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1、中北大学信息商务学院2012届毕业设计说明书目录1绪论11.1课题的背景11.2粉尘的危害及除尘的意义21.3袋式除尘器的发展及研究现状52袋式除尘的基本技术原理92.1袋式除尘概述92.1.1袋式除尘的原理及过程102.1.2附灰层概论112.1.3典型除尘系统的组成122.2袋式除尘器的主要性能132.2.1影响过滤效率的主要因素132.2.2出口烟尘浓度152.3袋式除尘器的特点152.4袋式除尘器应用前景162.5脉冲袋式除尘器原理、构造及特点172.5.1脉冲袋式除尘器的工作原理172.5.2脉冲袋式除尘器的构造182.5.3脉冲袋式除尘器的主要特点212.6滤料212.6.1几种常
2、用高温滤料212.6.2几种常用高温滤料特性简要分析及选取242.7滤袋及滤袋框架282.7.1袋除尘器核心部件滤袋282.7.2滤袋的布置292.7.3滤袋框架303袋式除尘器的设计313.1袋式除尘器设计的有关参数313.2除尘器的选型313.3布袋及袋室尺寸的设计323.3.1处理气体量的计算323.3.2过滤风速的选取333.3.3过滤面积的确定333.3.4阻力计算353.4除尘器进出口系统的设计363.4.1管道内的气流速度和管道直径的确定363.4.2管道的总压力损失373.5 钢架结构的支撑与计算383.5.1钢材的选型393.5.2对虚轴计算：393.5.3截面验算：393.
3、5.4缀板计算：403.6灰斗的强度校核403.6.1仓库的选材403.6.2斗型钢仓的结构布置413.6.3方形钢仓的计算42结束语44致谢45参考文献4621绪论1.1课题的背景我国的经济规模庞大，重化工、原材料、能源工业中不少还是粗放型生产，生产工艺及设备相对落后，资源、能源耗费大，污染严重。我国袋式除尘设备的市场却不太大。据2000年统计，袋式除尘设备产值才17.7亿元，与我国粉尘、烟尘污染需要治理的情况很不相称。我国的火电厂大型燃煤锅炉除尘，是高效除尘设备的巨大市场。由于种种原因，我国的袋式除尘设备在这个市场还未打开局面。而国外发达国家钢铁厂除尘、脱硫，袋式除尘设备占有相当的份额。袋
4、式除尘设备的除尘效率最高，并且不受粉尘比电阻变化的影响，同时还有一定的脱硫功能。在未来相当长的时期内，我国以煤炭为主的能源格局不会改变，布袋除尘设备将大有用武之地。一、袋式除尘器研究背景及意义当前，我国仍是一个以煤炭为主要能源的国家，煤炭消耗量占全国能源消耗量的75%左右。2005年全国煤炭消耗量为22. 4亿吨，2006年达到24.6亿吨，2007年达到26.5亿吨，2008年煤炭产量为28.5亿吨，呈逐年上升趋势。随之带来工业废气排放总量的不断增加，为控制污染物排放总量，国家和地方制定的大气污染物排放标准也将逐步提 随着国家环境保护法的日趋严格，对除尘技术的要求也越来越高。当前，袋式除尘和
5、静电除尘是我国主要的除尘技术，从静电除尘器在国内外电厂锅炉的应用现状来看，由于煤种、脱硫方式、制造、安装、调试、运转等因素的影响，静电除尘器要达到国家最新污染物排放标准的要求变的越来越困难。而袋式除尘器不仅可以有效控制污染物排放总量，而且可以有效地控制微细颗粒的排，将成为控制烟尘污染物排放浓度完全达标的把关设备。 袋式除尘器和电袋组合除尘器在电力、热力的生产和供应业都取得了一定的效果，有效的控制了烟尘的排放。而目前尤其是火电行业还是以静电除尘器为主，因而静电除尘设备仍需要改造。 同时，国家实施节能减排计划，生产设备朝向效率高、容量大、大机组、大型化趋势发展。以火电为例，2005年至2007年火
6、电机组容量分别为37270,18050, 55607万kW，截止到2008年机组容量60132万kW，约占发电装机总容量的75.87%，到2010年机组容量达到66400万kW。标准煤耗从2005年的374g/kWh下降到2008年的341g/kWh，到2010下降到329g/kWh，标准煤耗的下降势必要采用装机容量更大的发电机组。 在此背景下，所以迫切要求袋式除尘设备结构也要大型化，以适应大型锅机组和钢铁、水泥炉窑的烟气净化需求。袋式除尘设备的大型化，单台除尘设备处理的烟气量越来越大，对其性能也提出了更高的要求。1.2粉尘的危害及除尘的意义大量的烟尘随燃料燃烧或生产工艺排出，如果不净化处理，
