| 袋除尘器的主要缺点就是需要定期换袋，增加了运行费用和维护工作量，给用户带来不便，滤袋寿命是袋除尘器主要考察指标之一。滤袋寿命不仅仅与滤料材质有关，更与除尘器使用条件，除尘器结构，工作机理等诸多因素有关。特别是玻纤袋，虽然耐高温(230~280℃)，但不耐磨、不耐折、不耐碱，抗折性差是其致命弱点。下面结合我司研制的高温高湿袋除尘器，讨论如何增加玻纤袋的使用寿命。1 气流方向进气气流是向***动好，还是向下流动好呢？设想将气体入口设在袋室底部，气流自下向***动时，含尘气体进入除尘器后，*重的灰尘立即沉降到灰斗中去，从而减少织物磨损和延长清灰的间隔时间。因为清灰时分隔室是关闭的，不会使灰尘迎着向上的气流下落。而且如果进气气流是向下流动，顶部需要增加花板，造价较高，由于除尘器有上下两块花板，不便于调节滤袋张力。从这些方面看，气流向***动的设计是合乎逻辑的，并能降低造价。在向***动时，粉尘能够直接落入灰斗，不经织物捕集的粒子粒度要由滤袋入口的气流速度决定（就大部分除尘器的应用情况来看，这个粒度在3微米左右）。因此，根据粒子粒度分布情况选择向上或向下流动，会减小灰尘层的平均重量。大于极限粒度占多数的灰尘更适宜于采用气体向***动的方式。高温高湿烟气所含粉尘细度视物料而异。高温高湿袋式除尘器采用下进气方式，并设置导流装置及气流膨胀室，将大颗粒粉尘直接导入集灰斗，从而减轻了滤袋负荷，减少了粉尘颗粒对滤袋的磨损（特别是对于颗粒较粗，质地坚硬，表面呈不规则棱角状的粉尘）。2 滤袋长径比??滤袋长径比是衡量袋除尘器性能的一个参数，一般为10~60。大部分圆筒滤袋的直径是120~300毫米。除了和直径的关系以外，滤袋长度还受如下一些条件的限制：（1）滤袋向上伸长，由织物支承的重量加大，张力亦加大。如果滤袋顶部的张力太大，可能把袋口线缝拉出破洞来；（2）滤袋延长，除尘器外壳也要延长，其构件强度就得增加；（3）清灰使滤袋长度受到限制，滤袋越长，端口就越容易损坏。一般而言，清灰需要的能量比长度增加得更快；（4）在清灰时不停止过滤的滤袋，必然有一部分下落的灰尘再次被织物捕集。滤袋愈长，这种再次沉积物愈多。在清灰时停止过滤的滤袋，清灰后需暂停，以允许灰尘沉降到灰斗中。滤袋愈长，清灰的分隔室恢复工作愈慢；（5）过长的滤袋，安装、维护、检查不方便。目前反吹风袋除尘器滤袋一般*长为12米。3 滤料的表面处理玻璃纤维滤料能耐较高温度，抗拉强度大，但耐磨性、抗折性差，不耐水解，故一般玻纤滤料需用有机硅油等进行处理，使之润滑，以减少滤袋清灰时纤维与纤维的摩擦阻力。在研究滤袋损坏问题时，发现当粉尘沉积在纱线的纤维中间后，清灰时就会阻碍滤袋各根纤维的相对运动，结果大大减少滤袋的使用寿命。就是因为这时纱线就象单根纤维，而不是一束纤维那样被迫弯曲之故。用水和去垢剂洗涤织物，除去粉尘，滤布就恢复原来的强度。这说明使用有机硅油作为润滑剂，让各根纤维在滤袋折曲时可以互相滑动的重要性。有机硅处理除了可以减少纤维间的摩擦，延长滤袋寿命外，还可以使织物易于清灰和防止滤袋吸湿。当然，也可采用表面覆膜方法，但会使成本大大提高。美国杜邦公司开发的Tefaire复合针刺毡，是用细玻璃纤维与聚四氟乙烯（PTFE）纤维紧密混合后、针刺在用100%PTFE复丝纱或单丝纱织成的 布上形成。低摩擦的PTFE纤维的“干润滑”效果有助于保护细的玻璃纤维，防止其过早断裂。美国Menardi公司新开发出SDF处理技术，因为织物的纱线间距和膨化表面都会存在一些肉眼观察不到的差异，可能造成滤袋堵塞或泄漏，利用SDF处理技术来固定织物的组织和密化膨化纤维，使整个滤布表面的孔隙更均匀，以达到更大的气流量、更均匀的流速、更低的压降、更好的透气性和更均匀的粉尘过滤层，从而使收尘效率比标准滤布提高了10%。