布袋除尘器
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布袋除尘器设备在锰铁电炉中的设计技术和使用要求
1 锰铁电炉概述
锰硅合金用封闭或半封闭还原电炉冶炼。一般采用含 二氧化硅高、含磷低的锰矿或另外配加硅石为原料。富锰 渣含磷低、含二氧化硅高,是冶炼锰硅合金的好原料。冶 炼电耗一般约3500~5000kW·h/t。入炉原料先作预处理, 包括整粒、预热、预还原和粉料烧结等,这对电炉操作和 技术经济指标具有显著的改善作用。锰铁的还原冶炼有 熔剂法(又称低锰渣法)和无熔剂法(高锰渣法)两种。锰 铁炉的工作是半连续单元过程,其中具有许多复杂且部 分未知的机制。炉子操作的特征在于重要的过程变量波 动,许多操作问题是由于缺乏关于内部条件的信息造成 的。电炉的除尘通常是一个大而耗时的任务。因此,将此 过程模型划分为更容易处理的更小子模型是有利的。面 向对象的方法有可能以结构化的方式模块化过程模型。 该方法使得可以对过程的部分进行建模,而不必考虑相 邻部分的内部条件,只要保持部分之间的接口即可。该方 法应用于铁锰钢炉的除尘模型。
2 布袋除尘器设备的发展分析
布袋除尘器(BF)或者叫布袋过滤器(FF),是一种空 气污染控制装置,消除了燃料燃烧后的颗粒或者气体。发 电厂、钢铁厂、制药生产商、食品制造商、化学品生产商和 其他工业公司经常使用集尘室来控制空气污染物的排 放。布袋除尘器高温面料的发明,在过滤介质使用后,能 够承受的温度超过350℉。它不像静电除尘器,性能可能 会根据过程和电气条件显著变化。布袋除尘器通常具有 99%或更高的颗粒收集效率,即使粒子体积非常小时。大 多数布袋除尘器使用由编织或毡制布袋制成的长圆柱形 袋或管作为过滤介质。对于有相对较低灰尘负荷和气体 温度为250℉或更低的应用,打褶的无纺布滤芯有时用作 过滤介质而不是袋子。含尘气体或空气进入袋滤室通过 漏斗,用于储存和分配颗粒的大漏斗形容器中,并被引入 袋滤室。根据清洁方法,气体被抽吸,并在过滤介质表面 积聚一层灰尘,直到空气不能够再通过它。当发生足够压 降(ΔP)时,清洁过程开始。清洁可以在袋滤室在线(过 滤)或离线(隔离)时进行。当隔室清洁时,恢复正常过滤。 布袋是非常有效的颗粒收集器,因为袋的表面会形成尘 饼。布袋通过以下四种机制提供灰尘聚集的表面:惯性收 集,灰尘颗粒撞击垂直于气流方向放置的纤维,而不是改 变气流的方向;拦截- 不穿过流体流线的颗粒,由于纤维 尺寸而与纤维接触;布朗运动- 亚微米颗粒扩散,增加颗 粒和收集表面之间接触的可能性;静电力- 颗粒和过滤 器上的静电荷的存在可增加粉尘捕获。这些机制的组合 导致在过滤器上形成灰尘块,最终增加了对气流的阻力。 因此,必须定期清洁过滤器,以保持其除尘能力。
3 设备设计关键技术
布袋除尘器的性能取决于入口和出口气体温度、压 降、不透明度和气体速度。气流的化学成分、水分、颗粒大 小和尺寸分布是基本因素。气体温度布袋被设计成在一 定温度范围内操作,在这些限制之外的波动,即使在一小 段时间内,也可能削弱,损坏布袋。压力室在一定的压降 范围内能最有效地工作,工作参数的选择基于特定的气 体体积流量。不透明度测量是测量气流中的颗粒而发生 光散射的量。不透明度不是粒子浓度的精确测量,然而它 是离开袋滤室的灰尘量的良好指示。创建气室以适应一 定范围的气流,气体流速的增加导致操作压降和空气对 布比增加。这些增加需要袋滤室更加剧烈地工作,导致更 频繁的清洁和高的颗粒速度。
