[doc格式] 脉冲滤筒除尘器对超细粉体的净化

[doc格式] 脉冲滤筒除尘器对超细粉体的净化 脉冲滤筒除尘器对超细粉体的净化 SeriesNo.397 July2009 金砥母山 MEIIALMINE 总第397期 2009年第7期 脉冲滤筒除尘器对超细粉体的净化珠 张一帜陈海焱林莉君覃金珠杨军瑞 (1.西南科技大学;2.湖南工业大学) 摘要利用脉冲滤筒除尘器对粒径分布为0.5,5m的超细粉体进行净化试验.测试了除尘器净化效率, 除尘器阻力及过滤风速等主要性能参数.试验结果说明:脉冲滤筒除尘器对于粒径为0.5,5m的超细粉体,在 过滤风速为0.8—1.25m/min时,除尘器阻力小于300Pa;过滤风速为2.8m/min时,阻力小于1200Pa,净化效率 达99.9997%.该脉冲滤筒除尘器具有除尘效率高,阻力损失低,节约除尘系统的动力消耗的优点,有利于在超细 粉体净化工艺中的应用. 关键词脉冲滤筒除尘器超细粉体净化 PurificationofUltrafinePowderbyPulseCartridgeDustCoHector ZhangYizhiChenHaiyanLinLijunQinJinzhuYangJunrui (1.SouthwestUnive~ityofScienceandTechnology;2.HunanUnwe~ityofTechnology) 5 AbstractTestwasmadeonusingapulsecartridgedustcollectortopuri~0.5— Ixmultrafinepowder.Themain performanceparametersofthecollectorsuchasitspurificationefficiency,resistanceandfilteringwindspeed.Thetestre— sultshowsthatfor0.5, 5multrafinepowder,thedustresistanceislessthan300Paatafilteringwindspeedof0.8, 1.25m/min,andislessthan1200Paatafilteringspeedof2.8m/min,andthepurificationefficiencyis99.9997%. Thepulsecartridgedustcollectorhasadvantagesofhighdustingefficiency,lowresistancelossandeconomizedpowercon— sumption,benefitingitsapplicationinthepurificationofultrafinepowder. KeywordsPulsecartridgedustcoHector,Uhrafinepowder,Purification 通常将粒径小于10m的粉体物料称为”超细 粉体”?.JohnL.Koehler基于Darcy”slaw(达西定 律),分别用3种粉尘,3种滤料,在3个过滤风速的 条件下,研究了脉冲袋式除尘器清灰过程的压降问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 .LiuBenjaminY.H.等用粒子监测仪来测试 滤筒除尘器的短期和长期的除尘效率l3].测试结 果表明,滤筒除尘器对于人口浓度为23g/m的粉 尘,粒径分布在0.5,10m的过滤效率达到了 99.999%.Hutchinson,Glenn通过对各种收尘装置 进行比较,阐明了滤筒除尘器结构紧凑,节省空间, 维护管理方便,高过滤效率,自动清灰等优点j. Meinke,Petra和Raether,Tom等人介绍了滤筒除尘 器区别与传统除尘器的一些新的特点].发现椭 圆型的滤筒结构可以有更高的过滤效率. 目前,针对脉冲滤筒式除尘器的研究主要集中 在结构,滤料,流场模拟等方面,但对超细粉体净化 方面的研究甚少. 1试验目的 利用脉冲滤筒除尘器对气流粉碎机(IVJ一6 型)制得0.5,5m的超细粉体进行了净化试验. 通过改变变频调速器参数设置,从而控制离心风机 风量,最后测得在不同过滤风速下,除尘器的净化效 率,阻力等主要性能参数,进一步优化脉冲滤筒式除 尘器对超细粉体的净化参数. 