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        面粉淀粉業粉塵防爆布袋除塵器

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        通風除塵是糧食生產中的重要環節,它對確保生產環境潔凈,保護生產者身心健康具有重要意義。 袋式除塵器是一種利用有機纖維或無機纖維過濾材料將含塵氣體中的粉塵濾出的除塵設備,不僅對粉塵有很好的捕集效果,而且輔以必要的措施還可以處理一些有毒有害的氣體,

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         通風除塵是糧食生產中的重要環節, 它對確保生產環境潔凈, 保護生產者身心健康具有重要意義。
         袋式除塵器是一種利用有機纖維或無機纖維過濾材料將含塵氣體中的粉塵濾出的除塵設備, 不僅對粉塵有很好的捕集效果, 而且輔以必要的措施還可以處理一些有毒有害的氣體, 已成為防止大氣污染、改善勞動條件、回收有用物料以及保護機電設備的有效裝置。袋式除塵器在面粉工業中得到了廣泛的應用, 如送料、加工、成品輸送、包裝等生產場所的除塵, 都可以由袋式除塵器完成。然而調查也發現, 有
         些面粉廠袋式除塵器的應用效果不夠理想, 如粉塵排放濃度超標、設備阻力過大、維護任務繁重; 更為嚴重的有些還曾發生過爆炸事故。分析認為這主要是由于除塵器的一些參數選擇和設計不當造成。只有針對不同的具體情況, 正確合理選擇和設計袋式除塵器的參數, 方能取得高效、低耗、安全可靠的運行效果。袋式除塵器比較重要的設計參數包括: 濾袋材料結構、過濾速度、過濾面積、清灰方法等, 下面就這些設計參數的選擇計算進行分析。
         面粉淀粉業粉塵防爆布袋除塵器
        1、濾袋的選擇:
         袋式除塵器的捕集效率高, 主要是靠濾料上形成的粉塵層的作用。濾布則主要起著形成及支撐粉塵層的作用。濾布必須有合適的孔隙, 允許空氣順利通過而阻擋細小的粉塵進入濾布內部。細小顆粒的粉塵一旦進入濾布內部, 就無法將其清除, 造成濾布透氣性能大大下降, 除塵阻力增大, 甚至濾袋無法再使用。因此, 要求除塵器濾袋纖維直徑較細、濾布較“密實”。雖然細纖維制成的濾布剛開始使用時過濾阻力較大, 但在整個使用期比較穩定, 使用壽命長,F在已有一些防止粉塵進入濾布內部而透氣性能又不降低的新型材料, 如在濾袋與粉塵接觸表面噴涂或覆蓋一層超薄氟化樹脂微孔膜。由于惰性樹脂是完全疏水的, 光滑的表面不但不會粘上粉塵, 而且對含水率較高的粉塵也會大大降低因粘附產生糊袋現象;
          還有用專用處理粉劑噴涂濾袋表面, 使之形成極薄的濾餅, 從而使孔隙度比較均勻、細小; 對濾布表面進行壓光或燒結等特殊工藝處理, 也可以達到同樣的目的; 三防( 防油、防水、防靜電) 濾布在面粉企業
          除塵行業得到較廣泛的應用,F在濾袋生產廠商很多, 品種和價格差異大, 在選擇濾袋材料時, 要參考相關資料或請教專業生產廠商和專家, 綜合考慮價格、使用壽命和處理物料的物性等因素, 特別是外購除塵器時不能單純考慮價格, 還必須考慮其配置和材料。有的濾袋處理某種粉塵有效, 但對其他粉塵可能不是最佳。濾布結構有氈制的或編織的, 大多數氈制品由于纖維間的毛細作用會吸潮, 但一些特殊的氈制品比如玻璃纖維針織氈可以在一定程度上防潮。氈制品纖維的不規則排列, 孔隙均勻, 同時為了保證其強度, 濾袋厚度較厚, 除塵效率高, 在一些重要場合或粉塵細的物料, 特別是具有較高表面氣流速度的除塵器濾袋經常采用。編織的纖維織品是用紡紗編織而成的。紡紗間有各種花紋的孔隙, 表面光潔, 容易設計成可以保持或脫離濾餅的濾布。為了進一步提高表面性能, 可以用硅酮樹脂噴涂, 獲得耐磨表面、改進濾餅的脫離或降低濾袋的吸潮能力。
         
