引言

布袋收塵器是目前最常用的收塵系統(tǒng)，種類極為廣泛。根據(jù)濾袋幾何形狀的不同，收塵器有袋式收塵器、扁袋式收塵器、卷筒式收塵器和多孔盤狀收塵器等。壓縮空氣脈沖噴射式布袋收塵器是目前水泥工業(yè)中主要采用的類型。布袋收塵器的主要優(yōu)點(diǎn)是：即使在過程參數(shù)波動的情況下，其仍可保持不變的高效除塵效率。這使其特別適用于煅燒窯、熟料冷卻機(jī)及水泥磨的“起動”和“停機(jī)”階段。

1參數(shù)和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

收塵器參數(shù)的設(shè)定取決于其不同的應(yīng)用場合。其設(shè)定值會隨氣體容積流量、溫度范圍、氣體組成及顆粒含量等變化而有所不同。然而盡管如此，袋式收塵器設(shè)計(jì)的一般特征參數(shù)是由收塵器生產(chǎn)商及許多水泥廠商基于其實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)開發(fā)出來的，且這些參數(shù)必須不斷加以修正以適應(yīng)當(dāng)前最先進(jìn)的技術(shù)水平。

有關(guān)主要參數(shù)如下：

氣布比

氣布比（ACR）為每分種每平米有效過濾面積，以m3計(jì)的單位容積流量，其值等于平均濾袋的入口速度，以m/min表示。

窯/生料磨、水泥磨和煤磨、旁路及一般熟料冷卻機(jī)作業(yè)中，其收塵的氣布比一般為1.0m3(m2·min)。

在對水泥料倉、輸送帶及原料預(yù)處理的二次除塵系統(tǒng)中，其氣布比可達(dá)到2m3(m2·min)。

“罐速”

近年來，“罐速”一詞常用在各種產(chǎn)品說明中，用來表征過濾袋組入口處過濾袋間的平均流速。氣體可從“罐”的下部、或側(cè)面和下部進(jìn)入，這主要取決于原設(shè)計(jì)，其宗旨是讓氣流從多個渠道進(jìn)入。

本項(xiàng)參數(shù)設(shè)定目的是確保各袋間有充足的開放橫截面，以避免袋間的磨蝕和接觸。其標(biāo)準(zhǔn)值是1.0m/sec。

袋長

袋長對收塵器設(shè)備的占地面積有很大的影響，其原因是當(dāng)較長的過濾袋用于同樣的過濾面積時，收塵器的外形會是短或窄。然而沿著整個袋長必須達(dá)到足夠的清潔，其必然需要按袋準(zhǔn)確地定制清袋系統(tǒng)。

一般工藝過程收塵器中的袋長為6.0。而低壓清袋系統(tǒng)中，袋長可放寬到8.0m。只在煤磨后的裝置中，袋長可限定在4.5m。

2各設(shè)計(jì)參數(shù)的相互影響

布袋收塵器必需的表面積由氣布比決定。較高的氣布比會造成收塵器表面積的縮小，并且它也決定收塵器裝置的整體規(guī)格大小。同時也使清袋系統(tǒng)的組分（例如，膜片閥和支撐架等）在規(guī)格上減小。較高的氣布比使整個收塵系統(tǒng)變得緊湊、同時成本也較低。然而氣布比大于1.0的收塵系統(tǒng)，其基本前提下是必須要有一個功能極好的清袋系統(tǒng)。較差的清袋系統(tǒng)只有通過提高清袋頻率和壓力才能增大氣布比。正是清袋頻率和壓力這兩個主要參數(shù)決定著昂貴的過濾袋材料的化學(xué)磨損性。尤其是，較高的氣布比會引起收塵室流體阻力及壓力損失的增大。

總體上講，通過收塵器的壓力差主要由以下幾種因素構(gòu)成：含塵風(fēng)管的壓力損失、流入收塵室氣體的壓力損失、穿過過濾袋（包括噴嘴管）的壓力損失，以及清潔室中的壓力損失。其中，穿過濾袋的壓力損失占的比例最大，過濾材料的基本壓力損失隨時間的推移會有微小的增加，這是由于超細(xì)粉塵會不可逆地嵌入過濾材料中。較高的壓力差必然需要較大的風(fēng)機(jī)的額定功率。從設(shè)備操作者的觀點(diǎn)來說，當(dāng)然最希望能夠保持盡可能低的壓力差。若能確保收塵裝置內(nèi)低的過濾壓力差，就可設(shè)計(jì)出具有較低總壓頭驅(qū)動額定功率的風(fēng)機(jī)。

