袋式除尘器中箱体设计.docx

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1、摘 要袋式除尘器起源于欧洲，发展至今已有两百年的历史，形成了现代各种类型的袋式除尘器。我国从上世纪六十年代开始致力于袋式除尘器的研究及生产，如今袋式除尘器已在我国燃煤电厂，化工厂，冶金厂，医学，食品等行业得到广泛的运用。近几年，我国的大米加工业取得了一定的发展，出现了集群生产的现象。但随着大米加工行业近几年的快速发展，大米加工过程产生的烟尘污染问题也逐渐引起了人们的关注。对于大米加工厂的烟尘污染的问题，目前，引入袋式除尘器进行处理是最有效的方法之一，但是现在市场上适用于大米加工生产的袋式除尘器很少，本文基于这一现状，对袋式除尘器的滤灰系统进行了详细的研究，设计了一种适用于大米加工厂除尘的袋式除

2、尘器的净气室。本文所设计的除尘器净气室主要由滤料，笼骨，花板，中箱体骨架组成，其中滤料与笼骨组成滤袋，花板将滤袋固定于净气室的箱体骨架上，中箱体骨架则起到支撑整个箱体的作用，四者共同组成净气室。本文通过借鉴现有的袋式除尘器的相关参数，产品及设计手册，利用PRO/ENGINEER，CAD等软件对净气室的基本结构、基本尺寸进行三维建模和运动仿真，以便更直观地展现设计思想和进行结构分析，设计出最适合大米加工厂的净气室。关键词：袋式除尘器 净气室 大米加工业 食品工业Design of bag filter for Rice processing plant (College of Engineeri

3、ng, South China Agricultural University, Guangzhou , China)Abstract:Bag filter originated in Europe, has been two hundred years of development history,formed all kinds of bag filter now. Since the 1960s in China is committed to the research and production of bag filter, bag filter has now been widel

4、y used in coal-fired power plants, chemical plants, metallurgical plants, medicine, food and other industries in our country.In recent years, rice processing industry in China has obtained certain development, appeared the cluster phenomenon of production. But with the rapid development of rice proc

5、essing industry in recent years, in the process of rice processing dust pollution problem has gradually caused the attention of people. Answer to the question of the rice plant soot pollution at present, the introduction of bag filter for processing is one of the most effective way. But the rice pro

6、cessing production of bag filter in the market now is suitable for the rice processing are very few.So This article is based on the present situation of bag filter net a detailed study of the air chamber system, we design a suitable for rice mills dust bag filter net gas chamber. In this paper, the

7、designed filter chamber is mainly composed of filter material, cage bone, flower board, the box body skeleton, the filter material of filter bag with cage bone plate will filter bag of fixed on the net gas chamber body skeleton, the box body skeleton, play the role of supporting the whole body, four

8、 net of air chamber. In this paper, through referring to the related parameters of the existing bag filter, product and design manual, using PRO/ENGINEER, CAD software such as basic structure, basic size of net chamber for 3d modeling and simulation movement, so as to show more intuitive to design t

9、hought and structure analysis, and design the most suitable for rice mills net gas chamber.Key words: bag filter Net gas chamber Rice processing industry The food industry目 录1 前言11.1 大米加工厂袋式除尘器的研究背景11.2 论文研究的内容和方法11.3 论文研究的意义11.4 袋式除尘器的简介与发展现状11.5 国外袋式除尘器的发展21.6 国内袋式除尘器的发展32大米加工厂的加工流程及加工过程粉尘的危害42.1

10、引言42.2 大米加工厂加工流程42.3 大米加工厂粉尘污染量计算42.4 大米加工厂烟尘的危害53袋式除尘器工作原理简述及设计要点确定73.1 袋式除尘器工作原理简述73.2 典型袋式除尘系统的组成73.3 袋式除尘器的设计要点73.3.1 处理风量73.3.2 使用温度83.3.3 入口含尘浓度与出口含尘浓度83.3.4 粉尘性质93.4 袋式除尘器的进风方式的选择93.4.1 上进风方式93.4.2 下进风方式93.4.3 侧进风方式103.5 袋式除尘器清灰方式选择103.5.1 机械振动式清灰103.5.2 反吹式清灰103.5.3 振动反吹并用113.5.4 脉冲喷吹类113.5.

