3-3除尘器布袋滤料选用注意事项


选用滤料必须充分了解使用工况和除尘器技术条件的条件下,通过对比各种滤料的性能综合比较选用,既不能认为滤料越贵越好,也不能用一种所谓“好”滤料去使用各种场合。

一、选择的原则

袋式除尘器一般根据含尘气体的性质、粉尘的性质及除尘器的清灰方式的不同选择滤料,选择时应遵循下述原则。

①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。

②在上述前提下,应尽可能选择使用寿命长的滤料,这是因为使用寿命长不仅能节省运行费用,而且可以满足气体长期达标排放的要求。

③选择滤料时应对各种滤料排序综合比较,不应用一种所谓“好”滤料去适用各种工况场合。

④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。

二、根据很沉气体性质选用

1.气体温度

含尘气体温度使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130℃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130℃的常温滤料及高于130℃的高温滤料。为此,应根据烟气温度选用合适的滤料。有人把130-200℃称为中温气体,但滤料多选高温型。

滤料的耐温有“连续长期使用温度”及“瞬间短期温度”两种。“连续长期使用温度”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。“瞬间短期温度”是指滤料所处每天不允许超过10min的最高温度,时间过长,滤料就会软化变形。

2.气体温度

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,相对湿度在30%-80%之间为一般状态,相对湿度在80%以上几位高湿气体。对于高湿气体,又处于高温状态时。特别是含尘气体在含SO3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,而且会腐蚀结垢材料,因此需特别注意。对于含湿气体在选择滤料时应注意以下几点。

①韩式气体使滤袋表面捕集的粉尘润湿黏结,尤其对吸水性、潮湿性和湿润性粉尘,会引起糊袋。为此,应选用棉纶和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、炭氟树脂作浸渍处理,火灾滤料表面使用丙烯酸、聚四氟乙烯等物质进行涂布处理。炭烧版和覆膜材料具有优良的耐湿和易清洗性能。但作为高湿气体首选应是防油滤料。

②当高温和高湿同时存在时会影响滤料的耐温性,有其对于棉纶、涤纶、亚酰胺等水解稳定性差的材质更是如此,应尽可能避免。

③对含湿气体在除尘滤袋设计时宜采用圆形滤袋、尽量不采用形状复杂、布置十分紧凑的扁滤袋和菱形滤袋。

④除尘器含尘气体入口温度高于气体露点温度30℃以上。

3.气体的化学性质

在各种炉窖烟气和化工废气中,常含有酸、碱、氧化剂、有机溶剂等多种化学成分,而且往往受温度、湿度等多种因素的交叉影响。为此,选用滤料时应考虑周全。

涤纶纤维在常温下具有良好的力学性能和耐酸碱性,但它对水分十分敏感,容易发生水解作用,使强力大幅度下降。为此,涤纶纤维在干燥烟气重,其长期运转温度小于130℃,但在搞水分烟气中,其长期运转温度只能降到60-80℃,诺梅克斯纤维具有良好的耐温、耐化学性,但在高水分烟气中,其耐温将有204℃降到150℃。

诺梅克斯纤维比涤纶纤维具有较好的耐温性,但在高温条件下,耐化学性差一些。聚苯硫醚纤维具有耐高温和耐酸碱腐蚀的良好性能,适用于燃煤烟气除尘,但抗氧化剂的能力较差;聚酰亚胺纤维虽可以弥补其不足,但水解稳定性又不理想。作为“塑料王”的聚四氟乙烯纤维具有最佳的耐化学性,但价格较贵。常用袋式除尘滤料材质机器理化特性如下表:

3-3除尘器布袋滤料选用注意事项_第1张图片

在选用滤料时,必须根据含尘气体的化学成分,抓住主要因素,进行综合考虑。

三、根据粉尘性质选用

根据粉尘性质选用滤料的基本原则见表:

3-3除尘器布袋滤料选用注意事项_第2张图片

1.粉尘的湿润性和黏着性

粉尘的湿润性、浸润性是通过尘粒间形成的毛细管作用完成的,与粉尘的性质、形状、大小、表面状态以及液体的表面张力等因素相关,可用湿润角来表征。通常称小于60°者称为亲水性,大于90°者称为憎水性。吸湿性粉尘当其湿度增加后,粒子的凝聚力、黏性力随之增加,流动性、荷电性随之减小,黏附于滤袋表面,久而久之,清灰失效,尘饼板结。

