TSLCDM长袋低压脉冲布袋除尘器及其应用*

陈宜华 陈颂 葛连梦 陈刚刚 赵坤

(安徽工业大学能源与环境学院 安徽马鞍山 243000)

0 引言

目前，脉冲袋式除尘器在电力、冶金、水泥、建材、化工等行业应用逐渐广泛[1]。这些行业在生产过程中会排放大量的烟气，烟气中含尘浓度高、粉尘粒径范围广、烟气波动性大、污染严重[2]，脉冲袋式除尘器相比于其它类型的除尘器，具有结构简单、操作方便、适用范围广等优点，因而被广泛应用于这些行业的烟气除尘中。这些脉冲袋式除尘器中有许多因运行工况和粉尘特性变化等情况,会存在阻力偏高、滤袋寿命过短、除尘效率降低等问题[3]，出口排放粉尘的浓度无法满足超低排放的要求。

为了满足新环保法要求，本文提出了一种新型高效除尘设备即TSLCDM长袋低压脉冲除尘器，该除尘器的开发基于普通的短袋脉冲除尘器。它不仅综合了分室反吹和脉冲清灰的特点，而且加长了滤袋，充分发挥了压缩气强力喷吹清灰的作用[4]。在清灰强度高的同时还保证了与粉尘过滤不在同一时间进行，避免了粉尘的二次附集，从而提高过滤效率，延长了滤袋使用年限。为了满足电炉烟尘治理实际条件，该设备不仅电气控制采用先进的PLC可编程控制还增加了一系列保护、检测系统，已经在泉州市某机械配件公司电炉烟尘治理的项目中成功试验。

1 除尘器除尘原理及结构特点

1.1 除尘原理

TSLCDM除尘器主要由箱体(分为上、中两个箱体)、灰斗、清灰和卸灰装置等构成。在含尘气体进入各分过滤室时，粒径大的颗粒粉尘由于进风道内风速的突然下降发生自然沉降，再经过导流系统分离后掉进灰斗中，剩余粉尘在烟气导流装置的作用下随气流进入中箱体中进行过滤[5]。烟气在中箱体负压作用下穿过滤袋进行过滤，净化后的气体穿过滤袋进入上箱体通过排气管道排出，而粉尘无法通过滤袋而吸附在其外表面。在进行过滤的过程中，当滤袋外表面沉积的粉尘不断增多，除尘器阻力升高到设定的限值时，PLC控制系统获得压差计给出的压差信号后运行清灰程序，开始进行压缩空气脉冲喷吹清灰。在脉冲阀打开后，压缩气体瞬间依次通过脉冲阀，进入喷吹管后由喷嘴诱导数倍于喷气量的空气喷进滤袋产生强烈的空气波，造成滤袋由上到下的剧烈膨胀和冲击振动使其剧烈抖动，形成由内向外的反吹气流，进行逆向清灰。从而抖掉滤袋表面的粉尘，实现清灰的效果。除尘器工作原理如图1所示。

(a)除尘原理

(b)清灰原理

1.2 TSLCDM除尘器结构特点

(1)除尘器本体结构框架。结构框架用于支撑除尘器本体、灰斗及输灰设备等[6]；该除尘装置结构紧凑，设计合理，密封性能好，操作灵活，维护方便，外形美观，见图2。设计、制造均可满足“脉冲喷吹类袋式除尘器”(HJ/T 328—2006)的规定要求。

(2)进气系统。进气系统包含进风导流板，见图3。该除尘器进气系统使单个箱体内的含尘气体也能够平均分布，增加布袋的有效过滤面积，同时，大颗粒粉尘被导流系统从含尘气体中分离后直接掉入灰斗中。进风导流装置最大限度地降低箱体、过滤室和系统的阻力，从而使进气系统中的灰尘自然沉降现象减少，避免了过滤袋的碰撞和磨擦，加长了系统和滤袋的使用年限，确保各单元室入口流量不均匀度<5%。

图2 除尘器箱体和框架

图3 导流板结构示意

(3)箱体及过滤系统。箱体由上箱体、中箱体和灰斗组成，箱体板外侧加强筋，满足除尘器负压7 000 Pa时正常工作。过滤系统由滤袋、笼骨和花板组成[7]。除尘器滤袋采用纵横直列的矩阵排列方式。这种布置合理地利用了箱体空间避免了箱体空间闲置。滤袋的中心距离确保了滤袋间含尘气体的提升空间，避免了由于滤袋摇晃而可能发生的碰撞。

(4)除尘器滤料。滤料使用的是中温超细纤维过滤材料，考虑电炉烟气的特点，采用性价比高的中温过滤材料，并对纤维作覆膜及耐酸碱处理，采用水刺和热熔覆膜工艺，可实现超低排放(排放质量浓度≤10 mg/m3)。该过滤材料在性价比高的基础上解决了普通滤料因烟气粉尘粒径小、附着力大、易腐蚀，清灰困难造成的使用寿命短的问题。

