布袋除尘器的选型和设计

1．1袋式除尘器的选型

布袋除尘器是使含尘气流通过过滤虑料将粉尘分离捕集的装置，采用滤纸或玻璃纤维等填充层作虑料的空气过虑器，主要用于通风及空气调节方面的气体净化。袋式除尘器的除尘效率一般可达99％以上，其除尘效率高，性能稳定可靠，操作简单，得到广泛的应用。现主要从结构型式、通风方式、滤袋形状、滤料、清灰方式和运行方式六个方面进行选型。

1．1．1结构型式

除尘器的进口布置有上进气和下进气两种方式，上进气气流与粉尘沉降方向一致，有利于粉尘的沉降，在滤袋上形成均匀粉尘层，过滤性能好，但结构较复杂，且不易调节滤袋张力。配气需设置两层花板，成本及设备费用高，安装复杂且花板易积灰，灰斗易滞留空气，增加结露的可能性。而下进气结构较简单，能避免上进气出现的缺点，也是现在运用较多的进气方式，其具有气流稳定、滤袋安装容易调节等优点。

故本次的设计选择下进气。

1．1．2通风方式

正压式除尘器设在风机正压段，含尘气体流经风机压入除尘器，使除尘器在正压下工作。其构造简单，节省管道。但因含尘气体通过风机，风机叶片磨损较大。负压式除尘器设在风压负压段，除尘器内空气被风机吸出形成负压，风机吸入的是净化后的气体，对风机叶轮磨损较小，并且不易发生因附着粉尘而产生的喘振等类事故。

因为我们处理的粉尘粒径分布范围较大，不易使用正压式，所以选择负压式除尘器，即将风机装在除尘器之后。

1．1．3滤袋形状

布袋除尘器按照虑袋的形状主要分为扁袋和圆袋2种型式。

扁袋形式较多，单位体积过滤面积大，结构紧凑，但结构复杂，清灰换袋困难，制作要求较高，虑袋之间易堵塞，清灰效果常不如圆袋。而采用圆袋受力均匀，支撑骨架及连接简单，清灰所需动力小，检查维护方便。

故本次的除尘系统选择圆袋除尘器。

1．1．4滤料

滤料式组成袋式除尘器的核心部分，其性能对袋式除尘器操作有很大影响。选择滤料时必须考虑含尘气体的特征，如颗粒和气体性质（温度、湿度、粒径和含尘浓度等）。性能良好的滤料应容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力小、使用寿命长，同时兼备耐温、耐磨、耐腐蚀、机械强度高等优点。

在本次的设计任务中，项目粉尘为面粉，属于有爆炸性的粉尘，当浓度达到一定程度后如遇静电放电火花或外界点火等因素，则极易导致爆炸和火灾。所以要求制作除尘布袋的滤料具有防静电性，根据常用的防静电滤料表，选择滤料为防静电涤纶针刺毡。常用的防静电滤料见表1-1

表1－1 常用的防静电滤料的主要性能

滤料		防静电涤纶针刺毡	防静电涤纶覆膜针刺毡	防油防水防静电涤纶针刺毡
材质		涤纶	涤纶+导电纤维+聚四氟乙烯	涤纶+导电纤维
后处理方式		针刺成型后处理	烧毛；压光	烧毛压光防水防油
导电纤维加入方法		基布间隔加导电经纱	纤维网混导电纱	纤维网混导电纱
克重/g*m-2		500	500	500
厚度/mm		1.95	1.80	1.80
透气度/m3*(m2*min)-1		9.04	15	15
断裂强度（N/5 20cm）	经向	1200	1000	1000
	纬向	1658	1100	1100
断裂伸长率/%	经向	23	35	35
	纬向	30	40	40
连续工作温度/ oC		130	130	130
短时工作温度/ oC		150	150	150
耐酸性		良	中	中
耐碱性		中	中	中
耐磨性		良	良	良

1．1．5清灰方式

常见的清灰方式主要有机械振动清灰、逆气流反吹清灰、气环反吹清灰和脉冲喷吹清灰。

（1）机械振动清灰

特点是施加于粉尘层的动能较少而次数较多，结构简单，投资少，工作性能稳定，清灰效果较好。但振动清灰时要求停止过滤，滤袋因受机械力作用损坏较快，滤袋检修与更换工作量大。适用于袋直径130mm的布袋除尘器。

（2）气环反吹清灰

高速气体通过气环反吹滤袋，使用于高浓度，较潮湿的粉尘及含有水汽的场合。但运行时容易造成对布袋的磨损，不常用。

（3）逆气流反吹清灰

清灰过程整个气流分布比较均匀，振动不剧烈，适宜用于长滤袋，但只能离线清灰，且对布袋直径的要求较高。当布袋直径过大时，容易导致空间利用率降低使设备体积过于庞大。当布袋直径过小时，可能导致排灰不畅，使得除尘受阻。

