理论教育 如何选择合适的过滤风速?

如何选择合适的过滤风速?

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于粒细、浓度大、粘性大、磨啄性强的粉尘,以及高温、高湿气体的过滤,过滤风速宜取小值,反之取大值。因此,过滤风速不宜选大而是要选小,从而阻力也可降低,运行能耗低,相应延长滤袋寿命,降低排放质量浓度。这一情况,一方面也促进了滤料行业改进,提高滤料的品质,研制新的产品;另一方面也促进除尘器的设计者、选用者依据不同情况选用优质滤料,选取较低的过滤风速。

如何选择合适的过滤风速?

袋式除尘器的过滤速度可以根据经验选取,也可以根据允许阻力大小进行计算,或者把经验和计算结合起来进行。

1.根据经验选取过滤速度

过滤风速的大小,取决于粉尘特性及浓度大小、气体特性、滤料品种以及清灰方式。对于粒细、浓度大、粘性大、磨啄性强的粉尘,以及高温、高湿气体的过滤,过滤风速宜取小值,反之取大值。对于滤料,机织布阻力大,过滤风速取小值,针刺毡开孔率大,阻力小,可取大值;覆膜滤料较之针刺毡还可适当加大。对于清灰方式,如机械振打、分室反吹风清灰,强度较弱,过滤风速取小值(如0.6~1.0m/min);脉冲喷吹清灰强度大,可取大值(如1.0~2.0m/min)。

选用过滤风速时,若选用过高,处理相同风量的含尘气体所需的滤料过滤面积小,则除尘器的体积、占地面积小,耗钢量也小,一次投资也小;但除尘器阻力大,耗电量也大,因而运行费用就大,且排放质量浓度大,滤袋寿命短。反之,过滤风速小,一次投资大,但运行费用小,排放浓度质量小,滤袋寿命长。近年来,袋式除尘器的用户对除尘器的要求高了,既关注排放质量浓度,又关注滤袋寿命,不仅要求达到30~50mg/m3的排放质量浓度,还要求滤袋的寿命达到2~4年,要保证工艺设备在一个大检修周期(2~4年)内,除尘器能长期连续运行,不更换滤袋。这就是说,滤袋寿命要较之以往1~2年延长至3~4年。因此,过滤风速不宜选大而是要选小,从而阻力也可降低,运行能耗低,相应延长滤袋寿命,降低排放质量浓度。这一情况,一方面也促进了滤料行业改进,提高滤料的品质,研制新的产品;另一方面也促进除尘器的设计者、选用者依据不同情况选用优质滤料,选取较低的过滤风速。如火电厂燃煤锅炉选用脉冲袋式除尘器,排放质量浓度为30~50mg/m3,滤袋使用寿命4年,过滤风速为0.8~1.2m/min,较之过去为低。

选用过滤风速时,若采用分室停风的反吹风清灰或停风离线脉冲清灰的袋式除尘器,过滤风速要采用净过滤风速。按下式计算:

vn=Q/[60(SS′)] (2-43)

式中 vn——净过滤风速(m/min);

Q——处理总风量(m3/h);

S——按过滤速度计算的总过滤面积(m2);

S′——除尘器一个分室或两个分室清灰时的各自的过滤面积(m2)。

2.过滤速度推荐值

(1)常用过滤速度推荐值

袋式除尘器常用过滤速度见表2-31。因排放标准要求不同,有的资料推荐值大。

表2-31 袋式除尘器常用的过滤速度 (单位:m/min)

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①指基本上为高温粉尘,多采用脉冲清灰除尘器捕集。

(2)水泥工业推荐的过滤风速见表2-32。

表2-32 水泥工业推荐的过滤风速

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注:摘自袋式除尘工程技术论坛——讲座文集(第七期)

3.过滤速度计算

(1)过滤速度计算

过滤速度可以按下式做出对实际应用足够准确的计算:

qf=qnC1C2C3C4C5

式中 qf——气布比[m3/(m2·min)];

qn——标准气布比,该值与要过滤的粉尘种类、凝集性有关,一般对黑色和有色金属升华物质、活性炭采用1.2m3/(m2·min),对焦炭、挥发性渣、金属细粉、金属氧化物等取值1.7m3/(m2·min),对铝氧粉、水泥、煤炭石灰、矿石灰等取值为2.0m3/(m2·min),有的qn值根据设计者经验确定;

C1——考虑清灰方式的系数,脉冲清灰(织造布)取1.0;脉冲清灰(无纺布)取1.1;反吹加振打清灰取0.7~0.85;单纯反吹风取0.55~0.7;

C2——考虑气体初始含尘浓度的系数,从图2-25所示曲线可以查找;

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图2-25 系数C2随含尘浓度而变化的曲线

C3——考虑要过滤的粉尘粒径分布影响的系数,见表2-33。所列数据,以粉尘质量中位径dm为准。将粉尘按粗细划分为5个等级,越细的粉尘,其修正系数C3越小;

C4——考虑气体温度的系数,其值见表2-34;

C5——考虑气体净化质量要求的系数,以净化后气体含尘量估计,其含尘浓度大于30mg/m3的,系数C5取1.0;含尘浓度低于10mg/m3以下时,C5取0.95。

表2-33 C3与粉尘中位径大小的关系

978-7-111-43259-3-Chapter02-93.jpg(www.daowen.com)

表2-34 温度的修正系数

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(2)根据流体阻力计算过滤速度

根据流体阻力计算过滤速度,应使用A.C.孟德里柯和H·п·毕沙霍夫的公式:

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式中 µ——气体粘度(Pa·s);

vF——按滤布全部面积计算的气体速度(气体负荷)(m/s);

d——粉尘平均粒径(用空气渗透法测定)(m);

m——粉尘层的气孔率,以小数表示;

mT——滤布气孔率,以小数表示;

ρ——粉尘密度(kg/m3

z——气体含尘量(kg/m3

t——清灰间隔时间(清灰周期)(s);

h0——新滤料过滤速度为1m/s时的单位流体阻力(Pa)。

几种滤布的mTh0标准值列于表2-35。

表2-35 mTh0

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注:mTh0值由滤料生产厂家提供。

按流体阻力计算过滤速度vF,举例如下:

如果已知粉尘密度为6400kg/m3,粒子分散度d=0.35×10-6m,粉尘层气孔率为0.94,气体温度为90℃,清灰间隔时间为15min,过滤器采用HUM滤袋的滤布。滤布气孔率mT=0.83,h0=1.8×105Pa。假定流体阻力Δp=900Pa;90℃时气体µ=22×10-6Pa·s。求对于含尘量为1.4×10-3kg/m3气体的允许过滤速度。

将这些数据代入公式(2-44):

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vF=0.016m/s=0.96m/min

(3)水泥厂脉冲清灰袋收尘器过滤风速vF的计算

按以下的经验公式计算,即

vF=0.305×A×B×C×D×E×F(m/min) (2-45)

式中 A——物料系数,石膏和熟石灰,A=10;水泥、人窑喂料、煤、岩石粉尘,A=8。

B——尘源系数,尘源为转运点、输送机、包装机、破碎机等,B=1.0;尘源为气力输送、磨机、快速回转烘干机、选粉机、冷却机等,B=0.9。

C——粉尘分散度系数,见表2-36。

D——气体含尘浓度系数,见图2-26。

E——温度系数,见图2-27。

F——磨损系数,一般取0.7。

表2-36 粉尘分散度系数C

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