同时，由于组织均匀，滤布的耐撕裂、耐拉伸和耐磨性能更好，从而具有更长的使用寿命。高温高湿袋除尘器滤袋采用了抗结露配方，在此配方中采用有机硅类憎水剂，用它处理的滤料，具有憎水、耐折、耐磨等性能。4 过滤风速与气流均布4.1 过滤风速过滤风速是决定除尘器性能的一个重要因素。太高，会造成压力损失过大，使滤袋堵塞和迅速损坏。玻纤袋除尘器净过滤风速一般在0.5m/min以下。一般来说，对于粉尘浓度高、颗粒细、磨损性大的含尘气体，过滤风速应取小一些。4.2 滤袋入口气流速度也称“灌入速度（can velocity）”，它的大小对滤袋被过滤的含尘气体磨损、以及因脉冲清灰而脱离滤袋的颗粒物随气流重新返回滤袋表面有影响。滤袋的长径比影响入口气流速度。在内侧过滤的圆筒形滤袋入口气流速度Ui为：其中：Us—过滤风速例如，当过滤风速Us=0.5米/分，长径比L/D=45时，入口速度Ui一般取90米/分。这个速度是许多袋除尘器的典型速度。当气流向***动时，入口速度愈大，愈会把大粒子带到滤袋中去。这样，灰尘沉积物增加得就愈快。因此应尽量减小滤袋入口气流速度。4.3 气流均布前面所述过滤风速和灌入速度二者的数值在袋式除尘器内各处都应保持一致。如果按0.45m/min的过滤风速设计的袋式除尘器中气体分布不均匀，以致一个分隔室中以不到0.45m/min的气布比运行，而在另一分隔室中可能以超过0.7m/min的气布比运行，则该除尘器是很难正常运行下去。同样，如果设计的灌入速度平均值为70m/min，但因入口气体分布不良，袋式除尘器系统的某些部位达到150m/min或更高的灌入速度，而其他部位则是空气死区或有逆流。这样就会导致滤袋过早地损坏。对于较长滤袋，还要求气流沿滤袋长度方向分布均匀。因此，在袋式除尘器中采取某些使气流均布的措施是很重要的。高温高湿袋式除尘器采用下部进气，进气和排气管道均采用“梯形”设计。进气管道是敞开式的，“敞口”与灰斗相通，可避免进气管道内粉尘积灰。高温高湿袋式除尘器的进气管道和导流板的设计，对气流起到均匀分配的作用，所以保证了每个袋室气流均匀分配、压降平衡，有利于提高滤袋的使用寿命。5 滤袋安装的松弛量滤袋安装的松弛程度和滤袋的寿命有关。当滤袋有积尘时，会伴随着许多重要现象：滤袋上粉尘层的重量是变化的；通过折曲区域的气流速度高于标称气流速度，故滤袋在折曲区域易发生损坏；试验表明，把滤袋的松弛量从高的数值减少到一定值时，滤袋寿命延长约一倍。再减少松弛量，滤袋张得过紧，由于一些未知的因素，耐用性又降低。这些数据说明了需要严格控制这一变量。玻纤袋在挂袋时采用专用工具，用25~30公斤拉力将滤袋张紧为宜。6 适度清灰对于负压操作玻纤袋除尘器，多采用反吹清灰,主要是利用风力使滤袋内、外静压改变，造成袋外静压高于袋内静压。滤袋因受压力被压缩变瘪，从而破坏了滤袋表面的积灰层，即所谓缩袋清灰。清灰力度直接影响到滤袋寿命。6.1 避免过度清灰滤袋缩瘪程度可分为二个状态,*状态：清灰过程一旦开始，袋室为正压，灰斗为负压，滤袋由上而下逐步被压变瘪，整个滤袋因受重力作用自由下垂，其断面形状很不规则，一般呈扁状。第二状态：随着滤袋清灰作用的延续，此时滤袋受反吹风压的作用被挤压上提，其上口受力*大呈锥形滤袋处于这两种状态，其受力的情况有本质差别，对滤袋使用寿命的影响程度也各不相同。处于第二状态，滤袋的上下口因受力而发生折曲，很容易破损，因此在缩袋清灰时不允许滤袋进入第二状态。