7、直接排入大气，除对大气环境及生态平衡带来严重影响外，对人体健康也造成不同程度的危害。粉尘对人体的危害程度，除与吸入量有关外，与粉尘的物理化学特性也有密切关系。人体呼吸系统的不同部位对不同粒径尘粒的滞留、沉积作用是不同的。一般说来，粒径大于10m的尘粒，在空气中停留时间较短，不易被人吸入，即使被吸入到呼吸道，也往往被鼻腔、鼻咽及上部气管的粘膜或纤毛所阻留。粒径小于10m的尘粒，可较长时间地悬浮在空气中，较易被人体吸入。这部分尘粒通过呼吸系统，可达到肺泡管，其中大部分510m的尘粒，有可能被呼吸道的粘膜鼻腔颤毛粘附或阻留下来，然后通过鼻腔颤毛的生理活动，逐渐推移到咽喉部，最终经咳嗽、喷嚏等保护性反
8、射作用，随痰咳出。小于5m的微小尘粒可深入并滞留在肺泡内，从而对肺组织造成危害。粉尘作为对人体健康及大气环境污染的重要有害物，越来越受到人们重视，因而世界各国也采取了相应的限制措施，其中之一是制定严格的法律、法规和标准。由于各国排放标准日趋提高，特别是对微粒控制的要求越来越严，致使高效除尘设备得到迅速的发展，同时也促进了高效除尘器的研究和发展，其中最为突出的是电除尘器和袋式除尘器。但是电除尘器的除尘效率不稳定。除尘效果不断下降，电除尘器的运行综合费用高。维修投入的人力、物力及检修停产带来的损失都很大。电除尘器已经不能满足除尘要求，袋式除尘器获得了良好的发展机遇。布袋除尘器的研究和制造，国内外都
9、非常重视。因而近年来得到很快的发展。但现在的布袋除尘器也有明显的缺陷：用于处理相对湿度高的含尘气体时，如没有保温措施（特别在冬天），会因结露而造成“糊袋”。用于净化有腐蚀性气体时，滤料会很快受到腐蚀，在处理高温烟气时缺乏降温措施。设备运行阻力大，一般压力损失为20003000Pa。造成能源的巨大消耗。由于结构设计和现场操作的不科学、不合理，造成滤袋寿命短。开发研制新型布袋除尘器具有十分广阔的市场应用前景，国内火电厂使用静电除尘器的比例占99以上，几乎全部需要改造。布袋除尘器在矿山、水泥、钢铁冶金、粮食、机械等行业除尘领域也得到广泛的应用。采用新型布袋除尘器无论在新上项目还是除尘设备改造上，都有
10、巨大的经济效益。另外，当前我国每年烟尘排放量约1000万吨，其中微细尘粒（小于10微米）排放量超过500万吨，微细沉粒是影响城市大气质量和能见度的主要因素，并严重危害人体健康。开发研制新型高效的布袋除尘器将会创造巨大的社会效益。根据国家环保总局测算，我国环境问题所造成的损失约占国民生产总值的10%，污染问题已经十分严重，因此环保要求也日趋严格，国家已经对烟尘及SO2 的排放提出更加严格的要求，我国十分重视环境保护工作，强调在经济发展的同时，必须做到科学的保护环境，合理利用资源，努力防止“三废”污染和公害发生。近些年来，我国环保工作取得显著成绩，环保治理技术取得长足进步。但是，环保的关键在于预防
11、，过去二十年的经验已经说明了“先污染，后治理”的方案的错误。要做好预防工作，就必须限制烟尘向大气中的排放量。这个排放量的高低与否需要那些先进的除尘设备来保证，因此，增加对除尘事业的投入，加强对除尘设备的研发与改进，已是环保事业的一部分，是一项维护社会与环境和谐的工作。1.3袋式除尘器的发展及研究现状 袋式除尘器早在19世界80年代就开始应用，自Betn工厂的机械振打袋式除尘器取得德国专利(1881)己有一百多年的历史，直到1957年T. VReinauer发明的脉冲袋式除尘器，被认为是袋式除尘技术的一次重大发明，至今仍保持旺盛之。当时使用的袋式除尘器只是挂一些袋子，上口导入含尘气体，正压操作，
12、定时人会拍打并在下口回收粉尘。1890年后普遍采用机械振打清灰法。1950年出现气环反吹袋式除尘器，除尘装置实现连续操作，使用气量提高数倍，滤袋压力损失稳。袋式除尘器的使用主要还是应用在物料的回收方面，自上世纪70年代以后由于环境保护的要求，袋式除尘器越来越多的应用到电力、钢铁、水泥和化工等领域。70年代以后，袋式除尘技术得到了广泛应用并逐渐向大型化发展，美、日及欧洲等国家和地区，相继开发了大型袋式除尘器应用于燃煤电站锅炉、干法水泥回转窑窑尾除。澳大利亚从20世纪80年代开始实施“电改袋，工程，己实现80%火电厂采用袋式除尘;欧洲和日本的袋式除尘器的使用比例近50 % ;目前美国电力行业已开始