11、5 脉冲反吹式113.6 大米加工厂袋式除尘器清灰方式选择114袋式除尘器滤灰系统总体设计方案简述134.1前言134.2 袋式除尘器的滤袋的设计简述134.3 笼骨与花板的设计选型简述134.4 中箱体骨架的设计简述145袋式除尘器滤袋滤料的选择155.1 袋式除尘器用滤袋滤料简述155.2 常见的袋式除尘器的滤料155.2.1 涤纶155.2.2 聚四氟乙烯（PTFE）155.2.3 诺梅克斯155.2.4 玻纤165.2.5 P84165.3 根据含尘气体的性质选择滤料175.3.1 根据含尘气体温度进行选择175.3.2 根据含尘气体湿度进行选择175.3.3 根据含尘气体的化学性质进

12、行选择175.4 根据含尘颗粒物的性质选择滤料175.4.1 袋式除尘器最适宜处理微细粉尘的大小175.4.2 粉尘的可燃性和荷电性185.5 根据清灰方式选择185.5.1 机械振动清灰185.5.2 分室反吹清灰185.5.3 脉冲喷吹清灰185.6 大米加工厂袋式除尘器滤料的分析选型196滤袋相关参数计算及形状尺寸设计206.1 袋式除尘器过滤速度的计算206.2 袋式除尘器通过过滤层的真实速度的计算226.3 袋式除尘器滤袋形状的选择236.4 袋式除尘器长径比的确定236.5 过滤面积的确定246.6 滤袋数量的确定256.7 滤袋过滤方式的选择257滤袋内部骨架、配件及其安装布置的

13、设计277.1 引言277.2 喷吹式袋式除尘器滤袋笼骨简介及分类277.3 喷吹式袋式除尘器滤袋笼骨市场上的主要类型287.4 喷吹式袋式除尘器滤袋笼骨选择287.5 喷吹式袋式除尘器滤袋的文式喷嘴设计297.6 袋式除尘器滤袋袋间中心孔距的设计307.7 滤袋的排列组合方式设计327.8 袋式除尘器花板设计327.9 袋式除尘器中箱体骨架设计338总结及展望36参 考 文 献37附 录38致 谢39毕业设计成绩评定表1 前言1.1 大米加工厂袋式除尘器的研究背景我国水稻产量位居世界第一，是一个大米生产和大米消费大国。进入21世纪，我国农业进入全面发展的阶段，全面调整农业结构、提高农业整体效

14、益、增加农民收入、增强我国农产品的国际竞争力已成为我国农业发展的战略重点和核心任务。作为农产品加工的重要产业，大米加工业的发展直接影响我国大米行业的发展。近几年，我国大米加工业发展迅速，涌现了不少超大型规模的大米加工厂。但随着产量的上升，大米加工厂粉尘排放问题却越来越严重，大米加工厂的粉尘污染不仅对加工厂作业工人的身体健康造成巨大威胁，同时也给大气环境造成了污染。随着经济的发展，人们生产生活条件的改善，社会的环境保护意识的提高，国家对环境治理力度也在不断加大，大米加工厂粉尘污染的处理自然成为重要的研究课题。1.2 论文研究的内容和方法本文针对大米加工厂烟尘污染的状况，通过了解袋式除尘器的相关参

15、数，查阅袋式除尘器参数设计的文献及参考书籍，借鉴市场上已有的袋式除尘器及除尘部件相关产品，从实际生产及除尘设计理论出发，结合大米加工厂的生产实际，借鉴袋式除尘器的相关参数值，确定袋式除尘器烟气处理量，袋式除尘器的使用温度，进风方式，清灰方式，并通过理论分析及公式推导，选择出最适合大米加工厂袋式除尘器的滤袋滤料，计算出袋式除尘器的滤袋相关参数，笼骨参数，并利用三维设计软件完成适应于大米加工厂的袋式除尘器滤灰系统相关的除尘部件工作的初步设计。1.3 论文研究的意义袋式除尘器发展至今，已有百余年的历史，袋式除尘器各个系统的技术也已得到长足的发展。我国的袋式除尘器在火力发电站，煤炭厂，冶炼厂等许多领域

16、已被广泛运用，且已取得相当不错的效果。近十年，我国袋式除尘器发展更是迅猛，袋式除尘器包括其相关配件的研发生产也取得了不少成果。但是，像大米加工厂这一类产尘量大的农产品加工厂，适用的袋式除尘器却少之又少，市场上甚至找不到配套的设备。本论文正是基于此点，以大米加工厂作为除尘环境，希望可以找出适合此类环境下的袋式除尘器的滤灰系统（净气室）设计方法，并实现袋式除尘器在农产品加工除尘这一块的运用。1.4 袋式除尘器的简介与发展现状袋式除尘器是一种利用多孔的袋状过滤元件从含尘气流中捕集细小、较为干燥粉尘的分离式滤设备，其运行稳定可靠，使用灵活，操作简单，除尘效率高，适应性强，19世纪中叶开始应用于冶金机械

