第7章 过滤式除尘.ppt
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1、Exit 第第7 7章章 过滤式除尘过滤式除尘教学内容:教学内容:7.1袋式除尘器的除尘原理袋式除尘器的除尘原理7.2袋式除尘器的滤料和结构形式袋式除尘器的滤料和结构形式7.3袋式除尘器的选型、设计和应用袋式除尘器的选型、设计和应用7.4颗粒层除尘器颗粒层除尘器教学重点:教学重点:理解袋式除尘器的除尘原理理解袋式除尘器的除尘原理袋式除尘器的选型与设计袋式除尘器的选型与设计Exit第第7章章 过滤式除尘过滤式除尘使含尘气流通过过滤材料或滤层将粉尘分离捕集使含尘气流通过过滤材料或滤层将粉尘分离捕集的装置的装置就过滤材料来分就过滤材料来分以以织物织物为滤料的表面过滤器为滤料的表面过滤器以以填料层填料
2、层(玻璃纤维、硅砂、煤粒等)作滤材的(玻璃纤维、硅砂、煤粒等)作滤材的内部过滤器内部过滤器ExitExit7.1 袋式除尘器的工作原理袋式除尘器的工作原理袋式除尘器袋式除尘器是将棉、毛或人造纤维等材料加是将棉、毛或人造纤维等材料加工成织物作为滤料,制成滤袋对含尘气体进行工成织物作为滤料,制成滤袋对含尘气体进行过滤。过滤。滤料本身的网孔较大,约滤料本身的网孔较大,约202050m50m,绒布,绒布约约5 510m10m,却能除去粒径,却能除去粒径1m1m以下的颗粒,以下的颗粒,除尘效率很高。除尘效率很高。Exit7.1 袋式除尘器的工作原理袋式除尘器的工作原理Exit7.1 袋式除尘器的工作原理
3、袋式除尘器的工作原理含尘气流从下部进入圆筒形含尘气流从下部进入圆筒形滤袋,在通过滤料的孔隙时,滤袋,在通过滤料的孔隙时,粉尘被捕集于滤料上粉尘被捕集于滤料上沉积在滤料上的粉尘,可在沉积在滤料上的粉尘,可在机械振动的作用下从滤料表机械振动的作用下从滤料表面脱落,落入灰斗中面脱落,落入灰斗中Exit1 1、袋式除尘器的工作原理、袋式除尘器的工作原理其机理涉及其机理涉及筛滤、惯性碰撞、拦截、扩散、静电、筛滤、惯性碰撞、拦截、扩散、静电、重力沉降重力沉降。对于。对于1m1m以上以上的尘粒,主要靠的尘粒,主要靠惯性碰惯性碰撞撞;而;而小于小于1m1m的尘粒,其除尘机理主要是的尘粒,其除尘机理主要是扩散扩
4、散作用作用。(1 1)筛滤作用)筛滤作用:当粉尘粒径大于滤布孔隙或沉积:当粉尘粒径大于滤布孔隙或沉积在滤布上的尘粒间孔隙时,粉尘即被截留下来。在滤布上的尘粒间孔隙时,粉尘即被截留下来。由于新滤布孔隙远大于粉尘粒径,所以阻留作用由于新滤布孔隙远大于粉尘粒径,所以阻留作用很小,但当滤布表面积沉积大量粉尘后,阻留作很小,但当滤布表面积沉积大量粉尘后,阻留作用就显著增大。用就显著增大。Exit1、袋式除尘器的工作原理、袋式除尘器的工作原理筛滤作用机理示意图筛滤作用机理示意图 气流流线粒子筛分已收集粒子Exit1 1、袋式除尘器的工作原理、袋式除尘器的工作原理(2)惯性碰撞惯性碰撞:当含尘气流接近过滤纤
5、维时,:当含尘气流接近过滤纤维时,气流将绕过纤维,而尘粒由于惯性作用继续直气流将绕过纤维,而尘粒由于惯性作用继续直线前进,撞击到纤维上即会被捕集,这种惯性线前进,撞击到纤维上即会被捕集,这种惯性碰撞作用,随粉尘粒径及流速的增大而增强。碰撞作用,随粉尘粒径及流速的增大而增强。(3)拦截作用拦截作用:当含尘气流接近滤料纤维时,:当含尘气流接近滤料纤维时,较细尘粒随气流一起绕流,若尘粒半径大于尘较细尘粒随气流一起绕流,若尘粒半径大于尘粒中心到纤维边缘的距离时,尘粒即因与纤维粒中心到纤维边缘的距离时,尘粒即因与纤维接触而被拦截。接触而被拦截。Exit1、袋式除尘器的工作原理、袋式除尘器的工作原理拦截、
