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脈沖袋式除塵器在各除塵設(shè)備中的實(shí)踐與使用
在廢氣處理過(guò)程中，除塵器的作用性不言而喻。作為粉塵處理回收的設(shè)備，防爆型低壓脈沖袋式除塵器具有其他幾種金屬粉塵凈化回收設(shè)備無(wú)法比擬的特點(diǎn)，譬如維修方便、效果高、投資省等。本文就脈沖袋式除塵器在各種除塵設(shè)備中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與使用進(jìn)行詳細(xì)解讀，以饗讀者。
除塵器的選擇從國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)及國(guó)內(nèi)工業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，目前用于金屬粉塵凈化回收的設(shè)備主要有以下四種：①袋式除塵器；②靜電除塵器；③高能濕式文氏管除塵器；④多管旋風(fēng)除塵器。通過(guò)從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面對(duì)上述幾種除塵設(shè)備進(jìn)行比較，并針對(duì)本工程中煙氣的特點(diǎn)，選用防爆型低壓脈沖袋式除塵器作為粉塵處理回收的設(shè)備，并選用防靜電尼龍針刺氈作為濾料。該類除塵器有如下特點(diǎn)：①運(yùn)行穩(wěn)定，易于清灰，維修方便；②噴吹裝置阻力小，處理能力大，除塵效率高；③設(shè)備重量輕、投資省、造價(jià)低、占地少。
稀土貯氫合金粉煙氣量的計(jì)算稀土貯氫合金粉熔煉系統(tǒng)產(chǎn)生的煙氣量就是中頻真空感應(yīng)熔煉爐開(kāi)爐過(guò)程中由真空狀態(tài)恢復(fù)到常壓狀態(tài)進(jìn)入的空氣量。按照《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ19-87)規(guī)定，吸風(fēng)口的風(fēng)速值取0.6m/s，吸風(fēng)口的截面積為0.314㎡，其風(fēng)量為：Q1=0.6×0.314×3600=678m3/h；共有4臺(tái)熔煉爐，所以總風(fēng)量為：Q2=678×4=2712m3/h，考慮到系統(tǒng)的漏風(fēng)量，乘以1.1～1.15的安全系數(shù)作為除塵系統(tǒng)的總處理煙氣量及引風(fēng)機(jī)選型的依據(jù)。
因此，袋式除塵系統(tǒng)處理煙氣量為：Q=2712×1.1=2983m3/h.除塵器過(guò)濾面積及過(guò)濾風(fēng)速除塵器過(guò)濾面積可根據(jù)下式計(jì)算：F=Q60V(1)式中：F為除塵器過(guò)濾面積，㎡；Q為系統(tǒng)處理煙氣量，m3/h；V為過(guò)濾風(fēng)速，m/min。過(guò)濾風(fēng)速的大小與清灰方式、清灰制度、粉塵特性、入口含塵濃度等因素有密切的關(guān)系。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，過(guò)濾風(fēng)速取V=1.0m/min，則除塵器的過(guò)濾面積為F=49.7㎡。
根據(jù)以上計(jì)算，設(shè)計(jì)中選用LDM-50防爆型低壓脈沖袋式除塵器，其處理煙氣量為3000m3/h，過(guò)濾面積為50㎡。工藝流程說(shuō)明及主要技術(shù)措施熔煉爐煙氣通過(guò)不銹鋼風(fēng)管進(jìn)入布袋除塵器，再通過(guò)引風(fēng)機(jī)高空排放，除塵器料斗收集的粉塵進(jìn)入料桶，放入料庫(kù)貯存，可作為原料再次使用。在每臺(tái)熔煉爐的吸風(fēng)罩頂端安裝一個(gè)電動(dòng)閥，其信號(hào)與變頻器的相連，使得變頻器可根據(jù)電動(dòng)閥的開(kāi)啟數(shù)量自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量，且操作系統(tǒng)與熔煉爐操作系統(tǒng)合用一個(gè)控制柜，操作起來(lái)十分方便。在稀土貯氫合金粉煙氣除塵系統(tǒng)中，關(guān)鍵是要解決稀土貯氫合金粉粉塵在空氣中易燃易爆的問(wèn)題，對(duì)此系統(tǒng)設(shè)計(jì)采取了以下技術(shù)措施加以防范：
