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吸嘴吸气清灰的旋转滤筒除尘研究
作者:管理员    发布于:2016-01-18 09:38:56    文字:【】【】【

  纤维层过滤是目前有效的除尘方法,具有除尘效率高(一般在99以上)、性能可靠等优点。清灰是过滤式除尘器的关键技术,好的清灰方法有助于提高除尘器的除尘效率,降低压力损失,提高单位过滤面积的处理能力。常见的各种袋式除尘器清灰方法中效果较好的是脉冲反吹清灰,其系统能耗大,清灰时滤袋频繁胀缩易导致其疲劳破损,增加了维护难度;滤筒式除尘器也采用脉冲反吹清灰,其多褶结构滤筒的褶内易积灰,且与滤袋一样存在清灰不均匀的问题;另外,袋式除尘器和滤筒式除尘器都存在着过滤风速低(05~2m/mi)、单位面积滤料处理气量不高的缺点。

  针对过滤式除尘器存在的问题,本文提出吸嘴吸气清灰的旋转滤筒除尘的方法,可在保证滤料良好除尘性能的前提下,进一步提高除尘器的过滤风速,增强清灰效果,延长滤料寿命,提高除尘器运行的可靠性和经济性。

  1除尘器工作原理和清灰方式设计11除尘器工作原理吸嘴吸气清灰的旋转滤筒除尘器由壳体、滤筒和清灰吸嘴3部分组成,如所示。滤筒一端封闭,一端敞开,中心轴及配置的轴承保证滤筒运转平稳,敞开一面与隔板形成动态密封。首先用金属结构件制成滤筒的圆筒型骨架,在圆筒表面依次蒙上金属网、纤维滤料和不锈钢丝网(见C)。外层不锈钢丝网的作用是使纤维滤料均匀受力,避免清灰时因频繁变形而疲劳损坏。

  除尘器负压工作,含尘气体进入除尘器后,经滤筒表面滤料的过滤进入筒内,并从滤筒敞开一端排出,灰尘留在滤筒表面。如b所示。清灰吸嘴固定不动,负压吸气,滤筒不断旋转,旋转到吸嘴处的滤筒滤料内部和表面的灰尘则被吸走,送到外部小除尘器处理,从而实现滤筒滤料的清灰。由于清灰后的含尘气体量小、浓度较高,先旋风除尘(干灰)、后布袋除尘或湿法除尘非常容易实现。采用吸气清灰对除尘器处理气量影响很小,在除尘器内部不会发生粉尘的二次飞扬。

  2旋转滤筒吸气清灰的设计在设计吸气清灰方案时,首先必须考虑2个方面的问题:1猜灰吸气量越大,处理该气体的设备投资和运行费用越高,系统运行的优势明显下降;2猜灰后的滤料除尘效果较差,要避免整个滤筒长度同时清灰。对此,可根据滤筒直径大小和滤筒长短,把吸嘴分为多段,在吸气管外部管道上安装换向阀,实现吸嘴循环交替吸气清灰。采用吸嘴分段循环交替吸气清灰,可延长清灰周期,从而延长粉尘在滤料上沉积的时间,增加滤料上的积灰量,提高除尘效率,显著减小清灰吸气量。对于单段吸嘴对应的滤筒,滤筒旋转1周,该段滤筒清灰1次。设滤筒转速为rmn1)那么滤筒每次清灰时间为T=S若滤筒每旋转n-1转后清灰1次,则构成周期为叮清灰间隔时间为(n-1)T的过滤一清灰循环。

  此外,滤筒的转速、滤筒的直径、吸嘴结构设计、吸嘴顶端与滤筒表面的距离、吸嘴部位负压程度和吸嘴个数等,都会影响吸嘴清灰效果和清灰过程的经济性,在设计中需要根据实际情况综合考虑。

  2旋转滤筒的除尘性能分析1滤料的过滤类型不锈14丝网含尘气体根据滤料表面积灰状态的不同,其过滤可分为内部过滤和粉尘层过滤2种类型,如所示。内部过滤主要表现在滤料过滤时间短,表面积灰少,起过滤作用的主要是滤料纤维和沉积在滤料内部的粉尘。

