高温除尘器是处理高温烟气(通常指温度高于130°C)的关键设备,其选型和性能评估涉及一系列重要参数。这些参数可以分为三大类:工况参数、设备结构参数和性能指标参数。
以下是详细的参数列表和解释:
一、 工况参数(由烟气条件和工艺要求决定)
这些是除尘器设计和选型的基础,直接决定了除尘器的类型和规格。
处理风量 (Q)
定义:单位时间内需要处理的烟气体积。这是最核心的参数之一。
单位:m³/h 或 m³/min。
重要性:直接决定除尘器的过滤面积和尺寸大小。
工作温度 (T)
定义:除尘器入口处的烟气温度。
重要性:
决定滤料材质的选择(如PPS、P84、PTFE、玻纤、金属纤维、陶瓷滤管等)。
影响清灰方式(如脉冲喷吹对温度有上限要求)。
温度过高会损坏滤袋,温度过低可能导致结露、糊袋。
入口粉尘浓度 (Cin)
定义:单位体积烟气中所含粉尘的质量。
单位:g/m³ 或 mg/m³。
重要性:
影响过滤风速的选择,浓度高时风速应取低值。
影响清灰频率和清灰系统(脉冲阀、气包)的设计。
影响卸灰装置的能力。
烟气成分
内容:包括气体的化学组成,如O₂、SOx、NOx、H₂O、CO、CO₂含量,以及是否存在酸性气体、碱性气体等。
重要性:某些成分(如SO₃、HF)在特定温度下会与水分反应生成酸,腐蚀设备并水解滤料。氧气含量高会加速某些滤料(如PPS)的氧化。这直接决定了滤料的耐化学腐蚀性能。
粉尘特性
内容:
粒径分布:微细粉尘(如PM2.5)比例越高,对过滤精度要求越高。
粘性:粘性强的粉尘清灰困难,需选用表面光滑的滤料(如PTFE覆膜)。
啄性:高磨啄性粉尘(如石英粉)会磨损滤袋和箱体,需采取防磨措施。
可燃性/爆炸性:涉及防爆设计,如增设泄爆片、隔爆阀等。
湿度:影响粉尘的粘性和是否可能结露。
二、 设备结构与设计参数
这些是除尘器自身的规格和配置。
过滤面积 (A)
定义:所有滤袋有效过滤面积的总和。
计算公式:A = Q / (60 * Vf) (Q: 风量 m³/h, Vf: 过滤风速 m/min)
重要性:是除尘器的核心尺寸参数。
过滤风速 (Vf)
定义:单位时间内,单位过滤面积上通过的气体量。也称为“气布比”。
单位:m/min。
重要性:关键参数。它影响:
设备投资:风速高,过滤面积小,设备成本低。
运行阻力:风速高,阻力大,能耗高。
滤袋寿命:风速过高会导致粉尘压实,清灰困难,缩短滤袋寿命。
高温除尘器的过滤风速通常比常温低,一般在0.5 ~ 1.2 m/min之间,具体取决于粉尘性质和清灰方式。
滤料材质与后处理
材质:根据温度选择,例如:
130-180°C:PPS、P84、PTFE覆膜、复合滤料。
180-260°C:玻纤滤料。
260°C以上:金属纤维烧结毡、陶瓷纤维、陶瓷滤管。
后处理:如PTFE浸渍(提高耐酸碱、清灰性)、防水防油处理(防结露)、覆膜(实现表面过滤,高效低阻)。
清灰方式与参数
方式:高温除尘常用脉冲喷吹清灰。
参数:
清灰压力:通常为0.3 ~ 0.6 MPa。
脉冲宽度:喷吹阀开启时间,通常为0.05 ~ 0.2秒。
清灰周期:两次清灰动作的时间间隔。
喷吹气源:压缩空气,可能需要加热或干燥处理以防结露。
设备阻力 (ΔP)
定义:除尘器进出口的全压差。这是一个动态的运行参数。
单位:Pa。
组成:包括洁净滤袋阻力和粉尘层阻力。设计时通常会给定一个允许最大阻力(如1500 Pa),作为风机选型和判断清灰时机的依据。
三、 性能指标参数
这些是衡量除尘器好坏的标准。
出口排放浓度 (Cout)
定义:经除尘器净化后,单位体积烟气中残余粉尘的质量。
单位:mg/m³。
重要性:直接反映除尘器的除尘效率,必须满足国家或地方的环保排放标准(如低于10 mg/m³或5 mg/m³)。
除尘效率 (η)
定义:除尘器捕集的粉尘量与入口总粉尘量的百分比。
计算公式:η = (Cin - Cout) / Cin * 100%
说明:对于高效除尘器(如袋式),效率通常高达99.9%以上,因此更关注出口排放浓度。
设备漏风率 (α)
定义:在静压下,除尘器出口风量与进口风量的差值占进口风量的百分比。
重要性:漏风率过高会增加引风机的负荷和能耗,对于含氧量敏感的工艺(如金属热处理)尤为关键。良好设计应控制在<2%。
壳体材质与保温
材质:根据温度和处理气体腐蚀性,可选碳钢(Q235)、不锈钢(304、316L)等。
保温厚度:必须进行保温设计,以防止烟气温度降至露点以下导致腐蚀和糊袋,同时节约能源。
总结
在选择和评估一台高温除尘器时,需要系统地考虑以上所有参数。一个典型的流程是:
明确工况:首先确定第一类的所有工况参数。
选型设计:根据工况,选择合适的滤料,确定过滤风速,计算出过滤面积,并设计清灰系统和其他结构参数(第二类参数)。
性能保证:最终,设计制造出的除尘器必须满足第三类的性能指标,特别是出口排放浓度和设备阻力。