        2、過濾速度:
         袋式除塵器的過濾速度V是指被過濾氣體流量(m3/min)和過濾織物面積( m2) 的比值。過濾速度是決定除塵器性能的一個重要參數, 其大小直接影響到袋式除塵器的一次性投資、運行費用、除塵效率等。提高過濾速度可以減少過濾面積 , 以較小的設備來處理同樣流量的氣體。但是, 過濾速度太高會造成壓力損失過大, 降低除塵效率, 使濾袋堵塞以至快速損壞。過濾速度小可提高除塵效率, 延長濾袋使用壽命, 但會造成除塵器過于龐大, 一次性投資加大。目前尚無可利用的理論計算公式計算過濾速度, 主要靠經驗確定。但就定性而言, 它與粉塵性質、氣體含塵濃度、濾袋材質和清灰方式等因素有關。一般若含塵濃度高、粉塵顆粒小, 過濾速度應取小值, 反之則取高值。在面粉工業中, 一般含塵濃度高、粉細,而且氣體中含有一定的水分, 過濾速度可用如下經驗公式進行計算:
         
        V=2.35a·b·c·d ( 1)
         
        式中: a—塵源系數, 根據除塵器工作的生產的部位選擇, a=0.8~0.9; b—粉塵分散度系數, 見表1; c—氣體含塵濃度系數, 見圖1; d—溫度系數, 見圖2。
         
        3、過濾面積:
        3.1、濾袋規格:
        面粉淀粉業粉塵防爆布袋除塵器
         濾袋規格( 長度L和直徑D) 與氣體進入濾袋的入口速度Vi( m/s) 有關。當含塵氣體進入每條濾袋時,若入口速度Vi過快, 一方面會加速清灰降塵的二次
         
          表 1 粉塵分散度系數    
                   
        粉塵平均粒度/μm   >100 500~100 10~50 3~10 <3
                       
        系數 b   1.2   1.1 1.0 0.9 0.8

         圖 1	氣體含塵濃度系數  溫度 /℃         圖 2	溫度系數 溫度系數 d

         圖 1 氣體含塵濃度系數  溫度 /℃         圖 2 溫度系數 溫度系數 d  

        飛揚, 另一方面會由于粉塵的摩擦使濾袋的磨損急劇增加, 因此, 一般Vi不能大于2 m/s。濾袋的長徑比
         
        ( L/D) 可用過濾速度V和入口速度Vi表示。設單袋氣
         
        體的流量為q(m3/s)。  
        因為: q=πD·L·V/60 ( 2)
        2 ( 3)
        q=πD·Vi/4
        2  
        所以: πD·L·V/60=πD·Vi/4  
        即: L/D=15Vi/V ( 4)
         
        從式( 4) 可看出, 當過濾速度V較高時, L/D在一個較小的范圍內; 當過濾速度V較低時, L/D在一個較大的范圍內。據此, 袋式除塵器濾袋的長徑比L/D一般為10~35。因而, 濾袋的直徑可在150~300 mm,濾袋長度可在1.5~10 m內選擇。
         
        3.2、過濾面積的確定:
           根據需過濾的氣體流量和過濾速度即可確定除塵器的過濾面積, 計算公式如下:
         
        A=( Q+QL) /V ( 5)
          式中 : A—過 濾面積 , m2; Q—需 過濾的氣體流量, m3/min; QL—通風除塵系統漏風量, m3/min, 一般按需過濾氣體流量的 15 %~30 %選取 ; V—過 濾速度, m/min。
         
        3.3 濾袋數量
         
        濾袋數量N是總過濾面積A除以單個濾袋的表
         
        面積Ai(m2)。對圓袋:  
        Ai=πD·L ( 6)
        N=A/Ai ( 7)
         