2 TSLCDM除尘器的应用

2.1 试验系统

长袋低压脉冲除尘器应用于泉州市某机械配件公司的2套15 t电炉项目，实现电炉使用过程中产生的粉尘彻底完善治理。通过测试除尘效率以及运行阻力，检测其除尘性能。由于该项目烟气含尘成分复杂，为了防止大颗粒进入除尘器内部烧坏布袋，所以在除尘器前端加上旋风系统除去大颗粒和火星。其烟气除尘工艺方案为：电炉的烟气首先通过管道和火星捕集器,然后进入脉冲布袋除尘器，排出的气体经过过滤后经过风机由烟囱排出。并且在除尘器进口处加设温度自动监测系统(冷风阀)，如遇紧急高温超过布袋承受的温度时(瞬间180 ℃)，为了保护滤袋不被烧毁，控制系统报警后，冷风阀立即打开引入自然冷风。具体工艺流程见图4。

2.2 除尘器的设计参数

电炉使用过程中会排放大量的烟气，烟气中含尘浓度高、粉尘粒径范围广、烟气波动性大、污染严重，其尘源特性如表1所示。传统分室反吹、回转反吹等袋式除尘器，清灰效果差，不能保证除尘系统的正常运行，且能耗高、占地面积大 、投资高。 TSLCDM除尘器清灰性能好、成本低、节省能耗、适用范围广。在本实验项目中除尘器设计参数如表2所示。

图4 除尘系统工艺流程

表1 电炉烟气的尘源特性

表2 TSLCDM除尘器的设计参数

2.3 TSLCDM除尘器性能测试

试验中的2套15 t电炉共设1个除尘系统，除尘器最大设计风量为360 000 m3/h，考虑到烟气特殊性以及严格的排放标准，为了降低维护成本，过滤风速选0.8 m/min。在脉冲除尘器入口前的水平管道布设2个采样孔，共设4个监测点，除尘器出口后的烟囱上布设2个采样孔，共4个测点。用YQ-044全自动烟尘测试仪进行测量，检测频次为每天2次，连续检测2天，检测结果如表3所示。

从表3的测试结果看， TSLCDM除尘器在该电炉粉尘治理项目中运行效果优异。该除尘器在处理风量和进口粉尘浓度不同的工况下，除尘效率均大于99.9%，排出的粉尘质量浓度均小于10 mg/m3，满足我国环保法规定的超低排放的要求，并且除尘器的阻力为891 Pa，节省了能耗，在烟气治理行业中应用前景很广泛。

表3 TSLCDM除尘器的检测结果

3 运行中注意的问题

(1)为了避免由于水蒸气冷凝而堵塞滤袋，长袋低压脉冲除尘器内的烟气温度要高于处理烟气的露点温度，电炉烟气最大露点温度为55 ℃。

(2)本除尘系统采用埋刮板输灰机输灰，收集的粉尘输送到贮灰仓集中，为了防止粉尘卸灰和往外运输的过程中发生二次扬尘，需经加湿机加湿再往外运。

(3)为了获得更好的除尘效果以及尽可能降低日后的维护成本，加长滤袋的使用年限，除尘器过滤风速选择0.8 m/min，入口烟尘温度小于180 ℃。

4 结论

在传统的短袋脉冲除尘器的基础上，开发的一种新型高效TSLCDM长袋低压脉冲除尘器，通过现场应用测试除尘器的除尘性能。 结果表明，该除尘器的除尘性能优异，达到了电炉项目烟气治理的要求，在工业烟气治理项目中具有广阔的应用前景。

(1) TSLCDM大型高效长袋低压脉冲除尘器进气口粉尘的质量浓度为44 725 mg/m3，出口处排放的粉尘质量浓度约5.54 mg/m3，小于10 mg/m3，除尘效率达到了99.99%，除尘效果显著，达到了我国《环保法》污染源的超低排放标准要求，具有很好的环境效益。

(2)该除尘器不仅兼具分室反吹和脉冲清灰的优点还增加了滤袋长度，最大程度地发挥了压缩空气强力喷吹清灰的作用。降低了除尘器阻力增加了滤袋的使用年限，该除尘器的系统阻力为891 Pa，滤袋的平均使用寿命为2 a以上，节省了能耗，减少了维修费用，实用价值高。

(3)该除尘器采用中温超细纤维滤料，并对纤维做覆膜及耐酸碱处理，采用水刺和热熔覆膜工艺，可实现超低排放(排放质量浓度≤10 mg/m3)，滤袋长达6.6 m，是同类型除尘器滤袋的2～3倍，减少了占地面积，节省了投资费用。