例如，在一個收塵系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)的能量消耗占其整個運(yùn)行費(fèi)用的60%左右。運(yùn)行成本中第二大組成是濾袋，濾袋的使用壽命對整個成本構(gòu)成影響很大，尤其是成本昂貴的熱氣流過濾袋的應(yīng)用在不斷增加。此外，第三大運(yùn)行耗費(fèi)是壓縮空氣的費(fèi)用也不容低估。

3清袋系統(tǒng)

袋式收塵器的清袋系統(tǒng)對整個收塵器裝置運(yùn)行的可靠性及運(yùn)行費(fèi)用具有決定性的作用。當(dāng)含塵空氣穿過濾袋，根據(jù)物料類型的不同在濾袋上會形成一個塵“餅”。因此，濾袋必須定時進(jìn)行清理，清除掉其上沉積的粉塵，否則，其過濾阻力會不斷增大。在脈沖噴射式清袋系統(tǒng)中，收塵器中多排過濾袋逐排（在線）或逐室（離線）地進(jìn)行清潔。清袋工作主要是由同含塵氣流方向相反注入過濾袋的壓縮空氣來完成的。專用閥能夠非常精確地控制壓縮空氣的脈動。沉積在濾袋表面的粉塵由脈動的壓縮空氣吹落并落入收塵器的下部。

目前，在收塵器市場上有高壓/小容積（HPLV）和低壓/大容積（LPLV）兩種不同的概念在競爭。HPLV因其較低的壓縮空氣消耗量備受關(guān)注。在清袋操作環(huán)節(jié)中，較高的加速和減速力必然導(dǎo)致塵餅的散落。高清袋壓力（3-6bar）又對過濾袋的使用壽命有不利的影響。在LPLV系統(tǒng)的情況下，是在較低的清袋壓力（＜3bar＝？和較高的壓縮空氣流量下進(jìn)行濾袋清理的。因此，能減少對過濾袋的破壞性清潔，延長過濾袋的服務(wù)壽命。然而，這會造成較大的壓縮空氣消耗量，且這只出現(xiàn)在一定的氣布比限度內(nèi)。當(dāng)清灰質(zhì)量不夠高時，只能通過增加清袋壓力和清袋頻率的方式得以改善。

以上設(shè)計(jì)參數(shù)間的相互影響表明，為了使收塵器系統(tǒng)達(dá)到最佳的性價比，應(yīng)做到盡可能大的氣布比、盡可能低的壓力差及盡可能低的清袋壓力。

3.1 具有高壓和低壓清袋系統(tǒng)的布袋收塵器

在過去幾年中，現(xiàn)已成功開發(fā)了一系列布袋收塵器。這些收塵器從廣泛的應(yīng)用范圍及適應(yīng)特殊目的的類型來看，它們能夠被最佳地采用、最佳地解決個性化的需要。

3.2 IMPULS清袋系統(tǒng)

在此清袋系統(tǒng)中，壓縮空氣在零點(diǎn)幾秒的時間內(nèi)流經(jīng)膜片閥進(jìn)入噴射管。產(chǎn)生的壓力波會以超聲速經(jīng)由噴射管進(jìn)入清潔氣體室然后膨脹進(jìn)入噴射器。此過程中，由一次壓縮空氣形成的脈沖開放的噴射氣流在其到噴射器的過程中帶入周邊的清潔空氣（一次和二次風(fēng)）。兩股氣流通過脈沖交換在噴射器中混合，同時發(fā)生增壓，導(dǎo)致兩股氣流的熱交換。幾十年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，這套收塵器清袋系統(tǒng)具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：高運(yùn)行可靠性和系統(tǒng)穩(wěn)定性、低壓縮空氣消耗量、低能量輸入、在困難的運(yùn)行條件下IMPULS清袋系統(tǒng)具有高可靠性、全自動化運(yùn)行、無活動部件，因此幾乎沒有任何磨損、維修保養(yǎng)簡便、由于二次空氣含量高，在露點(diǎn)以下不會出現(xiàn)露珠，過濾袋使用壽命長等。

3.3 RJMC（能量最小化原理）技術(shù)

本項(xiàng)技術(shù)的主要目的包括以下幾個方面：優(yōu)化運(yùn)行費(fèi)用、減小過濾系統(tǒng)的壓力損失、使清袋壓力最小化、降低清袋頻率，同時減小能源消耗、延長過濾袋的服務(wù)壽命等。其設(shè)計(jì)理念主要圍繞以下幾點(diǎn)展開，即大袋長、氣布比大大高于1.0 m3(m2·min)及處理粉塵量達(dá)到800g/Bm3。