2试验装置 2.1试验设备及仪器 试验设备及仪器采用的有DFO1—1型唐纳森 除尘器,RB30型康盛高压离心通风机,SB40S2.2 型森兰变频调速器,FC一3A双头粉尘采样器,SWE— MAAIRS0风速仪,HT一3高精度电子天平,YYT一 200B倾斜式微压计,JP—A型架盘天平,GZV2型电 磁振动给料机,分散加料机,MalveminstrumentsLtd 的MS2000激光粒度测试仪,I?一6型气流粉碎机, }”十一五”国家支撑 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 重大项目(编号:2006BAF02A24),四川 省安监局攻关项目(编号:2007003083). 张一帜(1985一),男,西南科技大学土木工程与建筑学院,硕士研究 生,621010四川省绵阳市西南科技大学新区东8B110. 总第397期金底矿山2009年第7期 $440立体扫描电子显微镜等. 2.2水平插入式滤筒除尘器 本试验中滤筒式除尘器的特点:滤筒为椭圆形 且水平插入式,由此大大增加了过滤面积,有利于增 强过滤效果;该滤筒除尘器采用顺流式,即含尘气流 由上至下流动,其流动方向与粉尘下降方向一致. 除尘器结构见图1. 图1水平插入式滤筒除尘器 1一测点1;2一入口;3一均流板;4一椭圆形滤筒; 5一灰斗;6一喷吹系统;7一出口;8一测点2;9一引风机 顺流式与逆流式的比较_6j.顺流式气流自上 而下,粉尘沉降和气流方向一致,有利于粉尘沉降. 除尘效率有所提高.根据测定结果分析比较,若除 尘器压力损失限定在1176—1470Pa水柱时,则除 尘器总压力损失比逆流方式约低15%一30%,这是 因为含尘气流进入箱体后是由上而下分布的.当脉 冲喷吹时,粉尘顺着气流方向沉降下来,悬浮的粉尘 较少,因而返回滤筒的粉尘也少,减小清灰时造成的 二次扬尘对净化效果的影响.也就是说,在相同的 喷吹条件下,可以得到更好的清灰效果,从而减少设 备的压力损失.逆流式气流进入箱体后,气流中颗 粒较大的粉尘沉降下来,减少磨损,可以适当延长清 灰间隔时间,但是在粉体下落的过程中有部分小颗 粒的沉降速度小于上升气流速度,又被吹回到滤筒, 清灰后的滤筒阻力会很快上升.在相同喷吹条件下 设备阻力比顺流式要大,为了保证限定的设备阻力, 需要增加喷吹次数. 本试验中除尘器的滤筒是水平插入的,气流进 入后经过均流板,使进入箱体的气流能够均匀分布. 根据试验过程中观察发现,由于箱体空间较小,均流 板和滤筒的间距较小,导致滤筒的上部的积灰相对 较多,清灰的效果不是很明显,会给系统的除尘效果 带来一定的影响. 3试验结果及分析 本试验对气流粉碎后的物料粒径进行了激光粒 度分析,粒径分布在0.5,5Ixm范围内占95%左 右.氢氧化铝,PVDF,石墨均匀加料进入滤筒除尘 器,通过改变引风机频率测试除尘器的除尘效率,除 尘阻力及过滤风速,粉体粒径分布见图2. 图2粉体粒径分布 由于粉体粒径较细,为了保证均匀加料和充分 分散,特别 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 了粉尘分散设备.首先将一定量的 料加入振动给料机,振动给料机均匀把料加入步进 加料机,同时用经过干燥的压缩空气将步进电机的 料吹入除尘器.试验表明,此 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 切实有效,粉体在 管内沉积和分散得到充分改善,基本达到试验要求. 3.1脉冲滤筒除尘器净化效率 脉冲滤筒除尘器净化效率见图3. 99.99995 99.9999 99.99985 僻99.9998 篓99.99975 建99.9997 99.99965 99.9996 0.40.8l21.252O2.42.8 过滤风速/(m/min) 图3脉冲滤筒式除尘器净化效率 _目}-氢氧化铝;C—PVDF;E石墨 从图3可看出,脉冲滤筒除尘器对于粒径为0.5 , 5Ixm的超细粉体净化效率都在99.9997%以上. 过滤风速在0.8,1.25m/min,其净化效率达到 99.9999%. 除尘效率是所有除尘设备最基本最主要的性能 指标.主要与滤料和粉尘初层有关,滤料电镜扫描 见图4. 从图4可看出,本试验单层滤料的平均孔径较 大,有的甚至大于200Ixm.但是,由于滤料是多层 错位叠加制成的,使得滤料的孔径大大减小,大约 10m.还可以看出,部分粉尘附着在滤料表面,形 成一层过滤层,此过滤层会将含尘气流中的粉尘进 行二次过滤,提高过滤效率. 