13、利用袋式除尘器控制汞的排。我国袋式除尘技术起步于上世纪六七十年代，90年代至今，是我国袋式除尘技术的迅速发展期，袋式除尘器应用飞速增加。2006年我国己成为全球袋式除尘器及滤袋市场增加最快的地。我国袋式除尘器整机台数及滤袋年使用数量仅次于美国和欧洲，有发展成为全球最大市场的趋。袋式除尘器是治理大气污染的高效除尘设备，对减少气溶胶对大气的污染起重要作用，在化工、冶金、矿山、机械、水泥、粮食、制药、轻工等行业已得到广泛应用，它主要用来捕集细小、干燥的非纤维性粉尘，袋式除尘器的粉尘排放浓度可达到lO mgm3以下。降低气流流通阻力及延长滤袋的使用寿命，减少振动和噪音，是袋式除尘器需要解决的问。随着人
14、类对环境质量与生存的认识不断加深及技术进步，袋式除尘器的清灰技术及袋滤技术得以迅速发展与提高。目前袋式除尘器对工业废气中微粒粉尘的控制，尤其是对高温冶炼和燃料燃烧生成的高活性微粒粉尘的控制，从技术上已日趋成熟。其对粒粉尘的除尘效率在99 % 以上，且规格齐全，适用范围广，不受粉尘比电阻的影响，不存在水污染问题。在采取其他技术措施的条件下，可同时洁化工业废气中的固、液、气三类污染。目前，生产中应用广、市场占有率高的大型袋式除尘器是反吹风大布袋除尘器、回转反吹扁袋除尘器和脉冲喷吹袋除尘器。表1 为这3 种大型设备的结构性能对比。图1.1 袋式除尘器结构性能对比 我国袋式除尘主机技术的发展主要体现在
15、袋式除尘器对于烟气的高温、高湿、高浓度以及微细粉尘、吸湿性粉尘、磨琢性粉尘、易燃易爆粉尘有了更强的适应性;并且在加强清灰、提高效率、降低能耗、减少故障、方便维修方面达到了更高的水平，尤其是在处理200万/h烟气以上的超大型袋式除尘器方。我国大型袋式除尘技术的发展主要体现在钢铁、水泥和电力行业等应用领域。 转炉炼钢二次烟气和电炉烟气均采用的是脉冲袋式除尘器，也是钢铁行业除尘器大型化的应用场所，处理风量达100万一150万/h。转炉烟气的一次除尘目前大多还采用的是湿法，从节能减排政策的要求来看，用袋式除尘取代湿法意义重大，但因为安全方面等技术瓶颈，该问题成为世界性难题，需要攻。 水泥行业袋式除尘器
16、设备的大型化应用进展显著，生料磨、水泥磨、窑头、窑尾用袋式除尘器的处理风量越来越大，从几十万/h, 100多万/h到近200万/h;尤其是窑尾袋式除尘器。 电解铝行业主要采用袋式除尘烟气净化技术，随着电解槽的加大，处理100万一300万/h风量的超大型袋式除尘器也将越来越多。 目前我国火电厂燃煤锅炉近80%的烟气除尘设备仍采用电除尘器，但随着排放标准的严格，袋式除尘器的应用比率迅速增加。国内200MW和300MW机组使用袋式除尘器案例较多，并已有几台600MW机组采用袋式除尘器。处理能力可达400万/h，排放浓度一般可以控制在20mg/以下。进入21世纪由于环境保护标准更加严格，加上煤质变化等
17、因素，原燃煤电厂锅炉单一采用静电除尘将难以达到环保要求，因而采用静电除尘技术与过滤机理相结合新型复合式袋式除尘器得到了进一步的研究和发展。电袋组合除尘器具有高效低阻等优点，在电力行业形成了热点，但仍需要进一步提高技术性能。 总体看来，袋式除尘设备对其性能也提出了更高的要求，袋式除尘器不仅要满足工艺要求而且还要有良好的技术性能指标。第 49 页 共 51 页2袋式除尘的基本技术原理2.1袋式除尘概述袋式除尘技术通常是指利用滤袋进行过滤除尘的技术。滤袋的材质有天然纤维、化学合成纤维、玻璃纤维、金属纤维或其他材料。用这些材料织造成滤布，再把滤布缝制成各种形状的滤袋，如圆形、扁形、波纹形或菱形等。用滤
