TMC新型高效濾筒式除塵器技術(shù)及應(yīng)用

何宏濤，唐 群

（合肥水泥研究設(shè)計(jì)院，合肥 230051）

TMC新型高效濾筒式除塵器技術(shù)及應(yīng)用

何宏濤，唐 群

（合肥水泥研究設(shè)計(jì)院，合肥 230051）

介紹了國(guó)內(nèi)外對(duì)濾筒式除塵器的研究、應(yīng)用現(xiàn)狀及TMC濾筒式除塵器的結(jié)構(gòu)、工作原理、性能特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；通過(guò)對(duì)兩個(gè)應(yīng)用案例進(jìn)行介紹，認(rèn)為濾筒式除塵器具有較好的市場(chǎng)前景。

濾筒式除塵器;濾筒;脈沖清灰;應(yīng)用

隨著社會(huì)工業(yè)的發(fā)展，嚴(yán)重影響人類生產(chǎn)和生活的粉塵污染物排放量逐年增長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了極大的影響。目前，用于工業(yè)除塵凈化的高效除塵器主要有電除塵器和袋式除塵器兩種，并已得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。隨著各國(guó)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高及公眾環(huán)境質(zhì)量意識(shí)的提高，袋式除塵器的應(yīng)用范圍和市場(chǎng)份額將逐漸增加，屬于袋式除塵器范疇的濾筒式除塵器，因其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)也倍受研究機(jī)構(gòu)和用戶的關(guān)注。

1 濾筒式除塵器在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用概況

濾筒式除塵器是20世紀(jì)80年代由美國(guó)唐納森公司在袋式除塵器的基礎(chǔ)上生產(chǎn)的一種新型除塵器，其采用新型濾筒替代傳統(tǒng)的濾袋和籠架式過(guò)濾元件，使其具有效率高、阻力低、安裝簡(jiǎn)便、維護(hù)管理簡(jiǎn)單、體積小、單位體積過(guò)濾面積大、結(jié)構(gòu)緊湊、更換濾筒方便、高性能等優(yōu)點(diǎn)。目前，濾筒式除塵器在各個(gè)行業(yè)都有普遍的應(yīng)用，具有廣闊的發(fā)展前景。國(guó)外在濾筒式除塵器研究開發(fā)方面比較著名的公司有：美國(guó)唐納森公司、美國(guó)畢威公司、丹麥諾迪克公司等，它們的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于我國(guó)化工、制藥、非礦、建材等工業(yè)污染物的治理。

近十多年來(lái)，我國(guó)對(duì)濾筒式除塵器的研究及應(yīng)用得到了較快發(fā)展，國(guó)內(nèi)最早使用的濾筒式除塵器主要是進(jìn)口國(guó)外產(chǎn)品或國(guó)外在我國(guó)的合資或獨(dú)資企業(yè)生產(chǎn)制造的，目前國(guó)內(nèi)從事濾筒式除塵器的研究和生產(chǎn)的機(jī)構(gòu)和企業(yè)也逐漸增多，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的濾筒式除塵器逐漸替代了進(jìn)口產(chǎn)品，應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣，除應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域外，還應(yīng)用于空氣過(guò)濾、噴砂及噴涂氣體的凈化、油霧處理、環(huán)境除塵等不同場(chǎng)合。

濾筒式除塵器雖然具有很大的優(yōu)勢(shì)，但在應(yīng)用中仍存在諸多問(wèn)題：1）濾筒與濾料存在糊袋、板結(jié)、腐蝕現(xiàn)象；2）因壓縮空氣量和壓力運(yùn)用不當(dāng)、濾筒夾角過(guò)小、脈沖閥和噴吹口位置不當(dāng)造成清灰不徹底；3）因氣流分布不均和風(fēng)速較高，導(dǎo)致除塵器進(jìn)風(fēng)口處的濾筒的高磨損，距離進(jìn)風(fēng)口處較遠(yuǎn)的濾筒反而不能得到充分利用，縮短了濾筒的使用壽命。

