一、选型原则
袋式除尘器的滤料一般根据含尘气体的性质、粉尘的性质以及除尘器的清灰方式来选择。选择时应遵循以下原则:
⑴滤料的性能应满足生产条件和除尘工艺的一般条件和特殊要求,如气体和粉尘的温度、pH值以及是否有爆炸危险等。
(2)在上述前提下,应尽可能选择使用寿命长的过滤材料,因为使用寿命长不仅可以节省运行成本,而且可以满足长期气体排放标准的要求。
(3)选择过滤材料时,对各种过滤材料进行分类比较,不宜采用所谓“好的”过滤材料来适应各种工况。
⑷从气体性质、粉尘性质和清灰方法等方面,掌握主要影响因素选择滤料,如高温气体、可燃性粉尘等。
⑸ 选择过滤材料时,应经济地比较各种因素。
2、根据含尘气体性质选择
⑴ 气体温度
含尘气体温度是选择过滤材料的重要因素。130℃以下的含尘气体通常称为常温气体,130℃以上的含尘气体称为高温气体,因此滤料可分为两类,即130℃以下的常温滤料°C及130°C以上的高温过滤材料。因此,应根据烟气温度选择合适的过滤材料。也有人将130℃至200℃称为中温气体,但过滤材料多为高温型。
滤料的耐温性能有“连续长期使用温度”和“瞬时短时温度”两种:“连续长期使用温度”是指在滤料可以使用并连续运行,应在此温度下选择滤料;“瞬间短时温度”是指滤材每天不允许超过10分钟的高温。如果时间太长,滤材会老化或软化变形。
⑵ 气体湿度
含尘气体根据相对湿度分为三种状态:相对湿度低于30%时为干燥气体;相对湿度在30%~80%之间为正常;当相对湿度大于80%时,为高湿气体。对于高湿气体,当处于高温状态时,特别是含尘气体中含有SO3时,气体冷却时会发生凝结。这不仅会弄脏、堵塞滤袋表面,还会腐蚀结构材料,因此需特别注意。对于湿气体,选择过滤材料时应注意以下几点:
①湿气使滤袋表面捕集的粉尘湿润、粘结,特别是吸水、潮解、潮湿的粉尘,会造成滤袋粘连。因此,应选择表面光滑、纤维长、易于清洗的尼龙、玻璃纤维滤材,并宜用硅油、氟碳树脂浸渍滤材,或在滤材上使用丙烯酸、聚四氟乙烯等物质。对滤材表面进行处理。
②高温高湿同时存在时,滤料的耐温性能会受到影响,特别是尼龙、聚酯、酰亚胺等水解稳定性差的材料,应尽量避免。
③对于湿气体,除尘滤袋设计时宜采用圆形滤袋,尽量不采用形状复杂、排列紧凑的扁平滤袋和菱形滤袋。
④除尘器内含尘气体的入口温度应高于气体的露点温度。
(3)气体的化学性质
各种窑炉和化工行业的废气中往往含有酸、碱、氧化剂、有机溶剂等多种化学成分,并且常常受到温度、湿度等多种因素的影响。因此,过滤材料的选择应慎重考虑。
聚酯纤维在常温下具有良好的机械性能和耐酸碱性能,但对水和空气非常敏感,容易发生水解,使其强度大大降低。为此,聚酯纤维在干燥烟气中的长期运行温度低于130℃,但在高水分烟气中,其长期运行温度只能降至60-80℃;Nomex纤维具有良好的耐温性、耐化学性,但在高湿烟气中,其耐温性会从204℃降低至150℃。Nomex纤维比聚酯纤维具有更好的耐温性,但在高温条件下的耐化学性较差。聚苯硫醚纤维具有良好的耐高温和耐酸碱腐蚀的性能,适用于燃煤烟气除尘,但其抗氧化能力较差:聚酰亚胺虽然可以弥补其不足,但其水解稳定性不太理想。作为“塑料之王”,聚四氟乙烯纤维具有最好的耐化学性,但价格较贵。
选择过滤材料时,必须根据含尘气体的化学成分,掌握主要因素,综合考虑。
3、根据粉尘性质选择
⑴ 灰尘的水分和粘性
粉尘的润湿性和润湿性是通过粉尘颗粒之间形成的毛细管作用来完成的,与粉尘的原子链、表面状态和液体的表面张力等因素有关,可用润湿角来表征;通常低于60℃称为亲水性,高于90℃为疏水性。当吸湿性粉尘的湿度增大时,颗粒的内聚力和粘性力增大,流动性和带电性相应降低。它们粘附在滤袋表面,时间一长,除尘失败。尘饼压实。
有些粉尘中含有CaO、CaCl、KCl、MgCl2、Na2CO3等,吸湿后发生进一步的化学反应,其性质和形态发生变化,称为潮解。潮解性粉尘粘附在滤袋表面,这是袋式除尘器的大忌。
对于潮湿、易潮解的粉尘,在选择滤料时,应注意滤料的光滑性、不起毛性和拒水性。
对于粘附性较强的粉尘,应选用表面烧毛、压光、镜面处理的针刺毡滤料,并充分利用浸渍、涂层、覆膜等技术。
⑵ 粉尘的可燃性和带电性
某些粉尘在一定浓度状态下,在空气中遇到火花就会燃烧或爆炸。粉尘燃烧或爆炸的火源通常是由摩擦火花、静电火花、热颗粒等引起,其中带电性危害很大,因此对于易燃易带电粉尘,如:煤粉、焦粉、氧化铝等粉、镁粉等,宜选用阻燃滤料和抗静电滤料。
抗静电滤料是指在滤料纤维中混入导电纤维,使滤料在经向或纬向具有导电性。
⑶ 粉尘的流动和摩擦
当粉尘的流动和摩擦力较强时,会直接磨损滤袋,降低使用寿命。粉尘的磨蚀性与风速的2-3次方和粉尘粒径的1.5次方成正比。因此,必须严格控制风速及其均匀性。常见粉尘中,铝粉、硅粉、焦粉、烧结粉、烧结矿粉等均属于磨蚀性较强的粉尘。对于磨蚀性粉尘,应选择耐磨性好的过滤材料。
4、根据除尘器的清洗方式选择
袋式除尘器的清灰方式是选择滤料结构的另一个重要因素。对于不同清灰方式的袋式除尘器,由于清灰能量和滤袋变形特性的差异,应选用不同结构型式的过滤材料。
⑴ 机械振动袋式除尘器
过滤材料应选择薄、光滑、质地柔软的,有利于传递振动波,并在过滤表面形成足够的振动力。
⑵ 分室反吹袋式除尘器
应选择质地较软、不易变形、尺寸稳定的薄型过滤材料。
⑶ 振动反吹式袋式除尘器
应选择底布增强、尺寸稳定的薄型针刺毡。
⑷ 旋转反吹式布袋除尘器
反吹袋式除尘器应采用比较柔软、结构稳定、耐磨性好的滤料,优先采用中厚针刺毡滤料。
⑸ 脉冲喷吹布袋除尘器
应选择厚实、耐磨、拉力强的滤料,如化纤针刺毡或压缩毡滤料。单位面积质量为:500~650g/m2。