6、惯性碰撞作用机理示意图拦截、惯性碰撞作用机理示意图气流流线粒子靶拦截惯性碰撞Exit1 1、袋式除尘器的工作原理、袋式除尘器的工作原理(4)扩散作用:扩散作用:小于小于1m的尘粒,特别是小于的尘粒,特别是小于0.2m的亚微米粒子,在气体分子的撞击下像气的亚微米粒子,在气体分子的撞击下像气体分子一样做布朗运动,如果在运动中和纤维接体分子一样做布朗运动,如果在运动中和纤维接触,即可从气流中分离出来。触,即可从气流中分离出来。布朗运动引起,它随气速的降低,纤维和粉尘的直布朗运动引起,它随气速的降低,纤维和粉尘的直径的减小而增强径的减小而增强小于小于1m的尘粒,其除尘机理主要是扩散作用的尘粒,其除尘机
7、理主要是扩散作用Exit1、袋式除尘器的工作原理、袋式除尘器的工作原理扩散、电沉积作用示意图扩散、电沉积作用示意图靶粒子气流流线电沉积扩散Exit1 1、袋式除尘器的工作原理、袋式除尘器的工作原理(5)静电作用静电作用:一般粉尘和滤料都可能带有电:一般粉尘和滤料都可能带有电荷,当二者带有电荷相反时,粉尘易于被吸附荷,当二者带有电荷相反时,粉尘易于被吸附在滤料上,有利于提高除尘效率,但粉尘却难在滤料上,有利于提高除尘效率,但粉尘却难以清除下来。以清除下来。(6)重力沉降作用重力沉降作用:当气流进入除尘器中,粒:当气流进入除尘器中,粒径和密度较大的尘粒,可能因为重力作用而自径和密度较大的尘粒,可能
8、因为重力作用而自然沉降下来。然沉降下来。Exit2、袋式除尘器的除尘过程、袋式除尘器的除尘过程滤布的除尘过程:滤布的除尘过程:含含尘尘气气体体通通过过滤滤袋袋,过过一一段段时时间间后后,表表面面积积聚聚了了一一层层粉粉尘尘层层(称称为为粉粉尘尘初初层层),在在以以后后的的运运行行中中,粉粉尘尘初初层层成成了了主主要要过过滤滤层层,滤滤布布只只起起着着形形成成粉粉尘尘初初层层和和支支撑撑它它的的骨骨架架作作用用。由由于于粉粉尘尘初初层层的的影影响响,网网孔孔较较大大的的滤滤料料也也能能获获得得较较高高的的除尘效率。除尘效率。Exit2、袋式除尘器的除尘过程、袋式除尘器的除尘过程滤布的除尘过程:滤
9、布的除尘过程:随随着着滤滤料料上上粉粉尘尘的的积积聚聚,除除尘尘效效率率和和压压力力损损失失都都相相应应增增加加,当当滤滤料料两两侧侧压压差差很很大大时时会会把把已已附附着着在在滤滤料料上上的的细细尘尘挤挤压压过过去去,使使效效率率降降低低。另另外外,阻阻力力过过高高,处处理理风风量量显显著著下下降降,影影响响排排放放效效果果,故故除除尘尘器器应应控控制制一一定定的的阻阻力力,及及时时清清灰灰,但不能破坏粉尘初层。但不能破坏粉尘初层。Exit2、袋式除尘器的除尘过程袋式除尘器的除尘过程含尘气流含尘气流含尘气流含尘气流滤料滤料滤料滤料形成粉尘初层形成粉尘初层形成粉尘初层形成粉尘初层过滤、清灰(保
10、持初层)过滤、清灰(保持初层)过滤、清灰(保持初层)过滤、清灰(保持初层)Exit3、袋式除尘器除尘效率的影响因素袋式除尘器除尘效率的影响因素(1)滤布及粉尘层的影响)滤布及粉尘层的影响积尘厚度的影响:对于效率而言:积尘后积尘厚度的影响:对于效率而言:积尘后正常工作正常工作振打后振打后清洁滤料清洁滤料清洁滤料的影响清洁滤料的影响粒径大小:粒径大小:dp=0.3m的粒子效率较低。因为恰是惯的粒子效率较低。因为恰是惯性碰撞与拦截捕集作用的下限,扩散的上限。性碰撞与拦截捕集作用的下限,扩散的上限。(2)滤布结构与性质的影响)滤布结构与性质的影响 滤布结构与性质不同,效率也不同。绒布的效率大滤布结构与