6.2 避免清灰不力若袋除尘器清灰效果差，滤袋形成的阻力表现为袋内外压差过大，增加了滤料内部的张力，再加上粉尘层重力的作用，*终导致滤袋被涨破。选择恰当的清灰模式及清灰参数对滤袋寿命***重要。为了防止滤袋坍陷以后织物挤在一起，可在袋内装上若干个环，把滤袋撑起来，这样就能让脱落下来的灰尘不受阻碍地自由落入灰斗。但防瘪环易与滤袋产生磨擦，且由于高温高湿烟气水份大，腐蚀性强，不宜采用防瘪环。因此高温高湿袋除尘器考虑应用脉动空气。如图3所示，清灰时先通过温和的反向气流，于是滤袋坍陷，然后再用短促的脉动气流使滤袋产生振动，让灰尘自由下落。由于高温高湿袋除尘器采用“组合状态”清灰模式，在保护第二过滤层同时，也保证了良好的清灰效果。滤袋处于这两种状态，其受力的高温高湿袋除尘器阻力一直稳定在1200-1400Pa。7 对滤袋入口气流进行干扰7.1 玻纤袋口破损原因玻纤袋破袋多发生在袋口处，这主要由于两方面原因，一是玻纤袋耐磨性和耐曲挠性差，一般袋除尘器扎袋圈在扎袋口处焊一圈圆钢，曲率半径较小，一旦锈蚀，易将滤袋口磨穿。二是滤袋入口处风速较高，一般为90m/min，对袋口部位产生较强烈地冲刷作用。在捕集磨蚀性灰尘时，滤袋的靠近入口部分磨损得比较厉害。7.2 扰流型扎袋圈设计措施据以上分析，防止滤袋口破损主要采取下述措施：一是扎袋口避免焊接，采用光滑过度曲线，从而避免磨破滤袋。二是对入袋口气流进行干扰和诱导，即所谓“扰流”，避免对袋口产生直接冲刷。三是将滤袋入口流速控制在50m/min以下，且扎袋圈向花板下部延伸，减轻粗颗粒粉尘对袋口的磨损。四是建立合理的清灰制度，以免滤袋被过度吸瘪导致袋口折损。 7.3 扎袋圈内气流流场分布我院新型烘干机袋除尘器扎袋圈结构如图4所示。气流进入扎袋圈，受到扎袋口圆弧曲面的扰动作用，产生汇聚，在较远处逐渐扩散并衰减，从而有效地保护了袋口免遭气流强烈冲击。8 控制糊袋事故发生在保证排放浓度的前提下,如何防止水份在除尘器内滞留积压，减小粉尘粒子与滤袋的粘附力,避免发生糊袋事故？烟气的露点有“酸露点”与“空气露点”两种。高温、高湿烟气中含有一定水份时，“空气露点”一般在40～60℃以下。高温、高湿烟气中含有硫的氧化物和水份时，形成了酸露点，酸露点温度受烟气中硫的氧化物含量影响*，硫的氧化物含量愈高，酸露点温度就愈高，一般酸露点要比空气露点高得多，如燃煤锅炉、垃圾焚烧炉烟气酸露点可高达120～130℃。烟气酸露点温度可查阅有关手册或按下式近似计算：TYJL=186+20LOG(VH2O)+26LOG（VSO3）式中：TYJL—烟气酸露点温度 ℃；VH2O—烟气中水蒸汽体积浓度 %；VSO3—烟气中SO3体积浓度 % 。袋除尘器一旦冷凝结露，水份即浸入粉尘层中，颗粒之间的通道被水分子堵死而使收尘器阻力大为增高，湿粉的粘性使清灰变得非常困难，结成湿饼的粉尘难以从滤袋掉下，产生糊袋，缩短滤袋使用寿命，灰斗粉尘结块难以卸灰，同时由于水汽在除尘器体内积压，大大加快了对设备本体的锈蚀。控制糊袋现象发生的措施如下：(1)保温：对进入袋式除尘器以前的高温管道及除尘器灰斗、箱体进行保温，以防烟气降温产生结露。使袋室内温度高出酸露点10~20℃。如水泥立窑烟气的酸露点温度在60℃左右，采用浅暗火煅烧可保证烟气温度稳定在80~120℃。可能有不少厂家认为浅暗火操作要比暗火操作热耗高，其实不然，水泥立窑熟料热耗的基本组成见表1。由表1中数据可知，“熟料形成理论热耗”是必须支出的有效热耗，热耗损失较大的几项是“化学不完全燃烧热损失”、“水份蒸发耗热量”、“废气带走的热量”。山东某公司水泥立窑过去一直延用深暗火煅烧操作方法，但熟料热耗一直都表1 水泥立窑熟料热耗的基本组成