18、袋进行过滤与分离粉尘颗粒时，可以让含尘气体从滤袋外部进入到内部，把粉尘分离在滤袋外表面，也可以使含尘气体从滤袋内部流向外部，将粉尘分离在滤袋内表面。含尘气体通过滤袋分离与过滤完成除尘过程。粉尘经滤袋被过滤分离所受到的力在各种除尘技术中是最复杂的。尽管有许多过滤分离的表达方程式，但不足以定量表示符合实际结果的除尘效率、过滤阻力等各种因果关系。所以说，袋式除尘技术是一种料学和实践经验完美结合的产物。利用袋式除尘原理进行除尘的设备称为袋式除尘器。袋式除尘器是最早出现的除尘设备之一，一百多年前人们就用简单的挂袋，上口进气下口排尘，定期人工拍打，完成除尘过程。1881年贝特工厂的机械振打清灰袋式除尘器取
19、得德国专利权。20世纪40年代出现了逆气反吹清灰袋式除尘器。1950年气环逆喷清灰实现了袋式除尘器的连续操作。1957 年美国粉碎机公司利奥尔发明了脉冲袋式除尘器，促进了袋式除尘器的进步。袋式除尘器的突出优点是除尘效率高，运行稳定，适应性强，因此，应用中倍受青睐。它的应用数量约占各类除尘器总量的6070。2.1.1袋式除尘的原理及过程袋式除尘是采用过滤技术将空气中的固体颗粒物进行分离的过程。袋式除尘设备是采用过滤技术进行气固分离的设备。空气过滤技术目前主要有纤维过滤，膜过滤和颗粒过滤。三种过滤技术分离机理不同，但都能达到气固分离的目的。袋式除尘是纤维过滤，或膜过滤与颗粒过滤的组合。袋式除尘设备
20、的除尘机理是粉尘通过纤维时产生筛滤、碰撞、钩住、扩散、重力和静电等效应而被阻留，从而得以捕集。简单的袋式除尘设备原理构如图 2-1 所示：图2.1 袋式除尘设备原理图含尘气体从下部进入滤袋，在通过滤料的空隙时，粉尘被捕集于滤料上。透过滤料的清洁气体由滤袋的另一侧排出口排出。粉尘因截流，惯性碰撞，静电和扩散等作用，聚集在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉尘初层。粉尘初层形成后，它成为袋式除尘设备的主要过滤层。提高了过滤效率。滤布只不过起着形成粉尘初层和支撑它的骨架作用。沉积在滤料上的粉尘，可在机械震动，逆气流反吹的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗中。2.1.2附灰层概论由过滤除尘的机理可知附灰层在实际除
21、尘过程中起了非常重要的作用。附灰层包括稳定附灰层（粉尘初层）和不稳定附灰层（在一定情况下需清除掉的部分）。滤袋表面的一层剩余附灰层（粉尘初层），是经过长时间形成的。效果好的清灰方法，就是在整个滤袋表面上去掉新增附灰层即不稳定附灰层，而不伤及滤袋表面的剩余附灰层。滤袋表面的附灰层由大小不同的烟尘颗粒组成，具有各种结构性质和孔隙性质，在正常情况下，它影响布袋除尘设备的除尘效率和阻力，决定运转性能。滤布是形成粉尘层和支撑粉尘层的骨架。1过滤除尘过程中附灰层的影响1)附灰层足够厚时可以实现很高的除尘效率。2)附灰层薄或多孔隙时，透气性好，除尘阻力和除尘效率低。3)附灰层比重大时清灰时表现的惯性大，受震
22、后容易和布袋表面分离，加强清灰效果。4)附灰层粘性大时，不易清灰，阻力也高。2附灰层的生成过程附灰层的生成过程，大致可分为以下三个阶段：1)新滤布开始使用后的几分钟或几小时里，烟尘填塞滤布孔隙过程。2)滤布使用几个星期或更长一些时间后多次清灰直至建立稳定的剩余附灰层为止。3)每次从滤袋清下的灰量，约等于后一次清灰前积附在滤袋上的灰量，而且在清灰条件不变的情况下，阻力也相同。此时附灰层的结构基本稳定。形成稳定的附灰层（粉尘初层）。2.1.3典型除尘系统的组成一般袋式除尘系统由尘源捕集及控制装置，管道，风量调节装置，温度调节装置，除尘设备，风机、烟囱等及部分组成。其工艺流程如图 2-2 所示：尘源
23、温度调节装置袋式除尘设备风机烟囱图2.2 袋式除尘系统工艺流程典型的袋式除尘设备有尘气室，净气室，滤袋，清灰装置，卸灰装置五部分外加输气管道，动力设备，控制设备组成控制。控制、过滤、清灰是袋式除尘设备的三大组成部分，前者是袋式除尘设备的控制核心，后两者是执行结构，是除尘设备的主要部分。这三个方面的技术互相促进，协同发展，推动着袋式除尘技术的不断进步。其中，滤袋是袋式除尘设备的主要组成部分，通过滤袋的过滤，使含尘气体得到净化，滤料的阻力在除尘设备中占有很大的比重，有时高达75%。因此，袋式除尘设备的性能在很大程度上取决于滤料的性质。滤料的性能，主要是指过滤效率，透气性和强度。这些都与滤料材质和结