正因存在以上諸多的問(wèn)題，目前還有很多技術(shù)上的難點(diǎn)需要改進(jìn)，特別是濾料和清灰系統(tǒng)：1）隨著濾筒式除塵器在各個(gè)行業(yè)的不斷應(yīng)用，針對(duì)不同的工況和物料性質(zhì)就需要不同的濾料，現(xiàn)有的各種纖維、覆膜等濾料已經(jīng)不能滿足需求，因此開發(fā)新型、高效的及復(fù)合的濾料就越來(lái)越迫切；2）工業(yè)用濾筒式除塵器體積較大，濾筒也較長(zhǎng)較多，為保證整個(gè)濾筒的上、中、下部都能達(dá)到較好的清灰效果，盡量使濾筒間的相互影響最小而又不影響除塵效果，必須做好脈沖清灰系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)和安裝調(diào)試工作。

TMC新型高效濾筒式除塵器，經(jīng)過(guò)近幾年的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和應(yīng)用研究，技術(shù)和產(chǎn)品都得到了完善。本文重點(diǎn)對(duì)該濾筒式除塵器的技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)行介紹。

2 TMC濾筒式除塵器的結(jié)構(gòu)、工作原理和性能特點(diǎn)

2.1 TMC濾筒式除塵器的結(jié)構(gòu)

濾筒式除塵器由立柱、灰斗、箱體、濾筒、進(jìn)風(fēng)管、出風(fēng)管、脈沖清灰系統(tǒng)、排灰閥及電控裝置組成。根據(jù)進(jìn)風(fēng)口設(shè)置位置和方式，在灰斗或箱體的進(jìn)風(fēng)道設(shè)置導(dǎo)流板或氣流分布板等均風(fēng)預(yù)除塵裝置。根據(jù)濾筒布置方式的不同，TMC濾筒式除塵器分垂直布置和傾斜布置兩種結(jié)構(gòu)型式，濾筒垂直布置的結(jié)構(gòu)如圖1所示；濾筒傾斜布置的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 濾筒式除塵器的結(jié)構(gòu)（濾筒垂直布置）

圖2 濾筒式除塵器的結(jié)構(gòu)（濾筒傾斜布置）

濾筒式除塵器的過(guò)濾元件是濾筒。濾筒的構(gòu)造分為頂蓋、金屬框架、褶形濾料和底座等四部分。由這四部分組成的濾筒有圓形、扁形和錐形等，TMC濾筒式除塵器采用圓形濾筒。濾筒采用褶型濾料，由于采用密集型的折疊，使其過(guò)濾面積大為增加。濾筒選用合成纖維濾料和紙質(zhì)濾料兩種。按加工工藝可分為連續(xù)纖維紡粘聚酯熱壓及短纖維紡粘聚酯熱壓兩類。濾料如用于防水工況時(shí)，防水處理后的濾料其浸潤(rùn)角應(yīng)大于90°，沾水等級(jí)不低于Ⅳ級(jí)。濾料如用于防油工況時(shí)，濾料須做防油處理。聚酯非織造濾料可承受工作溫度不低于120℃。對(duì)高溫高濕等其他特殊工況，濾筒材質(zhì)結(jié)構(gòu)的選用應(yīng)滿足應(yīng)用要求。紙質(zhì)濾料可分為低透氣度和高透氣度兩類。另外還有合成纖維非織造聚四氟乙烯覆膜濾料和紙質(zhì)聚四氟乙烯覆膜濾料。濾筒濾料的選用主要考慮含工藝條件、工況溫度、含塵濃度、廢氣露點(diǎn)、粉塵和氣體性質(zhì)等因素。

脈沖清灰系統(tǒng)主要包括噴吹管、脈沖閥、氣包等。當(dāng)濾筒濾料表面積灰達(dá)到一定的厚度就要進(jìn)行清灰。當(dāng)除塵器阻力達(dá)到壓差設(shè)定值或者時(shí)間設(shè)定值時(shí)，由壓差控制儀或者時(shí)間控制儀控制相應(yīng)的電磁閥。打開處于閉合狀態(tài)的脈沖閥，壓縮空氣經(jīng)噴嘴直接噴入濾筒中心對(duì)其進(jìn)行脈沖清灰。