压降、过滤阻力、空气对比率和收集效率是袋式除尘 器设计中的重要因素。压降是对通过袋滤室的气流的阻 力,高压降对应更高的气流阻力。通常,通过确定入口和 出口处的总压力差来计算压降。过滤阻力是布袋- 粉尘 层上的电阻,是每单位速度的压降。空气对比率对于理解 任何袋式除尘器系统的力学至关重要。该比率被定义为 进入袋室的气体量除以袋室中的面积。通常,袋式除尘器 设计为99.9%的收集效率。此外,清洁的空气再循环到设 备中用于加热。根据气流的化学和水分含量,其温度和其 他条件,布袋可以由棉、尼龙、聚酯、玻璃纤维或其他材料 构成。无纺材料是毡状或膜状的,附接到织造背衬上。毡 工艺与装备。在膜过滤器 中,薄的多孔膜结合到稀松布上。
4 设备使用要求
电炉使用时操作人员不得擅自离开岗位,必须随时注 意电炉的工作状况是否正常。电炉在进行装卸工件时,必 须先切断加热元件电源,以保证操作人员的安全。炉膛的 氧化物(包括电炉丝下)应经常清理,至少每周一次或五 炉次一次。炉底板下可用压缩空气吹。电阻丝经使用后, 不得碰撞拗折,以免断裂。电炉电动机需定期检查,如添 加润滑油等,并注意使用安全。定期检查加热元件的使用 情况。加热元件经短期使用后便不得拗折、碰撞。如尚未 严重腐蚀而折断时,可用与电炉丝相同的材料(或电炉丝 本身)作为焊条,采用乙炔气进行加热焊接。焊条采用 50%白云粉末混合而成,若加热元件严重腐蚀不能使用 时,则应另行更换。
声波清洗。一些布袋除尘器安装了声波清洗器,以提 供振动清洁能量。产生高强度、低频声波的清洗器在清洁 的循环开始时打开,以帮助打破过滤介质表面上颗粒之 间的结合并帮助除尘。目前,主要有两种顺序类型用于清 洗袋式除尘器:间歇(定期)清洗和连续清洗。间歇清洁的 袋式房屋由许多隔间或部分组成,每次一个,每个隔室被 周期性地从进入的脏气流中关闭、清洁、恢复。当单个隔 室不够用时,气流从隔室的区域转向,使得在清洁循环期 间不需要关闭生产过程。连续清洁的袋式室隔室始终工 作,以进行自动过滤。一股压缩空气瞬间中断收集过程以 清洁袋子,被称为脉冲喷射清洁。连续清洁的袋式除尘器 设计用于在袋子维护和主系统故障时,以防止其完全关 闭。
高能量清洁技术如脉冲喷射需要毡制布袋,低能量清 洁方法如振动或反向空气允许编织过滤器。诸如平纹布 袋、斜纹布袋或缎纹布袋的各种纹理增加或减少单个纤 维之间的空间量,而空间的大小影响布袋的强度和渗透 性。更紧密的编织对应于低渗透性,因此能够更有效地捕 获细颗粒。反向气囊具有防塌陷功能,以防止清洁能量时 发生损坏。脉冲喷射过滤袋由金属笼支撑,以保持布袋张 紧。为了延长过滤袋的使用寿命,PTFE(聚四氟乙烯)膜的 薄层可以粘附到布袋的过滤侧,防止灰尘颗粒嵌入过滤 介质纤维中。
布袋除尘器在电炉的使用中意义重大,对颗粒的过滤 与有害气体的处理具有一定的作用。采用高质量的清洁 技术如声波除尘,对布袋材料进行改进,对布袋除尘器的 更新换代有所帮助。因此,要积累实际生产经验,因地制 宜地对其进行改进与优化,以期使其更好地为人们服务。
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