24、构有关。根据袋式除尘设备的特点和粉尘性质，对滤料的要求是：容尘量大；清灰后还保持一定量的粉尘，以保证高效率；透气性好，过滤阻力小；抗褶皱，耐磨，耐腐蚀，耐高温，使用寿命长，吸湿性小，容易清除吸附的灰尘。2.2袋式除尘器的主要性能除尘设备主要以它的除尘效率和处理气体量以及设备造价来衡量其优良程度的，下边，简单介绍了袋式除尘设备的主要性能指标和影响因素，指出了清灰方式是除尘设备过滤效率及出口烟尘浓度的重要影响因素。2.2.1影响过滤效率的主要因素1滤袋的选择。滤袋应选择耐磨耐高温的材质，有玻璃纤维布毡、针刺毡等，选择时应考虑到滤袋的耐磨性、耐用高温以及费用等因素。不同的滤料结构其滤尘效率是不同的。
25、不起绒的素布滤尘效率最低，且清灰后效率急剧下降。呢绒滤料（如呢料、毛毡等）的容尘量大，能够形成强度高和较厚的多孔粉尘层，且有一部分粉尘形成永久性容尘，因此滤尘效率高，清灰后效率降低不多，但存在清灰困难的缺点。2温度的控制。一般滤袋承受温度为200所以处理设施进口温度应控制在200以下，通过长烟管后的烟气到达除尘箱体时，温度都能降到200以下，特殊情况时，可进行水冷，在总烟管处安装冷却器。3风机选用。引风机比送风机效果好。4漏风与阻力。理论上计算袋式除尘器除尘效率达99%，但实测中达不到，主要是漏风和阻力的影响，漏风率越低，除尘效果越好；阻力对除尘效果有一定影响，经常清空滤袋，减少阻力，可提高除
26、尘效果。5设备维护。仪器设备及布袋容易损坏应及时维修和更换布袋。6过滤速度。它定义为烟气实际体积流量与滤布面积之比，所以也称为气布比。过滤速度是一个重要的技术经济指标。从经济上考虑，选用高的过滤速度，处理相应体积烟气所需要的滤布面积小，则除尘设备体积，占地面积和一次投资等都会减小，但除尘设备的压力损失却会加大。从除尘机理看，过滤速度主要影响惯性碰撞和扩散作用。选取过滤速度时还应考虑与捕积粉尘的粒径及其分布。一般来讲，除尘效率随过滤速度的增加而下降。另外，在13m/min气流速度下，除尘效果最佳，一般风速控制在24m/min。7面积越大，除尘效率越高，但造价会相应提高。所以应预先计算风量，已便合
27、理确定除尘面积。2.2.2出口烟尘浓度出口烟尘浓度是衡量除尘设备的另一主要性能指标，一般情况下，环保技术部门都是通过实测来获得出口烟尘浓度来监测环境是否达标，因此，除尘设备的出口烟尘浓度设计必须达到环保部门规定的要求。2.3袋式除尘器的特点1除尘效率高，特别是对微细粉尘也有较高的除尘效率，一般可达99。如果在设计和维护管理时给予充分注意，除尘效率不难达到99.9以上。2适应性强、可以捕集不同性质的粉尘。例如，对于高比电阻粉尘，采用袋式除尘器比电除尘器优越。此外，入口含尘浓度在一相当大的范围内变化时，对除尘效率和阻力的影响都不大。3使用灵活，处理风量可由每小时数百立方米到数十万立方米。可以做成直
28、接安装于室内、机器附近的小型机组，也可以做成大型的除尘器室。4结构简单，可以因地制宜采用直接套袋的简易袋式除尘器，也可采用效率更高的脉冲清灰袋式除尘器。5工作稳定，便于回收干料，没有污泥处理、腐蚀等问题，维护简单。6随着新型耐高温材料的发展，应用范围越来越广。7处理风量大时，占地面积大，造价高。8滤料是袋式除尘器中的主要部件，其造价一般占设备费用的1015左右需定期更换，从而增加了设备的运行维护费用。2.4袋式除尘器应用前景虽然我国在锅炉上应用袋式除尘器还不多，但是随着我国经济的持续稳健发展，燃煤锅炉烟气治理的袋式除尘器产品必将迎来巨大的发展机遇。因为：1对环境保护要求日趋严格，促使我国钢厂烧
29、结机除尘方面使用袋式除尘器。日前世界上一些工业发达国家在烧结机除尘方而应用袋式除尘器是相当多的。他们解决了袋式除尘器在使用中出现的一些问题，烧结机应用袋式除尘器成为一项成熟的技术而推广。 2通过工程实践，烧结机机尾烟气处理采用布袋除尘器是完全可行的。国外烧结机上使用袋式除尘器己是相当普遍了，滤袋使用寿命也很长，一般都超过2年，有的甚至达到6年以上。3它除尘效率高一次性投资省，设备，占地小(相对于四电场以上静电除尘器)。运行成本及排污收费低。尤其是近年来，随着制造技术的发展，滤袋的腐蚀、磨损等问题都得到了有效地解决，为袋式除尘器的应用提供了有力保证。4除尘器的运行、故障及异常诊断均采用自动化监控