11、性质不同,效率也不同。绒布的效率大于素布的效率;长绒的大于短绒的于素布的效率;长绒的大于短绒的Exit袋式除尘器的分级效率曲线袋式除尘器的分级效率曲线 Exit3、袋式除尘器除尘效率的影响因素袋式除尘器除尘效率的影响因素(3)过滤速度()过滤速度(Vf)的影响)的影响 定义:气体通过滤料的平均速度,单位为定义:气体通过滤料的平均速度,单位为cm/s或或m/min 过滤速度过滤速度Vf的计算公式:的计算公式:工工程程上上常常用用比比负负荷荷q qF F,它它指指1m1m2 2滤滤布布每每小小时时通通过过的的气气体体量,单位为量,单位为m m3 3(气体)(气体)/m/m2 2 (滤布)(滤布)式
12、中,式中,QQ处理气量,处理气量,m m3 3/h/h A A滤布总面积,滤布总面积,m m2 2;Exit3、袋式除尘器除尘效率的影响因素袋式除尘器除尘效率的影响因素(3)过滤速度()过滤速度(Vf)的影响)的影响过滤速度是一个重要的技术经济指标,一般选用范围为过滤速度是一个重要的技术经济指标,一般选用范围为0.26m/min。选用高的过滤速度,所需要的滤布面积。选用高的过滤速度,所需要的滤布面积小,除尘器体积、占地面积和一次投资等都会减小,但小,除尘器体积、占地面积和一次投资等都会减小,但除尘器的压力损失和耗电量却会加大。除尘器的压力损失和耗电量却会加大。Exit3、袋式除尘器除尘效率的影
13、响因素袋式除尘器除尘效率的影响因素(3)过滤速度()过滤速度(Vf)的影响)的影响一般来讲,除尘效率随过滤速度增加而下降一般来讲,除尘效率随过滤速度增加而下降过滤速度的选取还与滤料种类和清灰方式有关过滤速度的选取还与滤料种类和清灰方式有关实践表明:过滤粗粉尘实践表明:过滤粗粉尘,vf 为为2m/min为宜;过滤细粉为宜;过滤细粉尘,过滤速度取较小值(尘,过滤速度取较小值(0.61.0m/min)。)。Exit4、袋式除尘器的压力损失袋式除尘器的压力损失 压力损失:重要的技术经济指标,不仅决定着能量压力损失:重要的技术经济指标,不仅决定着能量消耗,而且决定着除尘效率和清灰间隔时间等除尘器的消耗,
14、而且决定着除尘效率和清灰间隔时间等除尘器的压力损失压力损失PP包括清洁滤料的压力损失包括清洁滤料的压力损失PP0 0和过滤层的压和过滤层的压力损失力损失PPd d二者组成的。二者组成的。气体粘度,气体粘度,PasPas;总阻力系数,总阻力系数,m m-1-1;0 0清洁滤料的阻力系数,清洁滤料的阻力系数,m m-1-1;V Vf f过滤速度,过滤速度,m/sm/s;mm滤料上的粉尘负荷,滤料上的粉尘负荷,kg/mkg/m2 2;粉尘层平均比阻力,粉尘层平均比阻力,m/kgm/kg。由上式可知,压由上式可知,压由上式可知,压由上式可知,压力损力损力损力损失与过滤速度和空气失与过滤速度和空气失与过
15、滤速度和空气失与过滤速度和空气粘度成正比,与气体粘度成正比,与气体粘度成正比,与气体粘度成正比,与气体密度无关密度无关密度无关密度无关Exit4、袋式除尘器的压力损失袋式除尘器的压力损失 清洁滤料的阻力清洁滤料的阻力PP0 0很小,一般可忽略。其阻力系很小,一般可忽略。其阻力系数数0 0在在10107 710108 8(m m-1-1););过滤层的压力损失过滤层的压力损失PPd d则受滤布特性的影响,粉尘则受滤布特性的影响,粉尘层平均比阻力层平均比阻力=10=10101010101111m/kgm/kg ;粉尘负荷;粉尘负荷m=0.1m=0.10.3kg/m0.3kg/m2 2 。粉尘层平均
