布袋除塵器的選型和設計

1．1袋式除塵器的選型

布袋除塵器是使含塵氣流通過過濾慮料將粉塵分離捕集的裝置，采用濾紙或玻璃纖維等填充層作慮料的空氣過慮器，主要用于通風及空氣調節方面的氣體凈化。袋式除塵器的除塵效率一般可達99％以上，其除塵效率高，性能穩定可靠，操作簡單，得到廣泛的應用。現主要從結構型式、通風方式、濾袋形狀、濾料、清灰方式和運行方式六個方面進行選型。

1．1．1結構型式

除塵器的進口布置有上進氣和下進氣兩種方式，上進氣氣流與粉塵沉降方向一致，有利于粉塵的沉降，在濾袋上形成均勻粉塵層，過濾性能好，但結構較復雜，且不易調節濾袋張力。配氣需設置兩層花板，成本及設備費用高，安裝復雜且花板易積灰，灰斗易滯留空氣，增加結露的可能性。而下進氣結構較簡單，能避免上進氣出現的缺點，也是現在運用較多的進氣方式，其具有氣流穩定、濾袋安裝容易調節等優點。

故本次的設計選擇下進氣。

1．1．2通風方式

正壓式除塵器設在風機正壓段，含塵氣體流經風機壓入除塵器，使除塵器在正壓下工作。其構造簡單，節省管道。但因含塵氣體通過風機，風機葉片磨損較大。負壓式除塵器設在風壓負壓段，除塵器內空氣被風機吸出形成負壓，風機吸入的是凈化后的氣體，對風機葉輪磨損較小，并且不易發生因附著粉塵而產生的喘振等類事故。

因為我們處理的粉塵粒徑分布范圍較大，不易使用正壓式，所以選擇負壓式除塵器，即將風機裝在除塵器之后。

1．1．3濾袋形狀

布袋除塵器按照慮袋的形狀主要分為扁袋和圓袋2種型式。

扁袋形式較多，單位體積過濾面積大，結構緊湊，但結構復雜，清灰換袋困難，制作要求較高，慮袋之間易堵塞，清灰效果常不如圓袋。而采用圓袋受力均勻，支撐骨架及連接簡單，清灰所需動力小，檢查維護方便。

故本次的除塵系統選擇圓袋除塵器。

1．1．4濾料

濾料式組成袋式除塵器的核心部分，其性能對袋式除塵器操作有很大影響。選擇濾料時必須考慮含塵氣體的特征，如顆粒和氣體性質（溫度、濕度、粒徑和含塵濃度等）。性能良好的濾料應容塵量大、吸濕性小、效率高、阻力小、使用壽命長，同時兼備耐溫、耐磨、耐腐蝕、機械強度高等優點。

在本次的設計任務中，項目粉塵為面粉，屬于有爆炸性的粉塵，當濃度達到一定程度后如遇靜電放電火花或外界點火等因素，則極易導致爆炸和火災。所以要求制作除塵布袋的濾料具有防靜電性，根據常用的防靜電濾料表，選擇濾料為防靜電滌綸針刺氈。常用的防靜電濾料見表1-1

表1－1 常用的防靜電濾料的主要性能

1．1．5清灰方式

常見的清灰方式主要有機械振動清灰、逆氣流反吹清灰、氣環反吹清灰和脈沖噴吹清灰。

（1）機械振動清灰

特點是施加于粉塵層的動能較少而次數較多，結構簡單，投資少，工作性能穩定，清灰效果較好。但振動清灰時要求停止過濾，濾袋因受機械力作用損壞較快，濾袋檢修與更換工作量大。適用于袋直徑130mm的布袋除塵器。

（2）氣環反吹清灰

高速氣體通過氣環反吹濾袋，使用于高濃度，較潮濕的粉塵及含有水汽的場合。但運行時容易造成對布袋的磨損，不常用。

（3）逆氣流反吹清灰

清灰過程整個氣流分布比較均勻，振動不劇烈，適宜用于長濾袋，但只能離線清灰，且對布袋直徑的要求較高。當布袋直徑過大時，容易導致空間利用率降低使設備體積過于龐大。當布袋直徑過小時，可能導致排灰不暢，使得除塵受阻。

（4）脈沖噴吹清灰

為目前應用最多的清灰方式，其利用4－7atm的壓縮空氣脈沖產生沖擊波，使濾袋振動，導致積附在濾袋上的顆粒層脫落。其噴吹作用強，可實現連續操作，過濾風速為2－4m/min,壓損為1000－1500Pa。因其可以實現全自動清灰，處理效率高，過濾負荷高，濾袋磨損減輕，運行安全可靠，所以本次設計采用是脈沖清灰方式。

