除尘器滤筒的特点和选用.PDF

烟草科技/烟草设备与仪器Tobacco Science 莫崇庸. 上海除尘设备厂 201100 上海市莘庄西环路281号 收稿日期1998 - 12 - 25 修回日期1999 - 05 - 20 责任编辑刘惠清 前在烟草行业中用得较普遍的滤筒,直径有324mm和 351mm 2种,长度有660mm和711mm 2种;另一类是细 长滤筒,这是国外近年来开发出的代换滤袋的滤筒,直径 有126mm、146mm和157mm 3种,长度 有550mm、 1 050mm、1 450mm和2 050mm 4种。滤筒的外壁形式 有两种一种是内外壁用镀锌钢板网保护,另一种是外壁 不用镀锌钢板网保护,便于清灰。另外滤筒还有不同的 端盖形式、 清灰方式和安装方式。本文将介绍各种滤筒 的特点和如何选用这些滤筒。 2 工作原理 2. 1 深层过滤 此种滤料比较疏松,纤维与纤维之间的空隙较大,例 如普通聚脂针刺毡,空隙有20～100μm。当粉尘平均粒 度在1μm时,在进行过滤作业中,一部分细小颗粒便会 进入滤料内部滞留下来,另一部分会穿过滤料逃逸出去。 大部分粉尘附着在滤料表面,形成一层过滤层,此过滤层 会将含尘气流中的粉尘过滤下来。而进入滤料内部的细 小颗粒,会使阻力增大,滤料变硬,直至报废。这种过滤 方式通常称为深层过滤。 51 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 2. 2 表层过滤 在疏松滤料接触含尘气体的一侧,粘合一层微孔薄 膜,其纤维间的空隙仅有0. 1～0. 2μm ,如果粉尘的平均 粒度仍为1μm ,进行过滤作业时,几乎所有粉尘都会被阻 挡在微孔薄膜表面上,细小粉尘无法进入滤料内部,这种 过滤方式通常称为表层过滤。表层过滤是理想的过滤技 术,它可以进一步提高除尘效率,降低滤料的压力损失, 大量节约除尘系统的动力消耗。 如果滤料的纤维很细,经过特殊的工艺处理,既能保 持一定的透气性,又能缩小纤维间的空隙。这种滤料虽 未在表面复膜,但粉尘中的细小颗粒也很难进入滤料内 部。这种没有复膜的滤料,也可以进行表层过滤作业。 制作滤筒的滤料,有复膜的滤料和不复膜的滤料,能 否进行表面过滤作业,视选用的滤料而定。 3 各种滤筒的材质、 特点和适用范围 3. 1 纸质滤筒 1美国TDC公司的CX22型滤筒是用天然纤维制 作的高效滤料,对0. 5μm的粉尘过滤效率可达99. 99 。 制成滤筒后,外形尺寸为 351mm711mm ,过滤面积为 25. 5m2。滤料呈淡黄色,强度较差,不耐水,适用于含水 量较少的粉尘场合。 2美国唐纳森公司的Ultra - Web型滤筒是专利产 品,为表层过滤。对0. 5μm的粉尘过滤效率 可 达 99. 999 。制成滤筒后,外形尺寸为 351mm660mm , 过滤面积为23m2,最高工作温度为121℃。这种滤料是 天然纤维与合成纤维混合后制成的滤料,将一层超薄的 玻璃纤维粘附在蓝色滤料上,纤维间的空隙只有底层纤 维的1/ 100 ,强度和耐水性能比美国TDC公司的CX - 22 型滤料好。表层过滤就是靠超薄纤维层起作用。这种滤 筒,适用于大量气体中含有极细小颗料的场所,在国内各 大卷烟厂已广泛使用。由于它外壁有镀锌钢板网,而且 摺数很多,间隙很小,所以粉尘易堵塞在摺间空隙内,使 用一段时间后需要取出来清灰。国内一些卷烟厂对滤筒 式除尘器逐渐失去兴趣,原因就在此。 纸质滤筒还有美国唐纳森公司的Ultra - Tek、Fibra - Web型、 美国TDC公司的QX型、 美国BHA公司的 PR001型等。 3. 2 聚酯滤筒 1美国BHA公司的聚酯滤筒的滤料是Spun - Bonded聚酯无纺粘合滤料,经热辊压光、 热定型、 防水防 油饱和处理,具有紧密的微孔结构,对0. 5μm的粉尘过 滤效率可达99. 99 ,制成滤筒后,有多种外形尺寸,卷 烟厂常用的规格见表1。 这种滤筒可用水洗,最高工作温度为135℃,在始终 保持高效过滤的同时,压差比标准针刺毡小得多。它是 表层过滤,易清灰,适用范围较广。 