2.2 TMC濾筒式除塵器的工作原理

（1）過(guò)濾機(jī)理

濾筒濾料的過(guò)濾機(jī)理主要有：攔截效應(yīng)、重力效應(yīng)、慣性效應(yīng)、擴(kuò)散效應(yīng)、靜電效應(yīng)等。1）攔截效應(yīng)：濾料內(nèi)部的排列錯(cuò)綜復(fù)雜、相互交錯(cuò)，濾料的平均孔徑較小，粒徑大于濾料孔徑的顆粒無(wú)法通過(guò)濾料層間隙而被攔截。2）重力效應(yīng)：大顆粒粉塵重力較大，可能未經(jīng)過(guò)濾料而直接沉降，或者是附著濾料的顆粒由于團(tuán)聚，重力增大，受到振動(dòng)后脫離濾料。3）慣性效應(yīng)：粉體顆粒隨氣流運(yùn)動(dòng)，氣流遇障繞行，粉塵因慣性偏離氣流方向并撞到濾料層而被收集，粒子越大，慣性力越強(qiáng)，被過(guò)濾下來(lái)的可能性越大。4）擴(kuò)散效應(yīng)及靜電效應(yīng)：細(xì)小的粉塵撞到濾料層，粉塵與濾料表面間的引力使其黏在濾料上而被過(guò)濾下來(lái)，粒徑較小的顆粒要做布朗運(yùn)動(dòng)，相互碰撞，小粒徑顆粒相互碰撞或與濾料摩擦荷電，顆粒被吸引而捕集。大顆粒粉塵主要是前幾種過(guò)濾機(jī)理起主導(dǎo)主用，粒徑較小的主要是后幾種。多種過(guò)濾機(jī)理同時(shí)作用，這樣大部分粉塵將被過(guò)濾下來(lái)，除塵器的除塵效率也會(huì)較高。

（2）收塵原理

當(dāng)含塵氣體由進(jìn)風(fēng)管進(jìn)入到收塵器時(shí)，粉塵將隨著氣流經(jīng)均風(fēng)預(yù)除塵裝置后進(jìn)入箱體過(guò)濾室，含塵氣體均勻地分散到各個(gè)濾筒表面，粉塵被阻留在濾筒外側(cè)，而穿過(guò)濾筒的凈化氣體經(jīng)過(guò)濾筒上口進(jìn)入到上部或側(cè)部?jī)魵庀洌龠M(jìn)出風(fēng)管，最后通過(guò)排風(fēng)機(jī)排入大氣。積附在濾筒外側(cè)的粉塵，一部分靠自重落入灰斗中，而另一部分繼續(xù)留在濾筒外表面，并使得設(shè)備阻力逐漸升高。為保證設(shè)備阻力不超過(guò)800Pa，每隔一段時(shí)間就需要徹底清灰一次，將積附在濾筒外側(cè)的粉塵清理干凈。

（3）清灰原理

在凈氣室中，對(duì)應(yīng)著每排濾筒的上部或側(cè)部都裝有一根噴射管，其與脈沖閥及壓縮空氣主管相聯(lián)，噴射管上裝有噴嘴，每個(gè)噴嘴均對(duì)應(yīng)著一只濾筒的中心，工作中可根據(jù)含塵氣體性質(zhì)等工況在微機(jī)控制儀上設(shè)定清灰周期和噴吹時(shí)間（可以很方便地隨時(shí)調(diào)節(jié)），在除塵器工作時(shí)，微機(jī)控制儀將自動(dòng)發(fā)出命令，控制各個(gè)脈沖閥順序開啟，此時(shí)高壓空氣以極快的速度從噴嘴噴出，并通過(guò)喇叭管（文丘里管）從周圍吸引5～7倍噴出空氣量的二次氣體與之混合，然后噴進(jìn)濾筒內(nèi)，同時(shí)在瞬間產(chǎn)生由里向外的逆向氣流，將積附在濾筒外側(cè)的粉塵抖落到灰斗里。

2.3 TMC濾筒式除塵器的性能特點(diǎn)

1）由于濾料折褶成筒狀使用，使濾料布置密度大，所以除塵器結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、占地面積小、鋼耗低；2）除塵效率高，出口排放粉塵濃度低；3）濾筒長(zhǎng)度小，安裝維護(hù)方便，維修工作量小；4）結(jié)構(gòu)優(yōu)化、阻力低，節(jié)約電耗；5）能解決超細(xì)、潮濕、黏性的漂塵等除塵。

3 TMC新型高效濾筒式除塵器的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

3.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

以云南某化工廠選用濾筒式除塵器處理復(fù)合肥粉塵為例。

（1）為業(yè)主企業(yè)直接創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。該廠的處理風(fēng)量為6000m3/h，入口濃度為5g/Nm3，則每小時(shí)收集的復(fù)合肥為30kg，每年按300天工作日計(jì)算，則每年收集的復(fù)合肥為216t，如按每噸復(fù)合肥的售價(jià)為300元計(jì)算，則每年為企業(yè)直接創(chuàng)收6.48萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