1.1.6運行方式

內濾式：無需支撐骨架，處理無毒常溫氣體時，可不停機情況下進行檢修。內濾式圓袋的袋口氣流速度較大，若氣流中含有粗顆粒粉塵，則會嚴重磨損濾袋。下進氣及放性射粉塵凈化多用此過濾方式。

外濾式：需支撐骨架，以防布袋被吸癟，清灰時濾袋與骨架之間易出現磨損，維修難度較大。脈沖噴吹，高壓氣流反吹等清灰方式多用外濾式。

由于本次任務的煙氣量較大，通過分室進行除塵，采用脈沖清灰方式，所以采用外濾式。

選型結果匯總表，見表5-2

表5-2 布袋除塵系統選型結果匯總表

1．2布袋除塵器的設計

布袋除塵器的設計主要從過濾系統、清灰系統、粉塵輸送處理系統及氣體輸送系統四個方面來考慮。

1.2.1過濾系統

（1）過濾系統的參數

主要從處理氣量、總過濾面積、過濾速度、濾袋尺寸、每條濾袋過濾面積、濾袋條數六個方面進行。

設計結果見表1-2所示。具體計算過程見計算書。

表1-2 布袋除塵系統的設計參數表

（2）濾袋的布置

從上述的計算得所需濾袋的條數64，考慮到位置的合理及布袋排列的合理行，將其分4個室，每個室16條，分4列4行。室與室之間的距離為600mm為檢修通道,每個室內袋與袋間距50mm。室離外殼距離為300mm。

（3）殼體的設計

殼體一般是由5-6mm的鋼板焊接而成，以隔板為界，隔板以上的稱為殼體，隔板以下的稱為中殼體，中殼體下面連接灰斗。上殼體的型式在本設計中考慮到鋼材的節省及減少泄漏的可能性，采用大蓋板的頂蓋室。

（4）灰斗

灰斗用于收集清灰時從濾袋上落下的粉塵以及進入除塵器的氣體中含有的粉塵。裝置直接連接在中殼體的下面。

其型式主要有兩種，一種是錐式，一種是槽式，本項目設計為槽式，每個室設置一個灰斗。其尺寸確定如下。

①由于灰斗傾角通常設計成具有55°-60°，在本次的設計中取58°；

②相鄰兩片灰斗側壁設計為58°；

③灰斗上端尺寸為970mm*970mm;

④灰斗下端尺寸為200mm*200mm;

⑤灰斗高度為617mm;

⑥進入灰斗的煙氣入口頂部距離濾袋底部70mm;

(7)進排氣風管

除塵管道最常用的材料是Q235鋼板。由鋼板制造的滾刀具有堅固、耐用、造價低、易于制作安裝等優點。根據風速的要求計算管道的直徑，參照“全國通用通風管道計算表”確定選用的管道。管道的斷面形狀采用圓形，因為在斷面積相同時圓形管道的壓損較小，材料較省，而且便于制作、保溫。

其具體管路選型見計算書。

1.2.2清灰系統

清灰系統包括清灰裝置和卸灰裝置。

(1)清灰裝置

脈沖清灰的原理是以壓縮空氣為動力，利用脈沖噴吹機構在瞬間釋放壓縮氣流，誘導數倍的二次空氣高速射入濾袋，使其急劇膨脹，依靠沖擊振動和反向氣流清灰的袋式除塵器，屬于動能清灰類型。脈沖噴吹機構為脈沖閥，脈沖閥有直角式、淹沒式和直通式三種類型。直角式脈沖閥結構比較簡單，適用于噴吹氣量較小的時候。淹沒式脈沖閥的特點是通道阻力低，可用低壓氣源，與高壓閥相比，可降低能耗，延長膜片壽命。一般適用于噴吹氣量較大場合。直通式脈沖閥的優點是安裝方便缺點是氣流通過經過閥體的阻力較大，一般也適用于噴吹氣量較大時候。根據計算我們的噴吹氣量為53L/次，屬于較小噴吹氣量，所以選擇直角式脈沖閥。

(2)卸灰裝置

卸灰正常與否對于除塵器的效率也有重大的影響，本項目采用的是負壓式清灰系統，要保證正常清灰就必須嚴格控制漏風情況，而且漏風發生也會增大除塵器及風機負荷。卸灰閥種類很多，因為我們的工作時間較短，一天才5個小時，而且灰量不大，所以采用固定卸灰閥，卸灰閥的型號為YJD06型。

1.2.3粉塵輸送

因為我們的粉塵為面粉，具有回收利用價值，可以將排出的灰經過處理后回收利用。

1.2.4氣體輸送系統

布袋除塵器的除塵效率很高，經過處理后的氣體，粉塵含量很低，粉塵排放濃度滿足GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標準》中規定的二級標準。所以處理后的氣體經過煙囪后，可以直接排放。