17、化工建材粮食及其它工业部门的生产。与机械式除尘器，湿式除尘器，静电式除尘器相比，袋式除尘器适用于直径大于0.1m，风尘浓度在310g/Nm3之间，温度低于300的废气粉尘。袋式除尘器的结构主要由过滤装置、清灰装置及控制部分两大部分组成。前者的作用是捕集粉尘，后者则用于不断清除滤袋上的积灰，保持除尘器的处理能力，而控制装置则使除尘器按一定程序清灰。据调查目前在除尘领域，袋式除尘器的应用数量约占各类除尘器总量的60%70%，居各类除尘器之首。对于袋式除尘器的发展现状，我们可以从滤料材质，滤袋形状和清灰方式的发展，袋式除尘器的运行控制上进行分析。从滤料材质发展角度看，袋式除尘器滤料的发展经历了从天然

18、纤维、玻璃纤维、合成纤维到金属纤维的过程，总体上看，合成材料及新型金属纤维是未来袋式除尘器滤料的发展方向。近几年，硅酸盐纤维滤料是袋式除尘滤料的热门，这种材质耐高温，化学腐蚀性好，但不耐折，纺织性能差，所以尚难以制成滤料。经后处理得到针刺毡具有许多优良性能，如表面光滑、耐化学腐蚀、防水防油、防磨性能、防静电等， 扩大了针刺毡滤料的应用范围。复合耐高温针刺毡的生产与应用，使滤料可以再常温、中温到高温三个区间都有良好的过滤性能。而覆膜滤料的应用，使袋式除尘器的除尘原理从布袋滤料的过滤、一次粉尘层到针刺的三维过滤，直至覆膜滤料的表面过滤,使除尘效率从最初的50%80%，提高到对粒径0.1m的粉尘过滤

19、亦能达得99.9%以上。从滤袋形状变化及清灰的角度看，如今袋式除尘器滤袋形状主要为圆袋与扁袋，目前圆袋滤袋使用居多。而袋式除尘器的清灰方式如今则已有机械振动、气流反吹和脉冲喷吹这三大形式。机械振动式是最常规的清灰方式。反吹式清灰则常常在处理大烟气量的场合，多用于窑系统的除尘，脉冲喷吹又可分为管式脉冲和气箱脉冲，依脉冲阀使用压缩空气的压力大小，可分为高压脉冲和低压脉冲。目前，中小型袋式除尘器较多使用气箱脉冲，大型袋式除尘器较多使用低压脉冲。小型仓顶收尘尚有使用机械振动的实例。从运行控制的发展上看，脉冲式袋式除尘器的控制发展较其他类型的除尘器更先进，中小型设备多采用脉冲控制仪进行定时控制清灰，大型

20、设备多使用电脑控制仪定时程序控制或定压程序控制。目前，最先进的袋式除尘器控制仪是BMC电脑控制仪，具有8种控制功能，但目前这种控制由于诸多原因在工业除尘方面尚不普及。1.5 国外袋式除尘器的发展袋式除尘器在国外的发展已有百余年。1881年，贝特工厂的机械振打清灰方式除尘器取得德国专利（胡峰，2007）。1930年，逆气流清灰法出现，1954年，海赛发明了逆喷型吹气环清灰技术，使袋式除尘器实现了除尘、清灰连续操作，处理量也提高了数倍，且滤袋压力稳定。1957年，雷英纳尔发明的脉冲袋式除尘器，使袋式除尘器的清灰方法实现了技术突破，是袋式除尘技术发展史上一次重大发现，它不仅使操作和清灰两个步骤实现连

21、续工作，滤袋压力损失趋于稳定、处理气体量进一步增大，滤布寿命更长，还使袋式除尘器内部无需引入无运动部件，结构更简单。20世纪70年代以后，袋式除尘器逐步向大型化发展，欧美，日本，澳大利亚等国家，结合大规模工业生产，相继开发了大型袋式除尘器应用于燃煤电站、干法水泥口转窑窑尾和电炉除尘。1989年底美国己有99套袋式除尘器用于火电厂的烟气除尘，总装机容量达214万KW。澳人利亚从20世纪80年代就开始实施“电改袋”工程，目前，80%的火电厂采用的是袋式除尘器。在欧洲，袋式除尘器的使用比例接近50%，除此之外，日本和韩国等另外一些发达国家也纷纷将静电除尘器改造成袋式除尘器，迄今为止发达国家已基本走完