（4）脉冲喷吹清灰

为目前应用最多的清灰方式，其利用4－7atm的压缩空气脉冲产生冲击波，使滤袋振动，导致积附在滤袋上的颗粒层脱落。其喷吹作用强，可实现连续操作，过滤风速为2－4m/min,压损为1000－1500Pa。因其可以实现全自动清灰，处理效率高，过滤负荷高，滤袋磨损减轻，运行安全可靠，所以本次设计采用是脉冲清灰方式。

1.1.6运行方式

内滤式：无需支撑骨架，处理无毒常温气体时，可不停机情况下进行检修。内滤式圆袋的袋口气流速度较大，若气流中含有粗颗粒粉尘，则会严重磨损滤袋。下进气及放性射粉尘净化多用此过滤方式。

外滤式：需支撑骨架，以防布袋被吸瘪，清灰时滤袋与骨架之间易出现磨损，维修难度较大。脉冲喷吹，高压气流反吹等清灰方式多用外滤式。

由于本次任务的烟气量较大，通过分室进行除尘，采用脉冲清灰方式，所以采用外滤式。

选型结果汇总表，见表5-2

表5-2 布袋除尘系统选型结果汇总表

1．2布袋除尘器的设计

布袋除尘器的设计主要从过滤系统、清灰系统、粉尘输送处理系统及气体输送系统四个方面来考虑。

1.2.1过滤系统

（1）过滤系统的参数

主要从处理气量、总过滤面积、过滤速度、滤袋尺寸、每条滤袋过滤面积、滤袋条数六个方面进行。

设计结果见表1-2所示。具体计算过程见计算书。

表1-2 布袋除尘系统的设计参数表

（2）滤袋的布置

从上述的计算得所需滤袋的条数64，考虑到位置的合理及布袋排列的合理行，将其分4个室，每个室16条，分4列4行。室与室之间的距离为600mm为检修通道,每个室内袋与袋间距50mm。室离外壳距离为300mm。

（3）壳体的设计

壳体一般是由5-6mm的钢板焊接而成，以隔板为界，隔板以上的称为壳体，隔板以下的称为中壳体，中壳体下面连接灰斗。上壳体的型式在本设计中考虑到钢材的节省及减少泄漏的可能性，采用大盖板的顶盖室。

（4）灰斗

灰斗用于收集清灰时从滤袋上落下的粉尘以及进入除尘器的气体中含有的粉尘。装置直接连接在中壳体的下面。

其型式主要有两种，一种是锥式，一种是槽式，本项目设计为槽式，每个室设置一个灰斗。其尺寸确定如下。

①由于灰斗倾角通常设计成具有55°-60°，在本次的设计中取58°；

②相邻两片灰斗侧壁设计为58°；

③灰斗上端尺寸为970mm*970mm;

④灰斗下端尺寸为200mm*200mm;

⑤灰斗高度为617mm;

⑥进入灰斗的烟气入口顶部距离滤袋底部70mm;

(7)进排气风管

除尘管道最常用的材料是Q235钢板。由钢板制造的滚刀具有坚固、耐用、造价低、易于制作安装等优点。根据风速的要求计算管道的直径，参照“全国通用通风管道计算表”确定选用的管道。管道的断面形状采用圆形，因为在断面积相同时圆形管道的压损较小，材料较省，而且便于制作、保温。

其具体管路选型见计算书。

1.2.2清灰系统

清灰系统包括清灰装置和卸灰装置。

(1)清灰装置

脉冲清灰的原理是以压缩空气为动力，利用脉冲喷吹机构在瞬间释放压缩气流，诱导数倍的二次空气高速射入滤袋，使其急剧膨胀，依靠冲击振动和反向气流清灰的袋式除尘器，属于动能清灰类型。脉冲喷吹机构为脉冲阀，脉冲阀有直角式、淹没式和直通式三种类型。直角式脉冲阀结构比较简单，适用于喷吹气量较小的时候。淹没式脉冲阀的特点是通道阻力低，可用低压气源，与高压阀相比，可降低能耗，延长膜片寿命。一般适用于喷吹气量较大场合。直通式脉冲阀的优点是安装方便缺点是气流通过经过阀体的阻力较大，一般也适用于喷吹气量较大时候。根据计算我们的喷吹气量为53L/次，属于较小喷吹气量，所以选择直角式脉冲阀。

(2)卸灰装置

卸灰正常与否对于除尘器的效率也有重大的影响，本项目采用的是负压式清灰系统，要保证正常清灰就必须严格控制漏风情况，而且漏风发生也会增大除尘器及风机负荷。卸灰阀种类很多，因为我们的工作时间较短，一天才5个小时，而且灰量不大，所以采用固定卸灰阀，卸灰阀的型号为YJD06型。

1.2.3粉尘输送

因为我们的粉尘为面粉，具有回收利用价值，可以将排出的灰经过处理后回收利用。

1.2.4气体输送系统

布袋除尘器的除尘效率很高，经过处理后的气体，粉尘含量很低，粉尘排放浓度满足GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》中规定的二级标准。所以处理后的气体经过烟囱后，可以直接排放。