均除尘效率即可。

  而滤筒的时间平均效率就等于任意一个单元的时间平均除尘效率。第i单元在(n - 1)T时间内既有内部过滤阶段,也有内部过滤和粉尘层过滤共同作用阶段滤筒直径为110 mm,过滤段长150 mm,滤料为平纹涤纶滤布。

  采用单段吸嘴负压清灰,吸嘴开口长150 mm,宽10 mm.过滤风速为6 m /m in,滤筒转速为1 r/m in,滤筒每次清灰时间为1 m in.洁净气流排出时采用北京市检测仪器厂生产的QDF 3型热球风速仪测量风速,采用上海宏伟仪表厂研制生产的CLK 1型粉尘取样仪抽取气流测定出口气流含尘质量浓度,实验用粉尘为电厂静电除尘器收集的灰尘。

  从实验结果可以看出,旋转滤筒除尘效率随清灰周期延长而提高,压力损失p在1 450 Pa到1 700 Pa之间。从观察可以看出,滤料表面的粉尘得到了均匀的清除,吸气清灰效果较好,无尘块残留,每次清灰后残留压降基本不随清灰次数增加和清灰周期延长而变化。如果采用初始阻力小、内部不沉积粉尘、清灰容易的覆膜纤维滤料,则可进一步降低压力损失,改善清灰性能,提高过滤风速。

  研究表明吸气清灰旋转滤筒除尘具有以下特点:1)在6 m /m in的高过滤风速下,除尘效率可达99%以上,有助于提高单位体积设备除尘能力。

  2)吸气清灰可有效均匀地清除滤料表面的积灰,维持较低的压力损失,保证除尘效率。

  3)延长清灰周期可以提高滤筒的除尘效率,并可提高除尘器的处理气量。

  4)滤筒滤料受力均匀,不存在疲劳损坏的因素,有利于延长滤料寿命。

  5)如果采用吸嘴分段循环交替清灰的方法,则可以减小清灰气量,减少设备投资,延长粉尘在滤料上沉积的时间,提高系统的经济性和除尘效率。

 

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