袋收尘技术在水泥工业生产中的应用
2014-08-04 09:38:19 来源：盐城大天力公司
袋收尘技术在水泥工业生产中的应用
布袋收尘器是目前*常用的收尘系统，种类极为广泛。布袋收尘器的主要优点是：即使在生产过程中参数波动的情况下，其仍可保持不变的高效除尘效率。这使其特别适用于水泥工业中煅烧窑、熟料冷却机及水泥磨的“起动”和“停机”阶段。
一．参数及设计标准
收尘器参数的设定取决于其不同的应用场合。其设定值会随气体容积流量、温度范围、气体组成及颗粒含量等变化而有所不同。袋式收尘器设计的一般特征参数是由收尘器生产商及许多水泥厂商基于其实践经验开发出来的，且这些参数必须不断加以修正以适应当前*先进的技术水平。
有关主要参数如下：
1.气布比
气布比（ACR）为每分种每平米有效过滤面积，以m3计的单位容积流量，其值等于平均滤袋的入口速度，以m/min表示。
窑/生料磨、水泥磨和煤磨、旁路及一般熟料冷却机作业中，其收尘的气布比一般为1.0m3(m2·min)。
在对水泥料仓、输送带及原料预处理的二次除尘系统中，其气布比可达到2m3(m2·min)。
2.“罐速”
近年来，“罐速”一词常用在各种产品说明中，用来表征过滤袋组入口处过滤袋间的平均流速。气体可从“罐”的下部、或侧面和下部进入，这主要取决于原设计，其宗旨是让气流从多个渠道进入。
本项参数设定目的是确保各袋间有充足的开放横截面，以避免袋间的磨蚀和接触。其标准值是1.0m/sec。
3.袋长
袋长对收尘器设备的占地面积有很大的影响，其原因是当较长的过滤袋用于同样的过滤面积时，收尘器的外形会是短或窄。然而沿着整个袋长必须达到足够的清洁，其必然需要按袋准确地定制清袋系统。
一般工艺过程收尘器中的袋长为6.0。而低压清袋系统中，袋长可放宽到8.0m。只在煤磨后的装置中，袋长可限定在4.5m。
二．各设计参数的相互影响
布袋收尘器必需的表面积由气布比决定。较高的气布比会造成收尘器表面积的缩小，并且它也决定收尘器装置的整体规格大小。同时也使清袋系统的组分（例如，膜片阀和支撑架等）在规格上减小。较高的气布比使整个收尘系统变得紧凑、同时成本也较低。然而气布比大于1.0的收尘系统，其基本前提下是必须要有一个功能极好的清袋系统。较差的清袋系统只有通过提高清袋频率和压力才能增大气布比。正是清袋频率和压力这两个主要参数决定着昂贵的过滤袋材料的化学磨损性。尤其是，较高的气布比会引起收尘室流体阻力及压力损失的增大。
总体上讲，通过收尘器的压力差主要由以下几种因素构成：含尘风管的压力损失、流入收尘室气体的压力损失、穿过过滤袋（包括喷嘴管）的压力损失，以及清洁室中的压力损失。其中，穿过滤袋的压力损失占的比例*大，过滤材料的基本压力损失随时间的推移会有微小的增加，这是由于超细粉尘会不可逆地嵌入过滤材料中。较高的压力差必然需要较大的风机的额定功率。从设备操作者的观点来说，当然*希望能够保持尽可能低的压力差。若能确保收尘装置内低的过滤压力差，就可设计出具有较低总压头驱动额定功率的风机。
例如，在一个收尘系统中，风机的能量消耗占其整个运行费用的60%左右。运行成本中第二大组成是滤袋，滤袋的使用寿命对整个成本构成影响很大，尤其是成本昂贵的热气流过滤袋的应用在不断增加。此外，第三大运行耗费是压缩空气的费用也不容低估。
三．清袋系统
袋式收尘器的清袋系统对整个收尘器装置运行的可靠性及运行费用具有决定性的作用。当含尘空气穿过滤袋，根据物料类型的不同在滤袋上会形成一个尘“饼”。因此，滤袋必须定时进行清理，清除掉其上沉积的粉尘，否则，其过滤阻力会不断增大。在脉冲喷射式清袋系统中，收尘器中多排过滤袋逐排（在线）或逐室（离线）地进行清洁。清袋工作主要是由同含尘气流方向相反注入过滤袋的压缩空气来完成的。专用阀能够非常精确地控制压缩空气的脉动。沉积在滤袋表面的粉尘由脉动的压缩空气吹落并落入收尘器的下部。
目前，在收尘器市场上有高压/小容积（HPLV）和低压/大容积（LPLV）两种不同的概念在竞争。HPLV因其较低的压缩空气消耗量备受关注。在清袋操作环节中，较高的加速和减速力必然导致尘饼的散落。高清袋压力（3-6bar）又对过滤袋的使用寿命有不利的影响。在LPLV系统的情况下，是在较低的清袋压力（＜3bar＝？和较高的压缩空气流量下进行滤袋清理的。因此，能减少对过滤袋的破坏性清洁，延长过滤袋的服务寿命。然而，这会造成较大的压缩空气消耗量，且这只出现在一定的气布比限度内。当清灰质量不够高时，只能通过增加清袋压力和清袋频率的方式得以改善。
以上设计参数间的相互影响表明，为了使收尘器系统达到*佳的性价比，应做到尽可能大的气布比、尽可能低的压力差及尽可能低的清袋压力。
1 具有高压和低压清袋系统的布袋收尘器
过去20多年来，日本A.bition公司已经开发了一系列布袋收尘器。这些收尘器从广泛的应用范围及适应特殊目的的类型来看，它们能够被*佳地采用、*佳地解决个性化的需要。
2 IMPULS清袋系统
在此清袋系统中，压缩空气在零点几秒的时间内流经膜片阀进入喷射管。产生的压力波会以超声速经由喷射管进入清洁气体室然后膨胀进入喷射器。此过程中，由一次压缩空气形成的脉冲开放的喷射气流在其到喷射器的过程中带入周边的清洁空气（一次和二次风）。两股气流通过脉冲交换在喷射器中混合，同时发生增压，导致两股气流的热交换。几十年的实践经验表明，这套收尘器清袋系统具有以下几方面的优点：高运行可靠性和系统稳定性、低压缩空气消耗量、低能量输入、在困难的运行条件下IMPULS清袋系统具有高可靠性、全自动化运行、无活动部件，因此几乎没有任何磨损、维修保养简便、由于二次空气含量高，在露点以下不会出现露珠，过滤袋使用寿命长等。