有些粉尘如CaO、CaCl2、KCl、MgCl2、Na2CO3等吸湿后进一步发生化学反应,其性质和形态均发生变化,称之潮解。潮解后粉尘糊住滤袋表面,这是袋式除尘器最忌讳的。

对于潮湿性、潮解性粉尘,在选用滤料时应注意滤料的光滑、不起绒和憎水性,其中以覆膜滤料和塑烧板为最好。

湿润性强的粉尘许多黏着力较强,其实和黏有不可分割的联系。对于袋式除尘器如果黏着力过小,将失去捕集粉尘的能力,而黏着力过大又造成粉尘凝聚、清灰困难。

对于黏着性强的粉尘同样应选用长丝不起绒织物滤料,或经表面烧毛、压光、镜面处理的针刺毡滤料,对于浸渍、涂布、覆膜技术应充分利用。从滤料的材质上将,棉纶、玻纤优于其他品种。

2.粉尘的可燃性和荷电性

某些粉尘在特定的浓度状态下,在空气中遇火花会发生燃烧或爆炸。粉尘的可燃性与其粒径、成分、浓度、燃烧热以及燃烧速率等多种因素有关。粒径越小,表面积越大,约易点燃。粉尘爆炸的一个重要条件是密闭空间,在这个空间其爆炸浓度下限一般为每立方米几十至几百克,粉尘的燃烧热和燃烧速率越高,其爆炸威力越大。

粉尘燃烧或爆炸火源通常是由摩擦火花、静电火花、制热颗粒物等引起的,其中荷电性危害最大。这是因为化纤滤料通常是容易荷电的,如果粉尘同时荷电则极易产生火花,所以对于可燃性和易荷电的粉尘如煤粉、焦粉、氧化铝和镁粉等,宜选择阻燃型滤料和导电滤料。

一般认为氧指数大于30的纤维织造的滤料,如PVC、PPS、P84、PTEF等时安全的。面对于氧指数小于30的纤维,如丙纶、棉纶、涤纶、亚酰胺等滤料可采用阻燃剂浸渍处理。

防静电滤料是指在滤料纤维中混入导电纤维,使滤料在经向或纬向具有导电性能,使电阻小于109Ω。常用的导电纤维有不锈钢纤维和改性化学纤维。两者相比,前者导电性能稳定可靠,后者经过一定时间后导电性能易衰退。导电纤维混入量约为基本纤维的2%-5%。

3.粉尘的流动和摩擦性

粉尘的流动和摩擦性较强时,会直接磨损滤袋,降低使用寿命。你凹面粗糙、菱形不规则的粒子比表面光滑球形粒子磨损性大10倍。粒径为90μm左右的尘粒的磨损性最大,而当粒径减小到5-10μm时磨损性已十分微弱。磨损性与气流速度的2-3次方成正比,与粒径的1.5次方成正比,因此,气流速度及其均匀性是必须严格控制的。在常见粉尘中,铝粉、硅粉、焦粉、碳粉、烧结矿粉等属于高磨损性粉尘。对弈磨损性粉尘宜选用耐磨性好的滤料。

除尘滤料的磨损部位与形式多种多样,根据经验,滤袋磨损都在下部,这是因为滤袋上部滤速低,气体含尘浓度小的缘故。为防止滤袋下部磨损,设计中应限制袋室下部气流上升的速度。

对于磨损性强的粉尘,选用滤料应注意以下3点。

①化学纤维优于玻璃纤维,膨化玻璃纤维优于一般玻璃纤维,细、短、卷曲型纤维优于粗、长、光滑性纤维。

②毡料中宜用针刺方式加强纤维之间的交络性,织物中以锻纹织物最优,织物表面的拉绒也是提高耐磨性的措施,但是毡料、锻纹织物和起绒滤料会增加阻力值。

③对于普通滤料表面涂覆、压光等后处理也可提高耐磨性。对于玻璃纤维滤料、硅油、石墨、聚四氟乙烯树脂处理可以改善耐磨耐折性。但是覆膜滤料用于磨损性强的工况时,膜会过早磨坏,失去覆膜作用。