本項(xiàng)技術(shù)最突出的一個目標(biāo)是通過增大氣布比減小投資成本，這意味著較小的收塵器表面積和清袋系統(tǒng)，另外降低整個收塵器的總體積及建造收塵系統(tǒng)基礎(chǔ)、鋼結(jié)構(gòu)、平臺及回收部件等的花費(fèi)和復(fù)雜性。此外，改進(jìn)系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)率、粉塵和噪音排放等方面的性能也是開發(fā)研究目標(biāo)。

RJMC是一種基于低壓脈沖噴射原理的清袋工藝，它既可在低罐壓條件下，又可在小容積壓縮空氣條件下發(fā)揮作用，因此這一系統(tǒng)被稱為“低壓/小容積（LPLV）”清袋系統(tǒng)。由于無流動狀態(tài)存在，壓縮空氣脈沖只需輕微振動濾袋，塵餅即以團(tuán)塊形式從濾袋上垂直滑落下來，而不是被加快離開過濾袋。即使在很低的壓力差下，該清袋系統(tǒng)仍能高效徹底地發(fā)揮功能。低罐壓意味著，由于加速和減速力非常低，濾袋可以非常柔和、較小損傷的條件下進(jìn)行清理。在整個清袋操作中，同其它類型低壓清袋系統(tǒng)相比， RJMC系統(tǒng)的特點(diǎn)是具有穩(wěn)定和不變的過濾壓差，因此，整個系統(tǒng)的壓力波動降到最小。

RJMC系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

為了評估各種用于窯廢氣除塵的收塵系統(tǒng)，本文選用的裝置參數(shù)如下：容積流量660,000 B（？）m3/ H的含塵空氣，固體顆粒含量為50mg/ Bm3 ，溫度為240℃。當(dāng)顆粒含量大于20 mg/ Bm3  時，選用靜電收塵器為優(yōu)，在某些情況下還需冷卻或調(diào)質(zhì)。對一些新水泥廠顆粒含量的限制為小于20 mg/ Bm3 ，選用袋式收塵器，其中RJMC收塵器由于它具有最低的運(yùn)行費(fèi)用及綜合優(yōu)勢而正成為決定性的發(fā)展趨勢。

RJMC收塵系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)簡述如下：

綜合了反吹與脈沖噴射收塵器的優(yōu)點(diǎn)

低壓力差和低風(fēng)機(jī)能耗

壓縮空氣量顯著減少

清袋壓力（1-3bar）低使過濾袋的使用壽命延長

可使用長達(dá)8m的過濾袋

設(shè)備基礎(chǔ)面積和收塵器體積小

恒定的高分離效率

無CO問題

極低的顆粒和噪音排放

近幾年來所取得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及目前的測試結(jié)果均證明了RJMC技術(shù)的高效性，同時也表明該技術(shù)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的脈噴式及反吹式系統(tǒng)。RJMC技術(shù)節(jié)省的費(fèi)用實(shí)際超過了預(yù)期的潛能。若嚴(yán)格限制初始條件，RJMC收塵器運(yùn)行費(fèi)用要低于靜電收塵器。

隨著在運(yùn)用RJMC技術(shù)進(jìn)行一系列試驗(yàn)及在自己的中試廠試驗(yàn)8m長過濾袋取得成功的結(jié)果，現(xiàn)在已經(jīng)有了從生產(chǎn)實(shí)踐中取得的最新的測試數(shù)據(jù)，它們充分證實(shí)了預(yù)期的效果。表1列出了來自阿拉伯聯(lián)合酋長國Fujairah水泥工業(yè)公司的收塵系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)。

表1 設(shè)備的技術(shù)操作數(shù)據(jù)

將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與前實(shí)際運(yùn)行方式所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比顯示，其氣布比已從1.20增大到1.42 m3(m2·min), 因此,目前每小時處理廢氣量比原來增加了20%。這個從實(shí)踐所取得的例子無可爭辯地證實(shí)即使采用8m長的過濾袋和只有2.5bar無破壞性清袋壓力，RJMC技術(shù)仍是可靠和高性價比的操作方法。氣布比為1.5的目標(biāo)也即將達(dá)到。與市場上其它收塵系統(tǒng)相比，8m長袋RJMC袋式收塵器小于 10mg/B m3的殘余顆粒含量及緊湊的體積是無以倫比的。

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