3 EMC（能量*小化原理）技术
本项技术的主要目的包括以下几个方面：优化运行费用、减小过滤系统的压力损失、使清袋压力*小化、降低清袋频率，同时减小能源消耗、延长过滤袋的服务寿命等。其设计理念主要围绕以下几点展开，即大袋长、气布比大大高于1.0 m3(m2·min)及处理粉尘量达到800g/Bm3。
本项技术*突出的一个目标是通过增大气布比减小投资成本，这意味着较小的收尘器表面积和清袋系统，另外降低整个收尘器的总体积及建造收尘系统基础、钢结构、平台及回收部件等的花费和复杂性。此外，改进系统在运转率、粉尘和噪音排放等方面的性能也是开发研究目标。
A,EMC是一种基于低压脉冲喷射原理的清袋工艺，它既可在低罐压条件下，又可在小容积压缩空气条件下发挥作用，因此这一系统被称为“低压/小容积（LPLV）”清袋系统。由于无流动状态存在，压缩空气脉冲只需轻微振动滤袋，尘饼即以团块形式从滤袋上垂直滑落下来，而不是被加快离开过滤袋。即使在很低的压力差下，该清袋系统仍能高效彻底地发挥功能。低罐压意味着，由于加速和减速力非常低，滤袋可以非常柔和、较小损伤的条件下进行清理。在整个清袋操作中，同其它类型低压清袋系统相比， EMC系统的特点是具有稳定和不变的过滤压差，因此，整个系统的压力波动降到*小。
B, EMC系统的优点
为了评估各种用于窑废气除尘的收尘系统，本文选用的装置参数如下：容积流量660,000 B（？）m3/ H的含尘空气，固体颗粒含量为50mg/ Bm3 ，温度为240℃。当颗粒含量大于20 mg/ Bm3 时，选用静电收尘器为优，在某些情况下还需冷却或调质。对一些新水泥厂颗粒含量的限制为小于20 mg/ Bm3 ，选用袋式收尘器，其中EMC收尘器由于它具有*低的运行费用及综合优势而正成为决定性的发展趋势。
EMC收尘系统的优点简述如下：
－ 综合了反吹与脉冲喷射收尘器的优点
－ 低压力差和低风机能耗
－ 压缩空气量显著减少
－ 清袋压力（1-3bar）低使过滤袋的使用寿命延长
－ 可使用长达8m的过滤袋
－ 设备基础面积和收尘器体积小
－ 恒定的高分离效率
－ 无CO问题
－ 极低的颗粒和噪音排放
近几年来所取得的实践经验及目前的测试结果均证明了EMC技术的高效性，同时也表明该技术明显优于传统的脉喷式及反吹式系统。EMC技术节省的费用实际超过了预期的潜能。若严格限制初始条件，EMC收尘器运行费用要低于静电收尘器。
随着在运用EMC技术进行一系列试验及在自己的中试厂试验8m长过滤袋取得成功的结果，现在已经有了从生产实践中取得的*新的测试数据，它们充分证实了预期的效果。表1列出了来自某国外水泥工业公司的收尘系统测试数据。
表1 设备的技术操作数据
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实际值 |
设计值 |
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废气流量 |
315,815m3/h |
260,000 m3/h |
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温度 |
152℃ |
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颗粒含量 |
约80g/Nm3dr |
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过滤袋长度 |
8,000㎜ |
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已安装的过滤袋表面积 |
3,993㎡ |
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EMC类型的气布比 |
1.42 m3(m2·min |
1.20m3(m2·min |
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压力差 |
10-11mbar |
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压缩空气消耗量 |
约80N m3/h |
约90 N m3/h |
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清洁压力 |
2.5bar |
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过滤袋材料 |
Pps(Ryton) |
将设计数据与前实际运行方式所测得的数据进行对比显示，其气布比已从1.20增大到1.42 m3(m2·min),因此,目前每小时处理废气量比原来增加了20%。这个从实践所取得的例子无可争辩地证实即使采用8m长的过滤袋和只有2.5bar无破坏性清袋压力，EMC技术仍是可靠和高性价比的操作方法。气布比为1.5的目标也即将达到。与市场上其它收尘系统相比，8m长袋EMC袋式收尘器小于10mg/B m3的残余颗粒含量及紧凑的体积是无以伦比的。
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