在4600kJ/kg；改用浅暗火操作方法后，熟料热耗降至3567kJ/kg，熟料质量也得到提高。主要原因是：a.深暗火煅烧增大了“二次蒸发”耗热；b.深暗火料层阻力大，碳在缺氧状态不完全燃烧，化学不完全燃烧热损失大；c.因料层阻力大通风差影响到预热带中CO2的及时排出，从而降低了CaCO3的分解速度，延长了分解时间，也会直接降低窑的产、质量，增加热耗。(2) 滤料表面处理等。滤料表面采用憎水性处理剂进行处理，从而改善滤料的吸湿性能。立窑水泥厂可利用熟料破碎机扬尘点产生的干燥粉尘与含有较高水分的立窑烟气进行混合，可有效降低滤料表面粉尘层的粘结性，同时也解决了熟料破碎的扬尘问题。(3) 采用合适有效的清灰模式。合适的清灰模式能够保证清灰效果，使滤袋壁上粉尘层厚度适中，系统通风状况良好，减少水份在滤袋内滞留积压时间，从而避免结露糊袋现象发生。多年的实践证明，只要收尘器内部水份能及时排出，收尘器本体受到的腐蚀很轻微，壳体无需作特殊防腐，如立窑玻纤袋收尘器内壁只需涂锅炉漆即可，收到事半功倍之效果。反之，必会导致壳体、滤袋快速腐烂现象。有些厂家立窑玻纤袋收尘器使用不到半年就面目全非，彻底失效。前几年出现的靠自然拔风的立窑用屋顶式电收尘，用不了多久就会失效，主要就是因为水汽排不出去，在收尘器内产生涡旋，导***板、壳体很快腐烂，有的厂家将极板换成不锈钢材质，仍不解决问题，因立窑烟气中含有氟离子、氯离子、二氧化硫、氮氧化物等多种腐蚀性成分。(4) 防止冷风的渗入。不能只是笼统地要求收尘器进风温度超过烟气露点20℃，必须控制冷风的漏入。试验表明，对于进风温度80℃，露点60℃的烟气，当漏风达到10%时，收尘器壁温度已经接近露点，可能出现局部结露现象。在现场常可看到卸灰阀漏风，而操作工可能对此毫无觉察，或者因为除尘器还在正常工作而不在意。烘干机采用电收尘时，常可看到在卸灰阀上方及极板的锈蚀比较厉害，虽然整机结露不常发生，这种现象说明了因漏风而致局部结露是经常出现的，也说明漏入冷风对结露和锈蚀的影响。减少漏风对于降低热耗、电耗，提高产量、质量都是有利的。必须强调指出，并非保温不重要，而是保温的重要性已为人们所认识，而且容易做到。我院环保所研制的高温高湿袋除尘器，清灰气流的切换采用提升阀和截止阀双重密封机构；卸灰阀采用浮动密封，其结构特点是在阀板和卸灰溜子之间加装一精密加工的“浮动密封”装置，解决了除尘器灰斗漏风问题。整机漏风率小于1.5%。(5) 当进入袋式除尘器前的烟气温度低于露点温度时，应对烟气进行加热升温。9 防止出现“烧袋”可能性高温袋式除尘器进气管道导流板和“敞开式”设计，再配合流线型扎袋圈，基本杜绝了高温粉尘颗粒烧毁滤袋的机会；在除尘器入口配置有快速反应的冷风阀，解决了高温烟气“烧袋”可能性。玻纤袋承受的极限温度是250~280℃，实际上真正的由高温烟气导致“烧袋”的可能性很小，往往被很多厂家忽视的是，通常的“烧袋”是由低温糊袋引起的，我们称之为“低温烧袋”。如立窑玻纤袋收尘，由于炸球产生的生料粉中带有大量的煤粉，被吸附在滤袋表面，糊袋后在滤袋表面板结，难以剥落，导致滤袋发硬，收尘器阻力大，窑面倒烟，于是烧窑工提火对滤袋进行烘烤，往往收尘器入口烟气温度在200℃附近而不是250℃附近滤袋就烧着了，带来较大经济损失。我们知道煤粉的着火点较低，“烧袋”实际上是先由煤粉着火引起的。仔细分析“烧袋”的原因，不难发现，解决了“糊袋”问题，不让生料粉在收尘器內及滤袋壁上积压，也就解决了“烧袋”问题。 |
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