?、儆貌讳P鋼管作為通風(fēng)管道，不會(huì)引起燃燒。
?、诓捎梅辣偷蛪好}沖袋式除塵器，在除塵器中箱體設(shè)有防爆門(mén)，發(fā)生爆炸時(shí)可迅速開(kāi)啟卸壓，保障設(shè)備安全。
③選用防靜電尼龍針刺氈作為濾料，從而避免靜電放電產(chǎn)生的火花引起的粉塵爆炸。
?、苡捎谟脡嚎sN2作為脈沖噴吹氣體，從而避免了粉塵與空氣摩擦引起的爆炸。
袋式除塵系統(tǒng)工藝特點(diǎn)在本系統(tǒng)中，由于貯氫合金粉為易燃易爆的金屬粉塵，所以采用局部通風(fēng)的方式進(jìn)行除塵。本工程中采用壓縮N2為保護(hù)性氣體，并配置了一臺(tái)產(chǎn)能為40m3/h的制氮機(jī)組，所以在本系統(tǒng)中采用壓縮N2作為脈沖清灰氣體。選用防靜電尼龍針刺氈作為濾料，從而避免了因靜電放電產(chǎn)生火花引起的粉塵爆炸，另外，在中箱體設(shè)有防爆門(mén)，提高了設(shè)備正常使用的安全性和可靠性。同時(shí)采用可編程控制器(PLC)進(jìn)行自動(dòng)控制及遠(yuǎn)程操作，使本系統(tǒng)操作起來(lái)非常方便。
①濾料過(guò)慮效率高、性能穩(wěn)定針刺氈是一種三維結(jié)構(gòu)(立體型結(jié)構(gòu))濾料，過(guò)濾單元是單纖維，無(wú)數(shù)單纖維交錯(cuò)在一起，孔隙很小，而且它的過(guò)濾過(guò)程不僅發(fā)生在表面層，還可發(fā)生在濾料內(nèi)部。因此針刺氈濾料的過(guò)慮效率高，在本工程中過(guò)慮效率可達(dá)到99.0%以上。而且工作穩(wěn)定，不受生產(chǎn)工藝設(shè)備運(yùn)行情況變化的影響，出口濃度一直小于20mg/Nm3，有效地確保了煙塵的環(huán)保達(dá)標(biāo)排放。
②自動(dòng)化程度高自動(dòng)控制是保證除塵系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵措施之一，本系統(tǒng)采用BMC型袋式除塵系統(tǒng)電腦控制柜，采用日本原裝可編程控制器(PLC)為主機(jī)，工作性能穩(wěn)定，自動(dòng)化程度高?？删幊炭刂破?PLC)能根據(jù)爐體閥門(mén)的開(kāi)合，通過(guò)變頻器自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及引風(fēng)量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)入除塵器的風(fēng)量進(jìn)行自動(dòng)控制，有效地節(jié)約能源。同時(shí)，可編程控制器可根據(jù)除塵器進(jìn)出口的壓差變化情況，自動(dòng)控制清灰時(shí)間和清灰間隔。
除塵系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益
①回收粉塵的經(jīng)濟(jì)效益按每小時(shí)回收粉塵6kg計(jì)，則每年回收的粉塵量為：6×24×300=如每公斤價(jià)值按70元計(jì)，則每年回收粉塵的經(jīng)濟(jì)效益為：43200×70=3024000元。
?、诖匠龎m系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用按每度電0.50元計(jì)，則每年袋式除塵系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用為：7.8×0.50×24×300=28080元
③袋式除塵系統(tǒng)設(shè)備維修費(fèi)用按每1年更換一套濾袋計(jì)算，假設(shè)每套濾袋價(jià)格1萬(wàn)元，則每年濾袋維修費(fèi)用增加1萬(wàn)元；按每年機(jī)械維修費(fèi)用增加0.2萬(wàn)元。則每年系統(tǒng)維修費(fèi)用增加1.2萬(wàn)元。