试验中刚开始用的清洁滤筒,过滤风速为0.8 m/min时,虽然风速很低,但是表面并未形成完整的 圈 . 张一帜等:脉冲滤筒除尘器对超细粉体的净化2009年第7期 过滤粉尘层,影响过滤效率.当形成稳定的粉尘过 滤层,在低风速时过滤效率就会基本稳定且较高,随 着过滤风速的不断升高,效率将有所下降. (b) 图4滤料电镜图 试验数据结合电镜图片分析过滤机理:试验 初期,使用的是清洁滤筒,效率并不高,随着试验的 继续,过滤效率将不断增大.滤料内部的排列是错 综复杂,相互交错,滤料的平均孔径小于101.Lm,见 图4(a).粒径大于或等于10m颗粒无法通过滤 料层间隙而被拦截下来.粉体颗粒随气流运动,气 流遇障绕行,粉尘因惯性偏离气流方向并撞到滤料 层而被收集,粒子越大,惯性力越强,被过滤下来的 可能性越大.细小的粉尘撞到滤料层,粉尘与滤料 表面间的引力使其粘在滤料上或者下落而被过滤下 来.随着试验的继续,粉体将在滤料表面堆积形成 一 定厚度的滤层,见图4(b),此滤层将对粉尘进行 二次过滤,而且起非常重要的作用.粒径较小的颗 粒要做布朗运动,相互碰撞,小粒径颗粒相互碰撞或 者与滤料摩擦荷电,而被吸引下来.本试验中的粉 尘粒径较小,多种过滤机理同时进行,这样大部分粉 尘将被过滤下来,除尘器的除尘效率会比较高. 3.2脉冲滤筒除尘器阻力 除尘器压力损失(除尘器阻力),一般用除尘器 的进出口全压差表示.除尘器的压力损失等于滤料 阻力和除尘器的局部阻力之和.滤料阻力即是含尘 气体穿过滤料时产生的摩擦阻力.除尘器的局部阻 力则是在气体进,出除尘器的过程中,由于气体与壁 板摩擦,折流,合流和扩散时产生的涡流所引起的. 比较系统加料与未加料时压力损失的差别,首先测 试设备无负荷运行时阻力损失(对应于风机的频 率,即保证过滤风速与加料时相同).无负荷运行 时除尘器系统阻力见图5. U.4U.1.21.23Z.U2.42. 过滤风速/(m/min) 图5无负荷运行时除尘器系统阻力 从图5可见,无负荷运行时除尘器的阻力和过 滤风速有关.过滤风速小于1.25m/min时,除尘器 阻力小于200Pa,此时的风机频率大概是10,15 Hz;过滤风速增大到2.0m/min后,除尘器阻力明 显增大.在2.8m/min时,最大阻力近1000Pa,此 时的风机频率大概是30—40Hz.无负荷运行时, 除尘系统的阻力主要是气流与滤料的摩擦,除尘器 和管道的局部和沿程阻力损失. 脉冲滤筒式除尘器阻力见图6. , R 岛 稚 0.40.81.21.252O2.42.8 过滤风速/(ndmin) 图6脉冲滤筒式除尘器阻力 _|_氢氧化铝;e卜PVDF;:卜石墨 从图6可看出,除尘器运行时的阻力是随着过 滤风速的增加而增加的.过滤风速在1.25m/min 内,除尘器阻力小于300Pa;过滤风速增大到2.0 m/min后,除尘器阻力明显增大.在2.8m/min时, 最大阻力为1175Pa. 试验中除尘器的阻力损失较小,无论是无负荷 运行还是正常运行.风机低转速时,虽然阻力很小, 但是同时处理风量也较小,可能在某些场合达不到 要求;除尘器处理大风量时,过滤风速有所增加,但 是系统的阻力也只有l200Pa左右,相比较其他而 言,损失较小,更节能. 抛咖咖啪栅瑚.伽瑚咖咖伽瑚. 总第397期金属矿山2009年第7期 设备阻力随过滤风速的提高和滤料上积聚的粉 尘层负荷的增加而增加,并随滤料的结构和过滤时 间而变化.随着过滤的进行,滤料上的粉尘层逐渐 增厚,阻力便相应增加,这时如不及时清灰,就会使 阻力一直上升,致使风机运行风量减少;同时由于滤 料上的压差增大至一定程度时,粉尘的穿透量就会 增大,并可能使滤料缝隙间的沉积粉尘被抽走而使 除尘效率降低.所以设备阻力达一定值时就必须清 灰,以便将阻力控制在一定范围内,从而保证除尘器 正常工作.实际上,滤料清灰后其阻力只能降低到 清灰前的20%,80%_8J,这是因为清灰不能破坏滤 料上的粉尘初层.在同样条件下,采用高能量的清 灰方式(脉冲喷吹,气环反吹等)的设备阻力低于采 用低能量清灰方式(机械振动,逆气流等).一般情 况是,脉冲喷吹滤筒除尘器的压力损失在使用初期 时增加较快,经1—2月运行后便趋于稳定,以后虽 有增加但很缓慢,大多数情况可以认为是保持定值. 3.3脉冲滤筒除尘器过滤风速 过滤速度是决定除尘器性能的一个重要参数, 其大小直接影响到袋式除尘器的一次性投资,运行 费用,除尘效率等.