（2）能為業(yè)主企業(yè)節(jié)省電耗。該廠如用濾筒式除塵器，收塵器的阻力損失為＜800Pa；如用噴吹袋收塵器，收塵器的阻力損失為1200～1500Pa，兩者選用的后排風(fēng)機(jī)的功率分別為7.5kW和11kW， 每年按300天工作日計(jì)算，粗略估算前者比后者節(jié)約電耗為2.52萬(wàn)度，如按工業(yè)電價(jià)為0.45元/度計(jì)算，則每年可為企業(yè)直接節(jié)約1.134萬(wàn)元。

（3）濾筒式除塵器體積小，占地面積小，可節(jié)約土建費(fèi)用和安裝費(fèi)用等。

（4）因?yàn)V筒式除塵器用的濾筒有的可以拆洗，這可以節(jié)約部件的更換費(fèi)用。

如除塵器的處理風(fēng)量增加或收集的物料價(jià)格高，則經(jīng)濟(jì)效益就更加可觀。

3.2 社會(huì)效益分析

（1）可有效控制工業(yè)粉塵的排放量，并能控制硫化物等有害氣體的排放；可使大氣質(zhì)量大為改善，同時(shí)可有效節(jié)約資源和能源。

（2）濾筒式除塵器技術(shù)在我國(guó)的研究及應(yīng)用，能促進(jìn)我國(guó)環(huán)保行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

（3）能促進(jìn)相關(guān)工業(yè)及行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，推動(dòng)相關(guān)事業(yè)的發(fā)展（如濾筒式除塵器可應(yīng)用在醫(yī)療垃圾及生活垃圾焚燒的廢氣處理上）。

（4）應(yīng)用于空氣過(guò)濾、環(huán)境除塵等不同場(chǎng)合，可改善環(huán)境質(zhì)量。

4 TMC濾筒式除塵器的應(yīng)用

TMC新型高效濾筒式除塵器自研制以來(lái)，主要應(yīng)用于化工、水泥和非礦等工業(yè)的粉塵治理，目前已推廣應(yīng)用于云南富瑞化工有限公司、江西星火公司等單位。該除塵器典型應(yīng)用案例的技術(shù)參數(shù)見下表。

已應(yīng)用的TMC濾筒式除塵器技術(shù)參數(shù)表

TMC新型高效濾筒式除塵器不僅可應(yīng)用于新建生產(chǎn)線，還能應(yīng)用于老廠的生產(chǎn)線和老設(shè)備的改造。該除塵器因具有過(guò)濾面積大、安裝簡(jiǎn)便、濾筒選擇性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)保達(dá)標(biāo)和工藝技術(shù)改造方面有突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）濾筒式除塵器具有除塵效率高、阻力低、安裝簡(jiǎn)便、維護(hù)管理簡(jiǎn)單、體積小等突出優(yōu)點(diǎn)，可普遍應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。但因諸多原因，部分企業(yè)生產(chǎn)的濾筒除塵器在應(yīng)用中仍存在有濾料糊袋和板結(jié)現(xiàn)象、清灰不徹底、均風(fēng)不當(dāng)和濾筒局部磨損等問(wèn)題。

（2）經(jīng)過(guò)多年的開發(fā)研究、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和應(yīng)用研究，TMC新型高效濾筒式除塵器在技術(shù)和應(yīng)用上得到了更好的發(fā)展，盡量避免了以上的諸多應(yīng)用問(wèn)題，確保了其性能優(yōu)良。

（3）TMC新型高效濾筒式除塵器因其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，具有較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

（4）TMC濾筒式除塵器具有較好的市場(chǎng)應(yīng)用前景，其不僅可應(yīng)用于化工、制藥、非礦、建材等工業(yè)的新建生產(chǎn)線，還能應(yīng)用于老廠的生產(chǎn)線和老設(shè)備的改造。

Technology and Application for TMC Precipitator with New and High Efficiency Filtering Canister

HE Hong-tao, TANG Qun
(Hefei Cement Research & Design Institute, Hefei 230051, China)

The paper presents the research, application status and the structure, operation principle, performance characteristic, economic benefits and social benefits of TMC filtering canister precipitator at home and abroad; and based on the introduction of two application cases, the paper considers that the filtering canister precipitator possess the better market prospect.

filtering canister precipitator; filtering canister; pulse dust cleaning; application

X701.2

A

1006-5377（2012）05-0024-04