?、苋甏匠龎m系統(tǒng)總經(jīng)濟(jì)效益根據(jù)以上計(jì)算，則全年袋式除塵系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益為(不含設(shè)備折舊費(fèi))：3024000-28080-12000=2983920(元)3.3社會(huì)效益本工程除帶了非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益外，還可以帶了明顯的社會(huì)效益。在本工程系統(tǒng)中，設(shè)備過(guò)濾效率高(>99.0%)，經(jīng)環(huán)保部門(mén)監(jiān)測(cè)，煙氣入口含塵在3523.72mg/Nm3的條件下，出口煙氣排放濃度僅為19.73mg/Nm3，遠(yuǎn)低于《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16927-1996)中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。特別是對(duì)人體危害**大的小于5μm的顆粒去除效率較高，既保護(hù)了周邊環(huán)境，又保障了職工的身體健康。
結(jié)論經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行使用，系統(tǒng)設(shè)備均運(yùn)行正常，還考慮了能在一定程度上起到稀釋室內(nèi)VOC的作用，該標(biāo)準(zhǔn)充分的理論依據(jù)使得室內(nèi)空氣品質(zhì)問(wèn)題能得到更好的保證。因此可以看到，若干盤(pán)管技術(shù)中采用人均新風(fēng)量取為35m3/(h人)雖在一定程度上加大了系統(tǒng)的能耗，但從充分保證室內(nèi)空氣品質(zhì)的角度，其仍然是“有理”、“有節(jié)”的。
?、陉P(guān)于新風(fēng)再熱過(guò)程中能量回收的問(wèn)題。 如前文中所提到的，在有些工況下，經(jīng)冷凍除濕后的新風(fēng)必須經(jīng)過(guò)再熱送入室內(nèi)，由于新風(fēng)量較大，做好新風(fēng)再熱過(guò)程中的能量回收工作將影響到整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能性?？梢钥紤]在新風(fēng)機(jī)房設(shè)置顯熱換熱器，利用它將新風(fēng)機(jī)組處理后的新風(fēng)去預(yù)冷一部分尚未進(jìn)入新風(fēng)機(jī)組有待處理的新風(fēng)，從而使自身得以再熱。這種方法既滿足了干盤(pán)管技術(shù)對(duì)于新風(fēng)送風(fēng)的溫度要求，又能降低新風(fēng)機(jī)組所需的處理冷量，還可以減少新風(fēng)送風(fēng)管道的保溫層厚度，做到“一舉三得”。
③關(guān)于干盤(pán)管技術(shù)中應(yīng)用冷凍除濕方法的問(wèn)題。
冷凍除濕作為現(xiàn)階段應(yīng)用得**成熟的熱濕處理手段，人們總會(huì)對(duì)它在干盤(pán)管技術(shù)中的應(yīng)用前景“寄予厚望”，然而從干盤(pán)管技術(shù)的本質(zhì)來(lái)看，能實(shí)現(xiàn)熱、濕分離處理才是解決該技術(shù)問(wèn)題的**佳途徑。由于冷凍除濕本身具有熱、濕處理過(guò)程耦合的特點(diǎn)，使得其應(yīng)用于干盤(pán)管技術(shù)時(shí)會(huì)遇到種種限制。因此，其他形式的除濕手段對(duì)冷凍除濕方法的補(bǔ)充和替代，將在技術(shù)上進(jìn)一步推動(dòng)干盤(pán)管技術(shù)的發(fā)展，增強(qiáng)其可實(shí)施性。
結(jié)論與展望通過(guò)上述分析可以看到，利用冷凍除濕手段來(lái)實(shí)現(xiàn)干盤(pán)管技術(shù)存在著許多制約條件，在應(yīng)用該技術(shù)前必須進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算分析，充分認(rèn)識(shí)到由于在系統(tǒng)之間的負(fù)荷重新分配而帶來(lái)的各種問(wèn)題。干盤(pán)管技術(shù)只是一種新設(shè)備研發(fā)的思想是不恰當(dāng)?shù)?，?zhǔn)確地說(shuō)，它更是一種系統(tǒng)，是一種實(shí)現(xiàn)重新分配負(fù)荷的技術(shù)，而某些設(shè)備的研發(fā)只是為了保證該種形態(tài)的負(fù)荷分配技術(shù)實(shí)現(xiàn)的可能性。
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