22、了用袋式除尘器取代或改造静电除尘器或其它种类除尘器的过程。1.6 国内袋式除尘器的发展我国于上世纪60年代成功试制了第一台脉冲袋式除尘器（胡峰，2007），开辟了袋式除尘器新领域。我国袋式除尘器最先在燃煤电厂领域广泛使用，20世纪80年代初，袋式除尘器先后在巡检司发电厂、普坪村发电厂、内江电厂、淮南发电厂等电厂使用，由于当时火电厂烟尘排放在环保上没有要求，袋式除尘器整体技术水平落后，加上对袋式除尘器认识和使用经验不够，出现了“烧袋”、“糊袋”、“漏袋”、“清灰不灵”等现象，因此使除尘器的推广受阻，归其主要原因是袋式除尘器整体水平还比较落后，性能可靠的大型脉冲反吹袋式除尘器还没有开发出来，也没有

23、适合我国实际生产的强度好耐高温耐腐蚀寿命长的滤料，并且国产的脉冲阀质量不过关，其他部件的加工和安装也不精良。90年代后，我国袋式除尘器使用率很低，严重阻碍了脉冲袋式除尘器在国内的进一步发展和应用。直到近十年随着袋式除尘技术的进步以及对新型滤料的研究开发，袋式除尘器才在我国重新重新发展起来。越来越多的袋式除尘器被使用在类似电厂，加工厂以控制烟尘排放。1998年，我国首次“电改袋”工程开始实施，这标志着我国袋式除尘器开始进入快速发展阶段。通过国内外的一些工程实例，在工业粉尘处理上，使用袋式除尘器来控制烟尘排放己经得到了认可，技术也趋于完善。2 大米加工厂的加工流程及加工过程粉尘的危害2.1 引言本

24、文所设计的袋式除尘器主要服务于大米加工厂，在设计袋式除尘器的关键部件之前，要先分析大米加工的流程，加工环境，根据实际环境设计出理想的部件。2.2 大米加工厂加工流程 我国稻米大部分来源于个体农民，我国农民生产的稻谷品种多，收割、干燥条件差，所收获的谷物含杂量大。所以我国大部分大米加工厂，其大米加工工艺流程灵活性强，适应于不同的品种、不同含杂量、不同成品质量的大米加工。但从总体上看，我国大米加工的加工工序基本相同的。我国的大米加工流程从原米收购起，要经过原米筛选，原米去石，磁选，水稻去壳，谷糙分离，厚度分级，碾米，白米分级，大米色选，白米抛光，白米分级，成品包装多个过程。原米收购主要是要检测原米

25、的质量，水分含量，出米率，杂质量。原米筛选则是利用大米加工专用的滚筒初清筛，在原米入库前对原米进行初步请选，去除稻草等各种杂质。对于存放好的原粮，还需经去石及磁选两大过程，去石由去石机完成，主要是对原粮进行处理前，去除稻谷中的土和砂石等异物，而磁选则是为了去除原粮的铁屑而进行的步骤。进行完去石和磁选两个步骤后，便是大米加工的主要过程。原米先在砻谷机的压辊下实现去壳，去完壳的谷稻便要在谷糙分离机的作用下实现糙米与稻谷的分离。去壳后的稻谷还要在厚度分级机的筛选下，清除掉其中未成熟粒和破碎粒，再由碾米机进行开糙及碾白。碾出的白米再经白米分离筛，将完整粒及不完整粒分离。这个过程一般要重复两次，中间还要

26、经过色选机的色选，抛光机的抛光作用，最后才能完成整个大米的加工过程。2.3 大米加工厂粉尘污染量计算在大米加工整个流程中，原米的筛选，水稻去壳及谷糙分离是大米加工过程中产生含尘气体的主要工序。根据全国污染源普查工业污染源产排系数手册第二册可得，正规大米加工厂加工大米的过程所产生的大致的烟尘量与大米加工厂的日产量成正比的关系。若设其大米日常量为m1（t/d），大米加工厂粉尘量m2（kg/d），需处理的烟尘量m3（m3/ min），则大米加工厂粉尘量m2（kg/d）与加工生产的谷物量m1（t/d）的大致关系（第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册，2008）m2=m1x0.015 （2.1）

