脈沖濾筒除塵器的壓力損失
隨著超細(xì)粉技術(shù)的發(fā)展,在冶金、化工、輕工、電子、國(guó)防、核技術(shù)、航天都有著極其重要的應(yīng)用價(jià)值。由此,超細(xì)粉體的凈化、回收已成為與環(huán)境污染、職業(yè)安全健康、節(jié)能等相關(guān)的關(guān)注問(wèn)題。因此,有必要研究使用合理的除塵設(shè)備,提高超細(xì)粉塵的除塵效率。
脈沖濾筒除塵器的過(guò)濾風(fēng)速約為0.34m/min,而且整個(gè)除塵器的流場(chǎng)基本穩(wěn)定。一般情況下,若含塵濃度高、粉塵顆粒小,過(guò)濾速度應(yīng)取小值,反之則取高值;粉塵的粘性大、粒度小、容重小,清灰困難,過(guò)濾風(fēng)速應(yīng)取低一些,反之可取高;脈沖除塵器的清灰效率高,過(guò)濾風(fēng)速較其他清灰方式的高一些;濾筒的清灰較普通濾袋困難,所以過(guò)濾風(fēng)速取低一些。
對(duì)于超細(xì)粉體凈化,由于超細(xì)粉體比重小,粒徑小的特點(diǎn),為了提高凈化效率,應(yīng)適當(dāng)減小過(guò)濾風(fēng)速。含塵氣流由上進(jìn)入除塵器,經(jīng)過(guò)濾筒過(guò)濾,潔凈氣體由濾筒內(nèi)部進(jìn)入凈氣箱排出。這種氣流方式為順流式,含塵氣體中粉塵的沉降方向與氣體的運(yùn)動(dòng)方向相同,有利于粉塵沉降。含塵氣流從濾筒室底部或灰斗上部進(jìn)入除塵器,由上部排出稱(chēng)為下進(jìn)風(fēng)濾筒除塵器,含塵氣體自下而上的流動(dòng)方向與粉塵沉降方向相反,容易使粉塵重返濾筒表面,影響清灰效果,并增加設(shè)備阻力。
而且,水平式濾筒除塵器最大的特點(diǎn)是更換濾筒方便簡(jiǎn)單。所有濾筒只要旋開(kāi)濾筒外面的蓋板就可以從機(jī)體外面很方便地、甚至不用工具就能拆卸和安裝,做到使濾筒更換快速、簡(jiǎn)便和安全。同時(shí),工人接觸有害顆粒的機(jī)會(huì)降到最低,最大限度地提高了安全性,也減少了工人不愿進(jìn)行設(shè)備保養(yǎng)維護(hù)的情況。
脈沖濾筒除塵器除塵效率是所有除塵設(shè)備最基本最主要的性能指標(biāo)。在過(guò)濾初期由于濾料是清潔的,除塵效率較低;當(dāng)過(guò)濾一定時(shí)間濾料上有了粉塵初層后其除塵效率便隨之提高,這時(shí)除塵器對(duì)粉塵的捕集主要是通過(guò)濾料表面積聚的粉塵層起作用,與此同時(shí)設(shè)備阻力增加,系統(tǒng)耗能將加大。要保證濾料能持續(xù)有效地工作,應(yīng)定期地對(duì)除塵器進(jìn)行清灰。濾料在剛清灰后,粉塵層負(fù)荷明顯減少,短時(shí)間內(nèi)除塵效率會(huì)有所下降,清灰越徹底,則下降越明顯。但通常清灰后在濾料表面以及內(nèi)部還殘留一定量的粉塵即粉塵初層,所以仍能保持相對(duì)較高的除塵效率。
脈沖濾筒除塵器對(duì)于粒徑為0.5-5μm的超細(xì)粉體凈化效率都在99.9997%以上。過(guò)濾風(fēng)速在0.8-1.25m/min,其凈化效率達(dá)到99.9999%。除塵效率主要與濾料和粉塵初層有關(guān)。通過(guò)電鏡掃描圖看出本實(shí)驗(yàn)單層濾料的平均孔徑較大,有的甚至大于200μm,但是,由于濾料是多層錯(cuò)位疊加制成的,使得濾料的孔徑大大減小,大約為10μm。還可以看出,部分粉塵附著在濾料表面,形成一層過(guò)濾層,此過(guò)濾層會(huì)將含塵氣流中的粉塵進(jìn)行二次過(guò)濾,提高過(guò)濾效率。
濾筒除塵器壓力損失(除塵器阻力),一般用除塵器的進(jìn)出口全壓差表示。除塵器的壓力損失等于濾料阻力和除塵器的局部阻力之和。濾料阻力即是含塵氣體穿過(guò)濾料時(shí)產(chǎn)生的摩擦阻力。除塵器的局部阻力則是在氣體進(jìn)、出除塵器的過(guò)程中,由于氣體與壁板摩擦、折流、合流和擴(kuò)散時(shí)產(chǎn)生的渦流所引起的阻力。
脈沖濾筒除塵器的阻力是隨著過(guò)濾風(fēng)速的增加而增加的。過(guò)濾風(fēng)速在1.25m/min內(nèi),除塵器阻力小于300Pa;過(guò)濾風(fēng)速增大到2.0m/min后,除塵器阻力明顯增大。在2.8m/min時(shí),最大阻力為1175Pa。
設(shè)備阻力隨過(guò)濾風(fēng)速的提高和濾料上積聚的粉塵層負(fù)荷的增加而增加,并隨濾料的結(jié)構(gòu)和過(guò)濾時(shí)間而變化。脈沖袋式除塵器阻力一般1000-1500Pa,脈沖濾筒除塵器阻力一般在1000Pa以下。
隨著過(guò)濾的進(jìn)行,濾料上的粉塵層逐漸增厚,阻力便相應(yīng)增加,這時(shí)如不及時(shí)清灰,就會(huì)使阻力一直上升,致使風(fēng)機(jī)運(yùn)行風(fēng)量減少;同時(shí)由于濾料上的壓差增大至一定程度時(shí),粉塵的穿透量就會(huì)增大,并可能使濾料縫隙間的沉積粉塵被抽走而使除塵效率降低。所以設(shè)備阻力達(dá)一定值時(shí)就必須清灰,以便將阻力控制在一定范圍內(nèi),從而保證除塵器正常工作。
實(shí)際上,濾料清灰后其阻力只能降低到清灰前的20%-80%,這是因?yàn)榍寤也荒芷茐臑V料上的粉塵初層。在同樣條件下,采用高能量的清灰方式(脈沖噴吹、氣環(huán)反吹等)的設(shè)備阻力低于采用低能量清灰方式(機(jī)械振動(dòng)、逆氣流等)。一般情況是,脈沖噴吹濾筒除塵器的壓力損失在使用初期時(shí)增加較快,經(jīng)1-2月運(yùn)行后便趨于穩(wěn)定,以后雖有增加但很緩慢,大多數(shù)情況可以認(rèn)為是保持定值。
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