过滤速度太高会造成压力损失 过大,降低除尘效率,使滤袋堵塞以至快速损坏.但 是,提高过滤速度可以减少过滤面积,以较小的设备 来处理同样流量的气体.过滤速度小会提高除尘效 率,延长滤袋使用寿命,但会造成除尘器过于庞大使 一 次性投资加大. 目前尚无可利用的理论计算公式计算过滤速 度,主要靠经验确定?.一般若含尘浓度高,粉尘 颗粒小,过滤速度应取小值,反之则取高值;粉尘的 粘性大,粒度小,容重小,清灰困难,过滤风速应取低 一 些,反之可取高;脉冲除尘器的清灰效率高,过滤 风速较其他清灰方式的高一些;滤筒的清灰较普通 滤袋困难,所以过滤风速取低一些MJ.据经验, 脉冲袋收尘器净过滤风速一般以1.2,1.5m/min 为好,但净化煤粉,湿度,粘性,硬度大尘源(如烘干 机,窑头篦冷机尘源)时,以0.8,1m/min为好,浓 度小的干燥尘气(如空气过滤,包装机尘源),其过 滤风速可酌情提高.如用玻纤针织毡滤料,其过滤 风速不宜超过0.8m/min. 试验中结合经验,通过测量除尘器人口的风速, 风量换算出除尘器的过滤风速.从净化效率和除尘 阻力试验结果的分析可以看出,脉冲滤筒除尘器对 0.5—5m的超细粉体净化效果达99.9999%的过 . 114. 滤风速为0.8,1.25m/min,且除尘器阻力低. 4结论 (1)通过试验得出:脉冲滤筒除尘器对于粒径 为0.5,5m的超细粉体,在过滤风速为0.8— 1.25m/min时,其净化效率达99.9999%. (2)脉冲滤筒除尘器阻力值相对较小.在过滤 风速为0.8,1.25m/min时,其除尘器阻力小于 300Pa,过滤风速为2.8m/min时,阻力小于 1200Pa. (3)采用水平插人式椭圆形滤筒,增大了过滤 面积,提高了过滤效率,但是针对滤筒上部不易清灰 的问题,还有待进一步研究. (4)脉冲滤筒除尘器具有除尘效率高,阻力损 失低,节约除尘系统的动力消耗的优点,有利于在超 细粉体净化工艺中的应用. 参考文献 [1]杨华明.搅拌磨超细粉碎及机械化学的研究[D].长沙:中南 工业大学,1998. [2]JohnL.KoehlerandLeithDavid.Modelcalibrationforpressure dropinapulse-jetcleanedfabricfilter[J].AtmosphericEnviron- ment,1983,17(10):1909-1913. [3]Benjamin”uYH,DavidYH.Opticalparticlecountingsystem fortestingindustrialpulse—cleanedcartridgedustcollectors[J]. ParticleCharacterization,1986,3(2):68-73. [4]Hutchin蚰n,Glenn.Cartridgetechnologyindustcollectors[J]. QuarryManagement,1989,16(4):3941. [5]MeinkePetraRaetherTom.Evolutionofcartridgedustcollecting technology[J].FiltrationandSeparation,2002,39(4):24-26. [6]《脉冲袋式除尘器》编写组.脉冲袋式除尘器[M].北京:冶金 工业出版社,1979:14—15. [7]许钟麟.空气洁净技术[M].北京:科学出版社,1983:85-89. [8]胡鉴仲,隋鹏程.袋式收尘器手册[M].北京:中国建筑工业出 版社,1984:130. [9]陈弈光.低压长袋脉冲袋式除尘器设计与应用[J].中氮肥, 2003(3):9—12. [1O]王金星,王正阳.滤筒除尘器干法脱硫除尘技术应用[J].辽 宁城乡环境科技,2004,2(24):23. [11]方中心,孙信梅.脉冲袋式除尘器在某除尘系统中的设计与 应用[J].建筑热能通风空调,2005,24(3):88-90. [12]吕红.脉冲袋收尘器选用中注意的问题[J].重庆环境科 学,2003(12):218. [13]唐敬麟,张禄虎.除尘装置系统及设备设计选用手册[M].北 京:化学工业出版社,2001. [14]刘荣毅.布袋除尘系统设计中的两个问题[J].建筑热能通风 空调,2001(2):13-16. (收稿日期2009-04—30)