        4、清灰:
         袋式除塵器依靠濾袋對含塵氣體進行過濾。含塵氣體穿過濾袋時, 隨著它們深入濾料內部, 使纖維間空隙逐漸減小, 最終形成附著在濾袋表面的粉塵層, 即所謂的初層。袋式除塵器的過濾作用主要是依靠這個初層以及逐漸堆積起來的粉塵層進行的 ,即使過濾很微細( 1 μm左右 ) 的粉塵也能獲得較高的除塵效率( >99 %) 。隨著粉塵在初層基礎上不斷積聚, 使其透氣性變壞, 除塵器的阻力增加, 盡管此時濾袋的除塵效率也增大, 但阻力過大會使濾袋容易損壞或因濾袋兩側的壓差過大, 使空氣通過濾袋孔眼的速度( 過濾速度) 過高, 將已粘附的粉塵帶走, 這樣反而會使除塵效率下降。因此, 袋式除塵器運行一定時間后要及時清灰, 清灰時又不能破壞初層, 以免除塵效率下降。袋式除塵器的清灰方法有三種: 機械搖動清灰, 逆氣流反吹和振動聯合清灰, 脈沖噴吹清灰。
         
        4.1、機械搖動清灰:
         機械搖動清灰( 見圖3) 是先關閉除塵風機, 然后通過一臺搖動電機的往復搖動給濾袋一個軸線方向的往復力, 濾袋又將這一往復力轉換成徑向的抖動運動, 使附在濾袋上的粉塵下落。之所以必須停機清灰, 是因為在過濾狀態下濾袋受氣流的壓力而成柱狀, 搖動軸的往復運動就不能轉換成濾袋的徑向抖動。機械搖動清灰只需考慮清灰時間間隔 , 它與風量、粉塵濃度和分散度、氣流阻力等密切相關。為了充分利用粉塵層的過濾作用, 當選擇的過濾速度較低時, 清灰時間間隔可以較長 (當阻力達到400~600 Pa時清灰為宜), 這樣 , 即使使用普通的棉布為濾料, 也會有較高的除塵效率; 反之, 清灰時間間隔應短。這種清灰方法的除塵器結構簡單、性能穩定,適合小風量、低濃度和分散的揚塵點的除塵, 但不適合除塵器連續長時間工作的場合。

        圖3 機械搖動清灰

        圖3 機械搖動清灰
        圖4 逆氣流反吹清灰示意圖
        圖4 逆氣流反吹清灰示意圖
        4.2、逆氣流反吹清灰:
         逆氣流反吹清灰( 見圖4) 是從相反方向反吹空氣通過濾袋和粉塵層, 利用氣流使粉塵從濾袋上脫落。采用氣流清灰時, 濾袋內必須有支撐結構, 如撐環或網架, 以避免把濾袋壓扁、粘連, 破壞初層。反吹空氣可以由專門的風機供給, 也可以利用除塵器本身的負壓從外部吸入, 采用后者時, 除塵器本身的負壓值≮500 Pa。清灰過程是分組進行的, 某一組濾袋清灰時, 反吹空氣閥門自動打開, 同時凈化空氣出口閥門處于關閉狀態。對于利用大氣反吹的除塵器,當阻力達到600~1 000 Pa時清灰為宜; 對于利用風機反吹的除塵器, 當阻力達到800~1 200 Pa時清灰為宜。至于清灰時間和時間間隔, 主要與反吹氣壓、除塵風量、過濾速度有關。當反吹氣壓、除塵風量、過濾速度較大時 , 清灰時間應長 , 清灰時間間隔應短; 否則, 清灰時間應短, 清灰時間間隔應長。一般清灰時間約為30~60 s, 清灰的時間間隔約為3~8 min。
          這種清灰方法處理的風量大, 因采用分室結構, 可在不停機的條件下維修檢查。清灰機構簡單, 維護方便。如濾袋采用內濾式, 粉塵均集聚在濾袋的內表面上, 使檢查人員或換袋人員的勞動條件大為改善。