27、这里以日常量为100t/d大米加工厂作为研究对象，则可得m2=m1x0.015=0.6t/d=1.5kg/d所设的大米加工厂每分钟产生的粉尘量（即入口烟气量）为m2=/（4x60）=6250mg/min，同时依据调查，本文取小型加工厂含尘浓度为100mg/m3，所以可进一步计算出需处理的烟尘量m3=m2/100=62.5m3/ min。2.4 大米加工厂烟尘的危害农业粉尘的组成视农业作业的不同而不同，并且受到季节、天气条件等因素的影响。农产品粉尘的组成十分复杂，按其来源可分成“无机”与“有机”两类。无机粉尘主要来自土壤，在农业作物生长收获加工过程中，无机粉尘活性较低，对于农产品加工，主要是有机

28、性的粉尘，它的分子比较大，具有刺激性和抗原性及较多的生物学活性，人体吸入这类有机粉尘，会引起人体肺部居多疾病，将其直接排入环境中，则会对大气造成污染。大米加工过程中，既有“无机粉尘”，也有“有机粉尘”。用于加工的稻谷主要携带霉菌抱子，微生物原性蛋白质，昆虫残体，动物皮屑，水稻去壳后产生的碎糙米，碾米时产生的米糠，都是大米加工厂粉尘的主要来源。人体若长期处于大米加工厂粉尘环境下工作，身体极易出现急、慢性炎症、职业性哮喘和中毒性发热等症，表1列出了所引发的症状的类型。表1 常见的由大米加工含尘气体引起的症状病 名流行情况急性呼吸道炎症反应鼻堵、鼻溢、咽喉痛急性气管炎职业性哮喘慢性阻塞性脏病慢性支气

29、管炎不可逆性气道梗阻急性中毒性发热.外源性过敏性肺泡炎其它刺激作用十分常见常见较常见常见不常见偶见到常见少见十分常见偶见到常见罕见在以上显示的统计数据中，因大米加工粉尘引起的疾病，以急性炎症，支气管哮喘，过敏性肺炎在其中最为常见。这三类疾病都是由于大米加工厂中因谷物携带刺激性和过敏性的孢子，病菌等过敏源或抗原而导致加工厂的员工出现身体不适的症状。由调查中发现，当加工厂总尘量超过5mg/m3时，大米加工厂中的员工此类疾病的发病率明显上升。在这样的环境中，哮喘病患者极易复发，急性支气管炎的患者极易转为慢性支气管炎。而在温热多雨季节，过敏性肺炎则会使人出现全身不适、四肢痛、发热、畏寒、干咳、胸部发紧

30、、呼吸困难等症状。近些年来，针对我国粮食加工厂在通风除尘方面采取了一些先进技术和措施，除尘问题相应地得到了一些解决，但还没有彻底的解决好，加工车间内烟气粉尘浓度仍然严重超标，生产环境恶劣，仍是一个普遍性的问题。此外，在车间汇总的粉尘往往具有很强的吸附能力，很多有害气体、液体或某些金属元素都能吸附在微细粉尘上，而这类粉尘被吸入肺部，极易引起急性或慢性病症的发生。米厂工人在这种环境下工作，长期吸入粉尘，对身体健康将是巨大的影响。此外，这类烟尘对大气的污染，加工厂的安全生产也构成危险。3 袋式除尘器工作原理简述及设计要点确定3.1 袋式除尘器工作原理简述袋式除尘是采用过滤技术将空气中的固体颗粒物进行

31、分离的过程，其除尘机理是粉尘通过纤维时产生筛滤、碰撞、钩住、扩散、重力等效应而被阻留捕集。含尘气体进入滤袋，通过除尘器的滤料空隙，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。粉尘聚集在滤袋表面形成粉尘初层，是袋式除尘设备的主要过滤层，滤布在过滤过程中只起着形成粉尘初层和支撑它的骨架作用。最后，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。3.2 典型袋式除尘系统的组成袋式除尘系统主要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、烟囱等部分组成。其工艺流程如图1（胡峰，2007）所示图1 袋式除尘系统流程图除尘设备（这里指

32、袋式除尘器）是除尘系统的核心。袋式除尘器主要由进气系统，滤灰系统，排气系统，清灰系统，压缩空气系统及控制系统组成。袋式除尘器的进气系统包括进风导流总管、导流板，是尘气的入口。滤灰系统由滤袋、笼骨，花板和中箱体组成，其中滤袋与笼骨是袋式除尘器的核心部件。排气系统则是由排气管道等组成的除尘器净化气体排放系统，是净气的出口。清灰系统，则用于除尘器的清灰工作，除此之外，袋式除尘器还有由压缩空气管道、减压阀、压力表、气源处理三联件等组成的压缩空气系统及袋式除尘器控制系统。袋式除尘器的各个系统相互配合，使袋式除尘器稳定运行。3.3 袋式除尘器的设计要点3.3.1 处理风量处理风量决定了袋式除尘器的规格，一