16、比阻力粉尘层平均比阻力随随粉尘负荷粉尘负荷和和滤料特性滤料特性不同而不同而变化变化Exit4 4、袋式除尘器的压力损失、袋式除尘器的压力损失 假设除尘器进口含尘浓度为假设除尘器进口含尘浓度为C Ci i(kg/mkg/m3 3),出口处粉尘浓度忽出口处粉尘浓度忽略不计,过滤时间为略不计,过滤时间为t t(s)s),则滤布上积存的粉尘负荷为:,则滤布上积存的粉尘负荷为:t t秒后粉尘层的压力损失为:秒后粉尘层的压力损失为:给定给定PdPd,则可求最大清灰周期:,则可求最大清灰周期:Exit4 4、袋式除尘器的压力损失、袋式除尘器的压力损失 袋式除尘器的压力损失一般控制在袋式除尘器的压力损失一般控
17、制在8008001500Pa1500Pa,当除尘,当除尘器的阻力达到预定值时,需对滤袋清灰。器的阻力达到预定值时,需对滤袋清灰。入口含尘浓度大,清灰时间变短,清灰次数增加,滤料入口含尘浓度大,清灰时间变短,清灰次数增加,滤料寿命缩短。寿命缩短。滤袋清灰后,不能恢复到初始阻力值,两者的差值为残滤袋清灰后,不能恢复到初始阻力值,两者的差值为残留阻力(应保护的粉尘初层的阻力),一般情况下残留阻留阻力(应保护的粉尘初层的阻力),一般情况下残留阻力约为力约为7007001000Pa1000Pa左右。左右。Exit4 4、袋式除尘器的压力损失、袋式除尘器的压力损失Exit粉尘的比阻力系数粉尘的比阻力系数E
18、xit7.2 袋式除尘器的滤料和结构型式袋式除尘器的滤料和结构型式1 1、袋式除尘器的滤料、袋式除尘器的滤料 (1 1)对滤料的要求)对滤料的要求容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力低容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力低使用寿命长,耐温、耐磨、耐腐蚀、机械强度使用寿命长,耐温、耐磨、耐腐蚀、机械强度表面光滑的滤料容尘量小,清灰方便,适用于含尘浓度表面光滑的滤料容尘量小,清灰方便,适用于含尘浓度低、粘性大的粉尘,采用的过滤速度不宜过高低、粘性大的粉尘,采用的过滤速度不宜过高表面起毛(绒)的滤料容尘量大,粉尘能深入滤料内部,表面起毛(绒)的滤料容尘量大,粉尘能深入滤料内部,可以采用较高的过滤速度,但清灰
19、周期短,必须及时清可以采用较高的过滤速度,但清灰周期短,必须及时清灰灰 Exit1 1、袋式除尘器的滤料、袋式除尘器的滤料(2 2)滤料种类)滤料种类 按滤料材质分按滤料材质分天然纤维天然纤维棉毛织物,适于无腐蚀、棉毛织物,适于无腐蚀、80809090以下气体以下气体无机纤维无机纤维主要指玻璃纤维,化学稳定性好,耐高温;质地脆主要指玻璃纤维,化学稳定性好,耐高温;质地脆合成纤维合成纤维性能各异,满足不同需要,扩大除尘器的应用领域性能各异,满足不同需要,扩大除尘器的应用领域常用的滤料有常用的滤料有208或或901涤轮绒布,使用温度一般不超过涤轮绒布,使用温度一般不超过120,经过硅,经过硅硐树脂
20、处理的玻璃纤维滤袋,使用温度一般不超过硐树脂处理的玻璃纤维滤袋,使用温度一般不超过250,棉毛织物一,棉毛织物一般适用于没有腐蚀性般适用于没有腐蚀性;温度在温度在80-90以下含尘气体。以下含尘气体。ExitExit1 1、袋式除尘器的滤料、袋式除尘器的滤料袋式除尘器的滤料一般根据袋式除尘器的滤料一般根据含尘气体的性质、粉尘的性质含尘气体的性质、粉尘的性质及除尘器的清灰方式及除尘器的清灰方式进行选择,选择时应遵循以下原则:进行选择,选择时应遵循以下原则:滤料性能应满足生产条件和除尘工艺的一般情况和特殊滤料性能应满足生产条件和除尘工艺的一般情况和特殊要求,如要求,如气体和粉尘的温度、酸碱度及有无