30、管理，使其操作管理较简便。所以，在烧结机上应用袋式除尘器来净化烟气，在技术上是成熟的，在经济上是可行的。我们相信只要针对锅炉烟气的具体条件采用适应的设备部件、运行方法和设计，对除尘器的制造质量严格要求.加强日常的维护管理，锅炉应用袋式除尘器肯定能取得良好效果。2.5脉冲袋式除尘器原理、构造及特点2.5.1脉冲袋式除尘器的工作原理 图2.3脉冲袋式除尘器的工作原理图脉冲袋式除尘器主要由净气室(上箱体)、尘气室、灰斗、喷吹装置、滤袋及滤袋框架、输灰装置等部件组成。含尘气体由除尘器进风口进入沉气室后，由于气流断面的突然扩大，气流中一部分大颗粒粉尘因惯性而落入灰斗，颗粒小的粉尘进入滤袋室后，通过筛分、
31、惯性、粘附、扩散和静电等作用而被收集、阻留在滤袋外侧，净化后的气体则进入袋内汇集到净气室，经出口管道排出。滤袋内有骨架，防止负压运行时被吸瘪。滤袋经一定过滤操作时间后，由于粘附等作用，尘粒在滤布网孔间产生架桥现象，使气流通过滤布的孔径变小，滤布网孔及表面迅速截留粉尘形成粉尘层。随着滤袋外表面的粉尘不断增加，设备阻力上升，当运行到设定的时间或压差达到设定值时，压力控制仪发出信号，喷吹装置工作，压缩空气从气包通过脉冲阀经喷吹管上的喷嘴射入各滤袋内由于膨胀产生的加速度和反向气流的作用，附在滤袋外表面的粉尘脱离滤袋落入灰斗，经输灰装置排出。喷吹结束后，滤袋即恢复过滤状态。2.5.2脉冲袋式除尘器的构造
32、该设备主要由除尘过滤系统、抽风系统、电气控制系统、反吹清洗系统、物料集收系统、动力电源系统等构成。除尘主要是在除尘过滤系统进行的，该系统是由纤维材料制成的布袋，按一定几何形体排列的筒构成。除尘箱体的上部是气动控制阀、冲洗吹管、气动减压装置等。除尘箱体的下部是锥形贮槽和回收料桶。1除尘过滤系统含有粉尘的空气由抽风机从入口处吸进，这些空气碰到按一定顺序排列的除尘布袋的圆柱形外表面，使空气中的尘颗粒不断地被吸附在布袋上，按这样的原理逐步净化，直到过滤干净为止。使用一定的时间后，吸附在布袋上的粉尘颗粒逐渐增多，使引风机阻力增大，除尘效果就减弱，引起除尘布袋内外部的压差增大。压差计是反映布袋内部压力与外
33、表面压力差值的仪表。它利用电-气转换的原理，用电信号来控制气动装置。它的数值直观地反映出布袋上所吸附粉尘的多少。我们可以根据不同的介质，不同的工作环境，设定压差计上的数值范围，当压力差超过此范围时，抽风机停止，气动装置动作，反吹清洗开始。2反吹清洗系统反吹清洗装置是清洗过滤布袋上灰尘所采取的有效措施。该系统是以高效的空气转换原理为基础的，经过减压(压力为0.20.3MPa)的压缩空气和按最佳交叉管线排列的吹气口，保证把空气吹到各个布袋里。在机体的外面装有控制阀，这些阀通过程序控制，按照一定的规律打开和关闭，从而布袋就按一定的顺序被反吹清洗。此外，这些过滤袋容易检查和维修，可根据过滤介质的物理性
34、质和条件，特别是被过滤气体的温度选用不同材质的过滤布袋。经减压后的空气作为气源经接口联接控制阀。金属阀盘可关掉来自于清洗腔内的空气及其它的控制系统。反吹时可在0.01s的时间内把阀盘打开。当阀体控制腔(阀盘右边的空间) 关掉时，控制阀通过接口的气动力滑到控制隔板上，由控制系统直接支配，同时布袋清洗空气接到支架上。由于弹簧的作用力，阀盘首先关闭(主要是由于控制腔内，阀体和阀盘之间产生的压力作用而使阀盘关闭)。当滑动控制阀盘由于阀控制系统的作用开通时，空气从控制腔内排出。由于来自支撑端的压力，阀盘打开，现在阀腔内空气经清洗腔和清洗管线和喷气嘴进入过滤袋进行反吹清尘。大部分空气经过减压阀接到接口处进
35、入空气清洗腔。强有力的空气通过喷嘴进入各个布袋按一定的设计顺序进行吹洗，完成一个吹洗周期。弹簧的复位和滑动隔板的再次关闭引起阀盘的关闭，阀腔再次充气。经过一定时间后，控制实施下一排袋子的清洗。3气源控制系统清洗阀的气源接口必须保证在清洗操作的短时间内关闭和开通，这个动作是通过电子控制器控制的二位三通电磁阀来实现的。过滤袋用的清洗空气(控制系统所用的空气)以及机体所需的各种控制空气都要经过减压装置方可使用。气源压力大约为0.3MPa，用于控制系统的气源压力大约为0.07MPa。所需的压缩空气可用专门的空压机，也可接压缩空气网，不论接什么气源一定要满足压力要求。气源上应装过滤集水器、减压阀、截止阀