33、般处理风量用工况风量来表示。处理风量与除尘器使用场所及烟气温度有关。对于采取稀释法冷却的烟气时，处理风量要增加稀释的空气量，即在正常风量基础上要增加5%10%的保险系数，否则今后袋式除尘器的过滤速度一旦提高，设备阻力会增大，滤袋使用寿命也会缩短，其他故障频率也会急剧上升，但是如果保险系数过大，则会增加除尘器的投资和运转费用（单光圣等，2008）。根据实际生产经验，在除尘系统中，袋式除尘器的处理风量Q与除尘器须处理的烟气量m3存在以下关系Q=m31.1 (3.1)式中 Q：袋式除尘器的处理风量，m3/ min； m3：除尘器须处理的烟气量，m3/ min。由上文已算出来的烟气量进而可计算出袋式除

34、尘器的处理风量Q=62.5x1.1=68.75m3/ min如果考虑到袋式除尘器的漏风量，则需要在处理风量的基础上，乘以1.1倍的保险系数，所以对于本文研究的对象，其真实的处理风量Q1=Q1.1=75.625m3/ min3.3.2 使用温度使用温度是袋式除尘器设计的重要依据，使用温度与设计温度出现较大的偏差，会酿成严重后果。使用温度受下述两个条件制约：（1）滤料材质所允许的最高承受温度的限制，二是为防止结露，气体温度必须保持在露点20以上（单光圣等，2008）。对于高温气体，必须通过采取措施冷却至滤料能承受的温度以下方可进行过滤。对于大米加工厂，其加工时产生的粉尘的温度不大于60，所以可以确

35、定处理常温尘气的袋式除尘器便可满足大米加工厂粉尘处理的要求了。3.3.3 入口含尘浓度与出口含尘浓度入口含尘浓度常以标态体积含尘质量表示(Joseph A,Donaldson，2006)。由实际生产经验可知，入口含尘浓度大，设备阻力，磨损量也大，此时清灰周期也要相应缩短，在袋式除尘器入口也要采用导流耐磨等技术以克服高含尘浓度给设备带来的冲击。由调查可知，大米加工厂的含尘浓度在100mg/m3左右，这个浓度数值比较低。所以，针对入口含尘浓度方面，设计的袋式除尘器可不用采取相应的措施（李东梁等，2009）。出口含尘浓度必须低于环境保护法规及国家卫生标准的指定值。袋式除尘器的出口含尘浓度，依除尘器的

36、结构形式、滤料种类、粉尘性质而有所不同，对于含有铅、镉等有害物质的情况下，要求出口浓度特别低。对于大米加工厂，出口含尘浓度已控制在1mg/m3以下。3.3.4 粉尘性质粉尘性质对袋式除尘器的设计有很大影响，对于粉尘的某些特殊性质，要根据设计经验采取相应的措施。粒径对袋式除尘器的主要影响是阻力损失和磨损，微细粉尘对压力损失影响比较大，对滤袋的磨损则起了决定性作用，但只有入口含尘浓度高和硬度大的颗粒，对袋式除尘器的影响才比较大。具体到本文涉及的大米加工厂，由调查可知，在大米加工的过程中，大米加工厂产生的这些粉尘颗粒平均直径大小一般在2m5m之间，含水率接近于10%，湿度在8%左右，具有一定的可燃性

37、（杜华南，2011）。 3.4 袋式除尘器的进风方式的选择3.4.1 上进风方式上进风方式的袋式除尘器的含尘烟气从除尘器滤袋上方进入，下部排出。含尘烟气中粉尘的沉降方向与烟气的运动方向相同，在向下流动的过程中，无论尘粒的粒度多大，均有不被滤袋捕捉而落入灰斗的机率。上进风方式在处理含超细粉尘较多的气溶胶(3m)时效果较好，并且设备的阻力较小。但除尘器一般要设置多块花板，机构复杂，且不易调节滤袋张力，在灰斗中有停滞空气，容易积灰，由此会有水气发生凝结现象的可能性，而且清灰不方便，该方式己经逐渐被淘汰（胡峰，2007）。3.4.2 下进风方式下进风方式的袋式除尘器的含尘气流从箱体下部或者灰斗部分进入