        4.3、脈沖噴吹清灰
          含塵氣體通過濾袋時, 粉塵阻留在濾袋外表面,凈化后的氣體經文丘里管從上部排出。每排濾袋上方設一根噴吹管, 噴吹管上設有與每個濾袋相對應的噴嘴, 噴吹管前端裝設脈沖閥, 通過程序控制機構控制脈沖閥的啟閉( 見圖5) 。脈沖閥開啟時, 壓縮空氣從噴嘴高速射出, 帶著比自身體積大5~7倍的誘導空氣一起經文丘里管進入濾袋。濾袋急劇膨脹引起沖擊振動, 使附在濾袋外的粉塵脫落。當阻力達到1~1.5 kPa時清灰為宜。脈沖噴吹清灰的優點是清灰過程不中斷濾料工作, 能實現粘附性強的粉塵脫落, 清灰時間間隔短, 可選用較高的過濾速度。缺點是脈沖噴吹需要有壓縮空氣源。脈沖噴吹清灰的設計參數有: 噴吹壓力、噴吹間隔、噴吹時間、壓縮空氣耗量。
         
        1) 噴吹壓力
          噴吹壓力是指脈沖噴吹的壓縮空氣壓力。噴吹壓力越大, 誘導的二次氣流越多, 形成的反吹氣速越大, 清灰效果越好, 袋濾器壓降下降越明顯。圖6為對 由QMF- 100型脈沖閥組成的噴吹系統的測定結果。由圖6可見, 在袋式除塵器壓降限定后, 噴吹壓力越高, 處理能力越大。在噴吹間隔及噴吹時間不變的情況下, 噴吹壓力增加, 允許入口含塵濃度可以相應提高。但噴吹壓力過高, 也會出現過度清灰現象, 反而影響凈化效率, 即袋式除塵器出現瞬間“冒灰”現象, 同時耗氣量增加, 浪費能源。由此可見, 噴吹壓力過低或過高都會影響過濾效果。試驗表明,壓縮空氣的壓力相當大的一部分消耗在克服噴吹系統本身的阻力上, 其數值可達0.2 MPa以上, 其中脈沖閥的阻力占很大部分。近年來出現幾種低阻脈沖閥, 如直通脈沖閥和雙膜片低壓脈沖閥等, 由于其內阻降低很多, 也使噴吹壓力相應降低, 即低壓噴吹系統。噴吹壓力最低可達0.2~0.3 MPa。此外, 加大氣包及噴吹管直徑, 以噴嘴代替噴孔等均可降低噴吹壓力。噴吹壓力除了考慮脈沖閥阻力外, 還應考慮濾袋長度, 短濾袋采用低的噴吹壓力, 長濾袋噴吹壓力要相應增大。對于濾袋長為2 000 mm、低壓直通脈沖閥, 噴吹壓力0.45~0.55 MPa。扁袋除塵器一般采用高壓角式脈沖閥, 噴吹壓力可適當提高到0.6 MPa。
        圖5 脈沖噴吹清灰示意圖


        圖5 脈沖噴吹清灰示意圖
        圖 6	脈沖袋式除塵器壓降和濾速的關系
        圖 6 脈沖袋式除塵器壓降和濾速的關系

        2) 噴吹間隔
         噴吹間隔的長短直接影響到除塵器的壓降。對采用定時控制的脈沖袋式除塵器, 噴吹間隔由脈沖控制儀設定, 定時噴吹( 開環控制) 。通過調整脈沖間隔, 可使除塵器壓降基本保持穩定狀態下運行。在不影響正常運行的條件下, 應盡量延長脈沖間隔,這樣可以減少壓縮空氣耗量, 還可以減少脈沖閥膜片及濾袋的損壞, 延長使用壽命。延長噴吹間隔, 噴吹系統耗電能雖然少了, 但由于除塵器壓降增加過多, 會增加引風機的耗電能。
         