表1 BHA公司聚酯滤筒规格 滤筒尺寸mm过滤面积 m 2 摺宽mn摺数 351660 12. 5 5. 4 55 55 180 80 351711 13. 5 5. 8 55 55 180 80 2美国TDC公司的SB型滤筒的滤料也是用Spun - Bonded聚酯无纺粘合滤料,外形尺寸有 351mm 660mm和 351mm711mm 2种。也可以按用户要求制 作其他规格尺寸的滤筒。其性能参数和适用范围与 BHA公司的聚酯滤筒相似。 3. 3 复膜滤筒 1美国BHA公司的BHA - TEX型滤筒是一种膨 胀微孔聚四氟乙烯PTFE的薄膜,可以通过热模压粘合 至各种滤料的表面上。这层薄膜的过滤效率很高,摩擦 系数极小。最适合在空气流量大、 湿度大、 对除尘要求很 高的工况下工作。将薄膜粘合在白色标准型聚酯滤料 PE806上后,就成为BHA - TEX型滤料QP806。制 成滤筒后,其适用范围较广。有多种规格尺寸,其中 351mm660mm的过滤面积为5. 4m2。 2美国戈尔公司的GORE - TEX型滤筒是将特弗 纶PTFE薄膜粘合在聚酯基料上,经过预涂、 热定型、 压 光等处理后,具有多孔、 透气、 坚固、 表面光滑、 排水性强 等,其清灰效果非常好。制成滤筒后,外形尺寸为 351mm711mm ,过滤面积为5. 0m2。其分级效率见表 2。 表2 GORE- TEX型滤筒分级效率 粉尘粒径μ m 过滤效率 0. 10～0. 1299. 715 515 0. 12～0. 1599. 827 156 0. 15～0. 2099. 937 851 0. 20～0. 2599. 985 558 0. 25～0. 3599. 996 890 0. 35～0. 4599. 999 825 0. 45以上100. 000 000 3美国唐纳森公司的Torit - Tex型滤筒基材用压 光的合成聚酯纤维,平均直径为14μm ,表层为特弗纶 PTFE薄膜,由直径为0. 2μm的纤维构成,能将粉尘阻 挡在 薄 膜 之 外。对0. 5μm的 粉 尘 过 滤 效 率 可 达 99. 999 。其光滑的疏水性能,使潮湿的、 吸湿性的以及 聚结性的粉尘容易清除。可以用水清洗,不用干燥便可 安装使用。制成滤筒后,外形尺寸为 351mm711mm , 过滤面积为5. 0m2,最大工作温度为82℃。 3. 4 摺式滤筒Pulse - Pleat 美国BHA公司研究了袋式除尘器和滤筒式除尘器 61 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 表3 不同滤材的滤筒性能指标 滤筒材质 直径 mm 高度 mm 滤料 过滤效率 对0. 5μm粉尘 过滤风速 m/ min 最高工作温度 ℃ 适用尘源其它 纸质 滤筒 351660、711 天然纤维或与合 成纤维混合组成 η≥99. 99 0. 3～0. 665粉尘含量较低 不可用水洗, 压力损失较大 聚酯滤筒351660、711聚酯无纺粘合η≥99. 99 0. 6～1. 282粉尘含量较高 不可用水洗, 压力损失较小 复膜滤筒351660、711 膨胀微孔聚四氟 乙烯薄膜与聚酯η≥99. 999 1. 0～2. 082～135粉尘含量较高 可用水洗,压 力损失较小 摺式滤筒 126、146、 157 550、1 050、 1 450、2 050 膨胀微孔聚四氟乙烯 薄膜与聚酯无纺粘合 η≥99. 99 1. 0～2. 482～135粉尘含量较高 可用水洗,压力损失较 小,抗机械磨损性较强 的优缺点以后开发了摺式滤筒除尘器。这种滤筒有滤袋 的外形,产品有直径126、146和157mm 3种,长度有 550、1 050、1 450和2 050mm 4种。滤筒的安装方式有 顶装式和底装式2种,它有下列特点①摺式滤筒垂直 安装,且滤料能大幅度伸缩,将积尘抖掉,清灰效果较好; ② 摺式滤筒的摺距大,摺顶角大,粉尘不易堵塞在夹缝 内,易清灰;③ 摺式滤筒在箱体断面积相同时相应过滤面 积大;④ 摺式滤筒对粉尘的抗磨损、 抗撞击的性能较好。 不同滤材的滤筒性能指标对比见表3。 