38、，上部排出。由于气流突然扩散，流速骤然降低，一部分颗粒较大的灰尘受重力作用降落到灰斗内，之后，气流经过导流板分布导向过滤元件，又有一部分大颗粒的粉尘直接沉降，因此减少了对滤袋的磨损，延长了清灰的时间间隔，下进风方式提高了除尘器的空间利用率，使整体的设备结构紧凑。除此之外，下进风方式结构相对简单，造价也较低，是一种被经常采用的方式（胡峰，2007）。下进风方式有两种类型，第一种是下进风直接进风方式，如图2 ，第二种是下箱体径气流分布板进风，如图3。下进风直接进风是下进风结构最简单的的方式，气流直接由灰斗处进入箱体再从上箱体排出，这种进风方式极易造成滤袋负荷大，磨损严重等问题。下箱体径气流分布板进

39、风结构在直接下进风结构的基础上增加了气流分布板，将气流分布板叶片迎风向设计，角度为水平方向6090，可使气流在气流分布板叶片处形成绕流，可分离部分大颗粒尘粒，对减轻滤袋负荷起到一定作用。 图2 下进风直接进风方式 图3 下箱体径气流分布板进风3.4.3 侧进风方式袋式除尘器侧进风方式也叫做中箱体进风方式，是大型长袋除尘器应用较多的一种进风方式。实践表明该中进风方式可大大增加布袋长度、减少占地面积，提高清灰效果，适合于在线清灰（胡峰，2007）。对比上述三种进风方式，我们发现上进风方式易造成除尘器积灰，且造价较高，加之这种排风方式在袋式除尘器行业中已有逐步被淘汰的趋势，在设计时不将其列为考虑对象

40、，而下进风方式相比与其他两种方式，技术成熟，且造价低廉，同时还可以使设备的结构紧凑，减小设备的占地面积，所以在设计袋式除尘器上，我们选择下进风方式中下箱体径气流分布板进风作为该设计方案的进风方式。3.5 袋式除尘器清灰方式选择袋式除尘器在运行一段时间后就要进行清灰，同时还要保证清灰过程中不破坏初层，以免除尘效率下降。不同类型的袋式除尘器应选用不同的清灰方式，不同的清灰方式在造价、除尘效率、清灰效果和对滤袋使用寿命的影响方面也有所不同。3.5.1 机械振动式清灰机械振动的清灰方式属于低能量清灰类型，主要包括手动类、电磁振动类、气动类振动清灰三种类型，这类清灰方式需要先关闭除尘器，随后利用动力往复

41、摇动滤袋，使其形成抖动运动，使灰尘下落，进而实现清灰。此类除尘器的最大特点是结构简单，性能稳定，效率较高，施加于粉尘层的动能较少而次数较多，但是，由于清理时需停机，所以不适合长时间不停工作的场合。3.5.2 反吹式清灰反吹式的清灰方式可以分出分室反吹清灰类，喷嘴反吹类两种。分室反吹清灰属于低动能清灰类型，此类袋式除尘器采用分室结构，利用阀门逐室切换，形成逆向气流反吹，使滤袋缩瘪或鼓胀，进而实现除尘器的清灰。一般，分室清灰有一状态和三状态之分，清灰次数在35次/h，清灰动力来自于除尘器本体的资用压力，在特殊场合中才另配反吹风动力。喷嘴反吹清灰属中等动能清灰类型，此类袋式除尘器是利用风机作反吹清灰

42、动力，在除尘器过滤状态时，通过移动喷嘴依次对滤袋喷吹，形成强烈反向气流。喷嘴清灰还可以分出回转反吹、往复反吹和气环滑动反吹等几种形式。3.5.3 振动反吹并用振动反吹并用属于高能量清灰类型，此类清灰方式兼有振动和逆气流双重清灰作用的袋式除尘器。振动反吹并用类的袋式除尘器可分为低频振动反吹袋式除尘器，中频振动反吹袋式除尘器及高频振动反吹袋式除尘器三种。此类除尘器的清灰主要通过振动使尘饼松动，逆气流使粉尘脱离。两种方式相互配合，提高了清灰效果，尤其适用于细颗粒粘性尘，但是这类除尘器具有较多的转动部件，结构复杂，造价较高，运动装置容易损坏，滤袋易磨损，寿命短，日常维护量大。3.5.4 脉冲喷吹类脉冲