21、爆炸危险气体和粉尘的温度、酸碱度及有无爆炸危险等。等。在上述前提下,应尽可能选择在上述前提下,应尽可能选择使用寿命长的滤使用寿命长的滤料,这是料,这是因为使用寿命长不仅能节省运行费用,而且可以满足气体因为使用寿命长不仅能节省运行费用,而且可以满足气体长期达标排放的要求。长期达标排放的要求。选择滤料时应对各种滤料排序比较,不应该用一种所谓选择滤料时应对各种滤料排序比较,不应该用一种所谓“好好”滤料去适应各种工况场合。滤料去适应各种工况场合。在气体性质、粉尘性质和清灰方式中,应抓住主要影响在气体性质、粉尘性质和清灰方式中,应抓住主要影响因素选择滤料,如高温气体、易燃粉尘等。因素选择滤料,如高温气体
22、、易燃粉尘等。选择滤料应对各种因素进行经济对比。选择滤料应对各种因素进行经济对比。Exit根据粉尘气体性质选择根据粉尘气体性质选择滤料滤料 气体温度气体温度含尘气体温度是滤料选用中的重要因素。通常把小于含尘气体温度是滤料选用中的重要因素。通常把小于130的含尘气体称为常温气体,大于的含尘气体称为常温气体,大于130的含尘气体称为高温的含尘气体称为高温气体,所以可将滤料分为两大类,即低于气体,所以可将滤料分为两大类,即低于130的常温滤料的常温滤料及高于及高于130的高温滤料。因此,应根据烟气温度选用合适的高温滤料。因此,应根据烟气温度选用合适的滤料。的滤料。滤料的耐温有滤料的耐温有“连续长期使
23、用温度连续长期使用温度”及及“瞬间短期温度瞬间短期温度”两种:两种:“连续长期使用温度连续长期使用温度”是指滤料可以适用的、连续是指滤料可以适用的、连续运转的长期温度,应以此温度来选用滤料;运转的长期温度,应以此温度来选用滤料;“瞬间短期温瞬间短期温度度”是指滤料所处每天不允许超过是指滤料所处每天不允许超过10min的最高温度,时的最高温度,时间过长,滤料就会老化或软化变形。间过长,滤料就会老化或软化变形。Exit根据粉尘气体性质选择根据粉尘气体性质选择滤料滤料 气体湿度气体湿度含尘气体按相对湿度分为三种状态:相对湿度在含尘气体按相对湿度分为三种状态:相对湿度在30%以下时为干燥气体;相对湿度
24、在以下时为干燥气体;相对湿度在30%80%之间为一般状态;气体相对湿度在之间为一般状态;气体相对湿度在80%以上即为以上即为高湿气体。对于高湿气体,又处于高温状态时,高湿气体。对于高湿气体,又处于高温状态时,特别是含尘气体中含有特别是含尘气体中含有SO3时,气体冷却会产生时,气体冷却会产生结露现象。这不仅会使滤袋表面结垢、堵塞,而结露现象。这不仅会使滤袋表面结垢、堵塞,而且会腐蚀结构材料,因此需特别注意。且会腐蚀结构材料,因此需特别注意。Exit根据粉尘气体性质选择根据粉尘气体性质选择滤料滤料对于含湿气体在选择滤料时应注意以下几点:对于含湿气体在选择滤料时应注意以下几点:含湿气体使滤袋表面捕集
25、的粉尘润湿粘结,尤其对吸水含湿气体使滤袋表面捕集的粉尘润湿粘结,尤其对吸水性、潮解性和湿润性粉尘,会引起糊袋,因此,应选用锦性、潮解性和湿润性粉尘,会引起糊袋,因此,应选用锦纶与玻璃纤维等表面滑爽、长纤维、易清灰的滤料,并宜纶与玻璃纤维等表面滑爽、长纤维、易清灰的滤料,并宜对滤料使用硅油、碳氟树脂做浸渍处理,或在滤料表面使对滤料使用硅油、碳氟树脂做浸渍处理,或在滤料表面使用丙烯酸、聚四氟乙烯等物质进行处理。用丙烯酸、聚四氟乙烯等物质进行处理。当高温和高湿同时存在时会影响滤料的耐温性,尤其对当高温和高湿同时存在时会影响滤料的耐温性,尤其对于锦纶、涤纶、亚酰胺等水解稳定性差的材质更是如此,于锦纶、
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- 第7章 过滤式除尘 过滤 除尘
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