36、、安全阀以及其他安全保护设施。所需的压缩空气的量与吹洗的时间成正比，清洗的时间周期是根据所过滤气体的干净程度来确定的，过滤的气体越脏，阻力就越大，反吹的频率就越高，清洗空气的需要量就越多；反之，清洗空气的需要量就越少。2.5.3脉冲袋式除尘器的主要特点脉冲袋式除尘器是一种周期性的向滤袋内或滤袋外喷吹压缩空气来达到清除滤袋积尘的袋式除尘器。它具有处理能力达，除尘效率高，滤袋使用周期长的特点。2.6滤料滤料是袋式除尘器的关键组成部分，其造价约占设备费用的1015。袋式除尘器的除尘效率、压力损失、清灰方式以及使用寿命等均与滤料种类有很大关系。因此，在设计和使用袋式除尘器时必须正确选用滤料。2.6.1
37、几种常用高温滤料滤料作为袋式除尘器的核心部件之一，其发展及应用越来越受到人们的关注。以往袋式除尘器在烟气净化上得不到推广应用有多方面原因，滤料便是主要影响因素之一。众所周知，我国在上世纪70、80年代曾有过使用袋式除尘器失败的教训。当时受国内过滤材料技术限制，滤料种类有限，滤料的质量和生产技术较差，在应用上短期内经常出现滤袋烧毁、损坏、老化等现象，致使更换滤袋频繁，经常要停机检修，大大降低了工作效率，此后袋式除尘器在电厂的应用几乎是一片空白。究其深层原因，除了设计和管理上的问题外，滤料性能差是一个主要原因。当时的滤料在耐高温、耐酸耐碱性和抗水解方面与现在的滤料性能相差较大，而且滤料品种少，很少
38、有某种滤料具有多方面优良的性能，致使袋式除尘器应用技术停滞不前。当前常用的耐高温滤料纤维有玻璃纤维和合成纤维PPS(聚苯硫醚纤维)、P84(聚酰亚胺纤维)、Nomex(芳纶)、PTFE(聚四氟乙烯纤维)等针刺毡，而且还可以根据烟气参数等使用条件选用复合滤料针刺成毡，如上海博格工业用布厂生产的FMS(氟美斯，玻璃纤维+P84+PPS)系列和HBT(超细PPS+P84+玻璃纤维)系列等产品，这大大增强了滤料选用的灵活性。根据目前滤料的使用情况，当前袋式除尘设备主要使用的滤料多为进口滤料，有Ryton(玻璃纤维+P84+PPS)和Procon(PPS)、P84、PTFE等材料针刺毡，其性能分别如下。
39、Ryton和Procon是当前较好的耐酸碱腐蚀性滤料，同时PPS纤维也具有较好的耐水解能力，特别适合在高湿的烟气中使用，其连续使用温度为170，最高使用温度为190。现在国内外常用PPS 作为烟气除尘滤料。但在使用中也发现了不少问题，PPS 滤料在200以上便会发生热缩现象，耐氧化性差，在高温时变硬且伴有不同程度的老化。Nomex滤料耐温204240，机械强度高、耐磨、耐折性好，对弱酸及弱碱具有非常好的抵抗力，当前使用量较大。但在高温烟气中，如水分含量较大，且含较多酸碱废气及杂质，如硫氧化物、氮氧化物、盐酸、氢氧化钙等，这些酸碱废气及杂质将会加速布的水解。尤其当整个集尘室处于酸碱露点下，此水解
40、破坏效应更为严重。P84耐高温性能好，可达200左右，瞬时耐温260，同时其优良的耐酸性和良好的耐碱性使其在燃煤锅炉除尘上得到广泛的应用。并且因纤维不规则的截面，其表面过滤效果佳，且清灰效果好。其缺点是水解稳定性差，容易水解老化。PTFE滤料最大的优点是其表面过滤性能和良好的清灰效果。其抗氧化、抗酸碱腐蚀能力也很强，最大的缺点是抗拉、耐磨、耐折性较差，并且价格较高。玻璃纤维滤料是传统的耐高温无机滤料，耐温可达260，但是其耐折、耐磨性能较差，在高过滤风速下，滤料寿命会有大幅度降低，当前较少单独使用。复合滤料及其使用优点：复合滤料顾名思义就是把几层机织的或非制造的材料互相叠加，再经特殊工艺处理复