43、喷吹类袋式属于高能量清灰类型，此类除尘器是以压缩空气为动力，利用脉冲喷吹机构在瞬间释放压缩气流，诱导数倍的二次空气高速射入滤袋，使其急剧膨胀，滤袋在冲击振动和反向气流的作用下，实现清灰。3.5.5 脉冲反吹式脉冲反吹式清灰属于高能量清灰类型，此类清灰方式根据反吹空气压力的不同可分为高压脉冲反吹式和低压脉冲反吹式两种。含尘气体从袋式除尘器入口进入后，由导流管进入各单元室，在导流装置的作用下，大颗粒粉尘分离后直接落入灰斗，其余粉尘随气流均匀进入各仓室过滤区，过滤后的洁净气体透过滤袋经上箱体、提升阀、排风管排出。当滤袋表面上的积尘达到一定厚度时，由清灰控制装置按设定程序关闭提升阀，控制当前单元离线，

44、并打开电磁脉冲阀喷吹，抖落滤袋上的粉尘。落入灰斗中的粉尘经由卸灰阀排出后，利用输灰系统送出。3.6 大米加工厂袋式除尘器清灰方式选择决定滤袋清灰方式效果的主要因素包括清灰时滤袋所获得的压力峰值，压力上升速度以及袋壁获得的最大反向加速度。如果选择机械振动作为清灰方式，大米加工过程产生的粉尘在滤袋的振动下，虽然运动振幅较大，但是与其他类型的清灰方式相比，机械振动产生的清灰动能较低，压力上升速度小，与其他方式比较清灰的不彻底，易造成局部粉尘清理不干净，且对滤袋的损伤大，造成设备阻力增大，所以现在一般不采用这种清灰方式。而另一大类是反吹式清灰方式，与脉冲式清灰方式相比，反吹式清灰在滤袋中产生的压力峰值

45、小，压力上升速度较低，不能令袋壁获得有效的反向加速度。总的说，不论是选择机械振动式除尘还是反吹式除尘，当执行清灰操作时，一般都要使除尘器停止工作，然后在对每个滤袋进行清灰，所以现在也逐步被淘汰。相比与前两者，脉冲喷吹清灰本身产生清灰动能大的优点，是前两者不可比拟的。且如今脉冲喷吹清灰的运用也最为广泛，采用脉冲喷吹式清灰，可以通过微机控制清灰控制阀，控制施加在清灰滤袋上的压力并根据需要控制需要清灰的除尘器的分室，使其室进行清灰，还可以根据粉尘的浓度调整清灰周期和脉喷时间（最佳的清灰周期是60s，每次喷吹的最佳时间是0.1s0.2s）（杨志红等，2008），使除尘器保持在一定的阻力范围内运行，尽可

46、能地降低压缩空气消耗量，因此，对于本文建议在大米加工厂使用的袋式除尘器宜选用脉冲喷吹式作为清灰方式。4 袋式除尘器滤灰系统总体设计方案简述4.1 前言上述论述已确定了袋式除尘器的处理风量，使用温度，入口含尘浓度等参数，同时也确定了袋式除尘器的进风方式以及其喷吹方式，接下来就是要根据设定的条件来设计袋式除尘器的滤灰系统。滤灰系统主要由滤袋，笼骨与花板，中箱体骨架组成。设计除尘器的滤灰系统的工作主要分为滤袋设计，滤袋笼骨设计，花板设计以及中箱体骨架设计4个步骤。4.2 袋式除尘器的滤袋的设计简述滤袋是袋式除尘器的核心部件，滤袋的品种、质量和自身的结构对袋式除尘器除尘效果起着极其重要的作用。从总体上

47、看，滤袋的设计过程可分为滤袋滤料的选择以及滤袋形状尺寸的计算两大部分。滤袋滤料的选择要从滤料特性，含尘气体、粉尘的性质及除尘器的清灰方式入手，结合大米加工厂的加工环境，市场上常见的滤料特性，通过分析对滤料进行选型，选取滤料的过程一般都要严格遵循以下几个原则：（1）捕集率要高；（2）剥离性好，易清灰；不易结垢；（3）透气性适宜，阻力低，过滤精度高；（4）具有足够的强度；（5）具有良好的耐温、耐化学腐蚀、耐氧化、抗水解和适应性广等性能；（6）原料来源广泛，性能稳定可靠；（7）价格低，寿命长（郭中强，2012）。滤袋形状尺寸的确定，则要参照设计手册及设计要求通过计算确定。本文所设计的袋式除尘器定位在中型设备一类。对此，滤袋的长度控制在24m之间，不使用长滤袋，避免造成袋式除尘器的整体高度过高，结构失稳，同时单个滤袋笼骨过长过大，还会造成花板与箱体局部承重过大。滤袋的直径则控制在100200mm之间，这样的滤袋口方便花板孔的布置