        3) 噴吹時間
         噴吹時間(又稱脈沖寬度)即脈沖閥開啟噴吹的
        圖 7	噴吹時間與壓降的關系

        圖 7 噴吹時間與壓降的關系
        時間。一般噴吹時間越長, 噴入濾袋內的壓縮空氣量也越多, 清灰效果好。但噴吹時間增加到一定值后, 對清灰效果的影響并不明顯。圖7為QMF- 100型脈沖閥在過濾速度和入口含塵濃度一定時, 不同噴吹壓力下, 噴吹時間和除塵器壓降的關系。由圖7可見, 開始, 隨噴吹時間的增加, 除塵器壓降下降很快,而噴吹時間達到一定值時, 壓降下降很少, 但壓縮空氣量卻成倍增加。因此想通過調節噴吹時間來降低除塵器的壓降是有限的, 一般噴吹時間在0.1~0.2 s,通常取0.15 s。
         
        4) 壓縮空氣耗量
         壓縮空氣耗量主要取決于噴吹壓力、噴吹周期、噴吹時間、脈沖閥型式和口徑以及濾袋數等因素。圖8為QMF- 100型脈沖閥在過濾風速一定而噴吹壓
        圖8 噴吹時間與浩氣量的關系
        圖8 噴吹時間與浩氣量的關系


        力不同時, 噴吹時間與耗氣量的關系。除塵器的總耗氣量Q可按下式計算:
         
        Q=a·n·q/T (8)
         
        式中 : Q—每 除塵器耗氣量 , m3/min; a—附 加系數( 包括管道漏氣) 取1.2; n—脈沖閥數量, 個; q—每個脈沖閥噴吹一次耗氣量m3; 一般噴吹時間0.15 s;T—脈沖周期, min。如對于QMF- 100型脈沖閥, 當噴吹壓力為0.5~0.7 MPa, 噴吹時間為0.1~0.2 s時, 每個脈沖閥噴吹一次的耗氣量0.01~0.034 m3; 當噴吹壓力為0.4~0.57 MPa, 噴吹時間為0.2~0.3 s時, 每個脈沖閥噴吹一次的耗氣量0.025~0.036 m3。
         
        5、結束語:
         袋式除塵器的除塵效率與濾袋性質、過濾速度、氣體的含塵濃度和連續運行的時間有關, 而這些因素又是相互作用和相互制約的。在選擇和設計袋式除塵器的參數時應全面綜合的分析和考慮。如處理含塵濃度高的氣體時, 清灰時間間隔應盡量縮短, 進口含塵濃度低、清灰時間間隔短、清灰效果好的除塵器, 可以選用較高的過濾速度; 相反, 則應選擇較低的過濾速度。正確使用和維護袋式除塵器, 既可使其發揮最大的除塵效果, 還可以延長使用壽命。當然, 與袋式除塵器配套的風機風壓和風量等參數也會直接影響除塵效果, 在設計、使用過程中亦應一起考慮。隨著袋式除塵器在面粉工業中的長期應用和理論研究的不斷深入, 如設計參數、過濾機理、濾料性能、設備結構和清灰方法等研究工作的進展, 袋式除塵器在面粉工業的生產和環境保護中將發揮更大的作用。

        訂貨須知
        1、產生粉塵的工藝設備和工況。例如:粉塵性質、排風量、粉塵產源面積及相關參數。
        2、相關工藝參數,如:氣體的溫度、含塵濃度、有機物濃度、無機物濃度、產氣源位置、面積等。
        3、處理粉塵的物理性質:溫度、性質、自燃性和爆炸性等化驗報告。
        4、生產車間的房屋建筑和生產設備的布置方位以及車間外的地理環境。
        5、提出裝配形式的要求,如出風口、塔體定位等平面布置方位。
        6、增購其他輔機和配件,例如:風機,當訂購風機時,需注明型號、規格、轉速、風量、風壓、出口方向和電機功率等參數,若需訂購管道、吸氣罩、煙囪等,需提供相關的圖紙,另外是否需訂購部分濾料作為備件需提供數量。
        7、是否需要委托本公司代辦選型、設計、運輸及安裝等事宜。

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