4 烟草行业使用的经验教训 宁波卷烟厂使用滤筒式除尘器,用于卷接包系统已 有3～4年了,正常使用的时间较长,滤筒损坏数量较少。 他们使用的成功经验是滤筒一般使用1个月左右,此时 其表面积灰过多,阻力增大,另外准备一套备件滤筒,用 来调换除尘器内的全部滤筒,将换下来的滤筒进行清理、 备用。这样能保持除尘器内滤筒积灰不多,过滤性能良 好,但更换滤筒过于频繁,操作工人工作量较大。 上海卷烟厂1996年将美国TDC公司的CX22型经 济滤筒应用于梗丝线,使用后发现滤筒摺缝内塞满了粉 尘,无法用脉冲清灰的方法反吹出来。由于粉尘堵塞摺 缝,使除尘器阻力大增,不得不将滤筒取出,人工敲拍清 灰,造成二次污染。还发现个别滤筒有拳头大的空洞,这 是因为滤筒局部受潮后,在高压离心风机的作用下,将滤 料撕破,吸走,扩大成空洞。由此看来该种滤筒不适用于 梗丝线除尘。 该厂还使用唐纳森TORIT - TEX型滤筒进行梗丝 线除尘,该滤筒由于无外套筒,滤筒随着压缩空气的喷吹 而鼓胀,清灰效果较好,使用1年的滤网阻力基本保持在 100mmH2O之内,使用情况良好,后由于滤网与端盖接 口处脱裂由于该滤筒无外套筒,不断鼓胀收缩停止使 用。 上海卷烟厂1998年初将美国毕威公司的BHA聚酯 滤筒应用于全厂集中除尘系统,该系统的特点是所输送 的气体含尘浓度较高,而滤筒的阻力损失比较稳定。目 前使用情况良好,从这段时间来看,该产品较适合含尘浓 度较高的系统。 上海卷烟厂于1998年7月将美国戈尔公司的 GORE - TEX滤筒应用于卷接包风力送丝系统,该滤筒 使用至今,阻力基本稳定在100mmH2O以内,该滤筒的 一个最显著特点是压缩空气脉冲喷吹压力较低,为2. 5 kg/cm2左右,目前正在跟踪试验,若其阻力能继续保持 稳定,则该产品不失为一个节能产品。 美国唐纳森公司自1991年将滤筒式除尘器销售给 卷烟厂以来,先后有十几家卷烟厂购买过唐纳森公司的 产品,其使用效果是良好的,所以在全国卷烟厂中,竞相 采用滤筒式除尘器。有些厂家制作了国产滤筒式除尘 器,以节约投资和扩大新产品的使用范围。由于厂家的 生产和技术能力不尽相同,有些产品的性能和质量还不 能满足卷烟厂较高的生产需要。 国内卷烟厂90年代初购买的唐纳森滤筒式除尘器, 多数用Ultra - Web型滤筒。这种纸质复膜滤筒,摺很 密,夹角仅3. 7,粉尘易夹在缝中,脉冲清灰效果不够理 想,不得不定期将滤筒取出来,由人工清灰或机械转动喷 吹清灰,维护工作量较大。还有一些厂家使用TDC公司 的CX型纸质滤筒或国产纸质滤筒,其使用效果比唐纳 森的滤筒差得多。这2种纸质滤筒只能用在无油无水的 含尘气体系统,有的卷烟厂将滤筒式除尘器用在打叶制 丝车间,使用效果不好,甚至无法使用。 BHA公司的新产品摺式滤筒就是总结唐纳森式滤 筒和滤袋的特点而开发的。这种摺式滤筒和戈尔公司的 产品目前在国内烟草行业正处于试用推广阶段。 5 展望 过滤式除尘的全过程,包括从用户现场工况条件,到 所采用除尘器型号、 规格及滤筒选用,甚至操作管理等, 是一个系统工程。除尘器运行故障最直观的是粉尘排放 超标,滤筒破损。滤筒破损必将导致除尘器的失效,但其 原因绝非仅仅限于滤筒本身。滤筒式除尘器是以捕集粉 尘为目的,由诸多个相互制约的部件构成,又须适应特定 条件的一个整体。只有各部件间相互配合得当,与工作 条件如温度、 浓度、 粒度分布、 粘滞性、 磨损性等相适应, 合理选择滤筒的类型、 规格、 清灰等工作方式,并配有可 靠的控制与保护装置,才可能获得高效、 低阻、 节能、 最小 维护量和最长滤筒使用寿命的效果,带来技术经济效益。 最近国家烟草专卖局已经着手制定卷烟厂所用除尘 器的行业标准,用以规范除尘器的制作和选用。随着除 尘器的规范和滤筒制作成本的降低,加上行业内各厂对 环境保护认识的逐步提高,对维护管理的重视,滤筒式除 尘器在烟草行业必将会继续使用和发展。 71 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. 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