四、按袋式除尘器清灰方式选用

袋式除尘器的清灰方式是选择滤料结构品种的另一个重要因素,不同清灰方式的袋式除尘器清灰性能、滤袋形变特性的不同,宜选用不同的结构品种滤料。

1.机械振动类袋式除尘器

是利用机械装置使滤袋产生振动而清灰的袋式除尘器。此类除尘器的特点是施加于粉尘层的动能较少而次数较多,因此要求滤料薄而光滑、之地柔软,有利于传递振动波,在过滤面上形成足够的振击力。宜选用由化纤锻纹或斜纹织物,厚度0.3-0.7mm,单位面积质量300-350g/㎡,过滤速度0.6-1.0m/min,对于小型机组可提高1.0-1.5m/min。

4.分室反吹类袋式除尘器

采用分室结构,利用阀门逐室切换,形成逆向气流反吹,使滤袋缩憋或鼓胀清灰的袋式除尘器。他有二状态和三状态之分,清灰次数3-5次/h,清灰动力来自于除尘器本身的资用压力,在特殊场合中才另配反吹风动力。属于低动能清灰类型,滤料应选用之地轻软、容易变形而尺寸稳定的薄型滤料,如729、MP922滤料。过滤速度与机械振动类除尘器相当。

分室反吹类袋式除尘器具有内滤与外滤之分,滤料的选用没有差异。对大中型除尘器常用圆袋形、无框架有支撑环,袋径120-300mm,滤袋长径比为(15-40):1,优于选用锻纹机织滤料,在特殊场合也可选用基布加强的薄型针刺毡滤料,厚1.0-1.5mm,单优先选用耐磨性、透气性好的薄形针刺毡滤料,单位面积质量350-400g/㎡。也可选用纬二重或双重织物滤料。

5.振打反吹并用类袋式除尘器

指兼有振动和逆气流双重清灰作用的袋式除尘器。振动使尘饼松动,逆气流使粉尘脱落,两种方式相互配合,提高了清灰效果,有其适用于细微粒黏性尘。此类除尘器的滤料选用原则大体上与分室反吹类除尘器相同,以选用锻纹机织滤料为主。随着针刺毡工艺水平和产品质量的提高,发展趋势是选用基布加强、尺寸稳定的薄型针刺毡。

6.喷嘴反吹类袋式除尘器

是利用风机做反吹清灰动力,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。对滤袋清灰的袋式除尘器,属中等动能清灰类型。袋式除尘器用喷嘴清灰的有回转反吹、往复反吹和气环滑动反吹等几种形式。

回转反吹和往复反吹袋式除尘器采用带框架的外滤扁袋形式,结构紧凑。此类除尘器要求选用比较柔软、结构稳定、耐磨性好的滤料,优先采用中等厚度针刺毡滤料,单位面积量为350-500g/㎡。

气环滑动反吹袋式除尘器属于喷嘴分吹类袋式除尘器的一种特殊形式,采用内滤圆袋,喷嘴为环缝形,套在圆袋外面上下移动喷吹。要求选用厚实、耐磨、刚性好、不起毛的滤料,宜选用压缩毡和针刺毡,因滤袋磨损严重,该类除尘器极少采用。

7.脉冲喷吹类袋式除尘器

指以压缩空气为动力,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。依靠冲击振动和反向气流清灰的袋式除尘器,属高动能清灰类性,它通常采用带框架的外滤圆袋或扁袋。要求选用厚实、耐磨、抗张力强的滤料,优先选用化纤针刺毡或压缩毡滤料,单位面积质量为500-650g/㎡。

五、按运行制度选用滤料

袋式除尘器的运行制度是由生产工艺决定的。许多生产工艺不是每天24h连续生产。在这种情况下,可以适当降低除尘器滤料的质量要求,不必选用特别昂贵的滤料。滤料使用时间过长还有老化的过程,选用滤料要考虑老化问题。

对于运行条件了和连续运行的生产工艺,袋式除尘器必须选用优质滤料,否者会造成滤料寿命过短,频率更换滤袋会影响正常上产和加大运行成本。

六、按特殊工况选用滤料

特殊舒晨工况主要指一下几种情况:①高浓度粉尘工艺收尘;②高湿度工艺收尘;③温度变化大的间断工艺收尘;④含有可燃气体的工艺收尘;⑤排放标准严格和具有特殊净化要求的场合;⑥要求低阻运行的场合;⑦含有油雾灯黏性微尘气体的处理。

处理以上特殊工艺和场合的气体,在除尘系统的设计、除尘设备的选用、滤料的选用上都要综合考虑、区别对待。特殊烟气处理方法及滤料选用见表:

3-3除尘器布袋滤料选用注意事项_第3张图片

摘自:《袋式除尘器配件选用手册》

作者:协昌环保-电磁脉冲阀专家

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