  入1入2cn)假设在滤料表面开始形成粉尘层过滤(粉尘层厚度为d为粉尘粒径)的时间为t且此时滤料内部达到其大容尘量,则为单一纤维各过滤效率的综合收集效率。

  当滤料过滤时间  化简后,对求导然后积分,考虑边界条件为t=寸c=c(i―n.),且令因此内部过滤过滤效率为粉尘层过滤效率可用下式计算从式①k⑤可以看出n和np都与滤料过滤时间有关,且都随过滤时间的增加而提高。

  23旋转滤筒的除尘效率由于旋转滤筒除尘器特殊的清灰方式,因此在分析旋转滤筒除尘效率的时候,必须考虑清灰对其除尘效率的影响。如前所述,纤维滤料内部的积灰和其表面的粉尘层都有助于除尘效率的提高,另外,粉尘层的增厚会使滤料两侧的压力差增大,有可能将附着在滤料表面的细小粉尘挤压过去,使除尘效率下降、能耗增加。因此,为了保证较高的除尘效率,减少压力损失,就必须合理地清灰。由于清灰后滤料的除尘效率不高,因此清灰系统应待滤料表面沉积一定的粉尘后再启动。

  对于吸气清灰旋转滤筒来说,由于滤筒分段循环交替清灰,因此滤筒不同部位的过滤状态不同。在吸嘴只有一段的情况下,如所示,把滤筒沿圆周分成m个微型长方形单元,按清灰次序依次记为因此有4-2015ChinaAcademicournalElectonicPublish第g盛第e.m单元t由r于其清灰开始:时间不同因此代入④式,得同一时刻每个微型单元表面沉积的灰尘量不同,其过滤状态也各不一样。为了简化研究,在此作如下假设:1)滤筒圆周各点气流含尘均匀且速度相等,方向指向滤筒轴心;2服嘴开口宽度与滤筒截面周长相比可忽略不计;3猜灰时处于清灰状态的滤筒过滤单元表面不继续沉积粉尘;4)各过滤单元在其清灰结束时的状态相同。

  由于清灰结束时滤料上会有粉尘残留,残存的粉尘与滤料共同起过滤作用,因此可将此时的除尘效率等效为洁净滤料经2时间达到的除尘效率。

  如果滤筒每旋转转n-1后清灰1周,构成周期为n的过滤一清灰循环,则每个过滤单元清灰时间为At=T/m(n※叫A)其清灰起始时间顺次相差A.t如所示,第m单元比第1单元晚T一ATT寸间开始清灰,对于每一个单元,在其经历第1次清灰之后过滤规律是一样的,即每经(n-1)T过时间清灰1次。任意过滤单元第1次清灰后每(-1)1时间内平均除尘效率相等。记1为第单元的时间平均除尘效率,则有、=2=兀=1m因此,只需研究任意一个单元在清灰后(n-1)T时间内平均除尘效率即可。

  2挡2t<(n-1)T+2时,第单元在(n-1)T时司内全部处于内部过滤和粉尘层过滤共同作用阶段,因此有代入④⑤式,得出从实验结果可以看出,旋转滤筒除尘效率随清灰周期延长而提高,压力损失AR在1450Pl 1700P之间。从观察可以看出,滤料表面的粉尘得到了均匀的清除,吸气清灰效果较好,无尘块残留,每次清灰后残留压降基本不随清灰次数增加和清灰周期延长而变化。如果采用初始阻力小、内部不沉积粉尘、清灰容易的覆膜纤维滤料,则可进一步降低压力损失,改善清灰性能,提高过滤风速。

  4结论研究表明吸气清灰旋转滤筒除尘具有以下特点:16m/mi1的高过滤风速下,除尘效率可达99以上,有助于提高单位体积设备除尘能力。

  及气清灰可有效均匀地清除滤料表面的积灰,维持较低的压力损失,保证除尘效率。

  延长清灰周期可以提高滤筒的除尘效率,并可提高除尘器的处理气量。

  虑筒滤料受力均匀,不存在疲劳损坏的因素,有利于延长滤料寿命。

  如果采用吸嘴分段循环交替清灰的方法,则可以减小清灰气量,减少设备投资,延长粉尘在滤料上沉积的时间,提高系统的经济性和除尘效率。

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