41、合而成的滤料，其目的是使这种滤料具有多种滤料的优良性能，在应用中获得最大的性价比。复合滤料的结构特性：复合型耐高温针刺过滤毡的研制目的，是通过不同材料的配比和特殊的针刺工艺以及特殊的后整理加工技术，使滤料在耐高温、抗酸碱性气体腐蚀，以及耐氧化水解方面能发挥某些化学纤维的优点，同时克服单一纤维的短处，取长补短，组合成新型耐高温滤料，以适应不同工况条件下的应用。为了保证耐高温性能和强度，HBT 基布采用玻璃纤维，且基布必须具有一定的面密度；在复合滤料的表层选用抗酸碱腐蚀性较强的PPS或P84滤料，同时为了保证较高的过滤效率(尤其对于一些很细小的飞灰)，可以使用通过熔喷或热轧技术制造的超细纤维(一般
42、0.71dtex)作表层滤料；内层使用具有一定耐腐蚀性和耐高温的纤维，但是内层纤维的线密度可以适当加大，节约成本，而且在滤料深层不易积灰；另外为了使滤料具有较好的粉尘剥落性，可以在表面覆膜或通过浸泡PTFE 的方法，增加表面的光滑程度；如果滤料要克服静电影响，还可以在滤料中混入一定比例的导电纤维。总之，在精确分析烟气特性的前提下，可以通过调整各种性能滤料的搀杂比例来制成特殊场合适用的复合滤料。2.6.2几种常用高温滤料特性简要分析及选取下面通过HBT针刺毡锅炉专用复合滤料与其他高温滤料的性能对比，分析复合滤料在燃煤、电、钢厂除尘系统上应用的优点。综合各类优点选取尼龙做滤袋，上海袋式除尘设备*2
43、000型号的滤袋。1物化性能技术指标HBT与几种常用滤料针刺毡技术性能的对比参数列于表1 。表1 几种不同滤料针刺毡的技术性能比较种 类 P84 PPS Conex 玻璃纤维 HBT建议连续使用温度（干热）（） 200 170 200 200 170-200密度（g/m3） 1.41 1.34 1.38 2.54 2.020、65%RH时间回潮率（） 3.0 0.25 4.5 0 0助燃性 无 无 无 无 无耐碱性 中 好 良 中 好耐无机酸性 优 好 中 优 好耐有机酸性 优 好 中 优 优耐氧化性 优 中 差 好 优耐有机溶剂性 好 好 优 优 好HBT其他物化性能优点如下：1)复合而成的
44、HBT针刺滤料具有很高的强度：经纬抗拉强力均在2000N以上，比单一化纤滤料提高一倍左右，断裂伸长率在310%之间，尺寸稳定性好。2)复合滤料HBT的耐高温性能有了一定提高，由P84、PPS和玻璃纤维复合而成的HBT滤料耐温最高可达200。将过滤毡置于200的烘箱放置24h后，其收缩率小于0.1 %，强度基本不降低。3)HBT耐磨性有了很大提高：经平磨机检测，HBT耐磨性达22003000次，远远高于玻璃纤维滤料的538次。2过滤性能指标滤料的运行阻力通常由两部分组成：沉积的粉尘层阻力和滤料本身的洁净阻力。图24描述了常温条件下(t22.3，78%，P=1014kPa)几种高温针刺毡的洁净阻力
45、Pf 。图25为几种滤料在环境气溶胶条件下(t13.8，40.7%， P1013kPa)对PM10、PM2.5、PM1.0微细颗粒物的过滤效率。 图2.4清洁状态下阻力随风速的变化 图2.5 对PM10、PM 2.5、PM 1.0的总过滤效率滤料过滤方式通常分为表面过滤和深层过滤。HBT滤料由于表层使用了超细PPS纤维(比表面积大)，从其对PM10、PM2.5、PM1.0超细微粒的捕集效率来看，微细颗粒只有少数穿透超细纤维层，其过滤方式应该介于表面过滤和深层过滤之间。HBT具有较低的清洁阻力，这样可显著地降低运行阻力。另外，因其在玻璃纤维中混入了易于针刺加工和后处理的化学纤维，所以更利于滤料的
46、平整和密实，表面光洁度好，易于清灰。图2.6 三种过滤方式图26为覆膜滤料、传统滤料以及HBT 滤料过滤方式示意图。从图中可以看出：(a)中颗粒主要被截留在薄膜表面，几乎很少颗粒进入到滤料内部，其过滤主要靠PTFE 薄膜进行；(b)属于传统的深层过滤过程，其过滤效应由滤料纤维和深入到内部的微细颗粒共同起作用；(c)中HBT滤料表面使用了超细纤维，这层纤维起主要的过滤作用，有少数超细颗粒会进入超细纤维层，但穿透这层纤维的颗粒很少在滤料深层停留，将会被气流带走。3小结1HBT 复合滤料不但在价格上略低于当前的一些进口滤料，且使滤料的选择空间有更大的余地，对于使用条件比较复杂的电站燃煤锅炉除尘，复合滤料具有较长的使用寿命，节约运行费用。2HBT复合滤料的过滤效率仅次于FMS9806覆膜，但是其过滤阻力较FMS9806覆膜要低很多，接近于常
