袋式除尘器的原理及在熔铝炉中的应用
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摘 要：熔铝炉的燃料通常为柴油、天然气和煤气，熔铝炉在工作过程中会有大量烟气、粉尘散发出来，严重影响车间工人的操作环境、影响工人的身心健康及车间周围的环境空气质量。因此烟尘的治理至关重要。目前熔铝炉烟气治理比较切合实际的技术就是袋式除尘器。
关键词：熔铝炉；烟气治理 ；袋式除尘器
一、袋式除尘器的工作原理
含尘气体由导流管进入各单元室，在导流装置的作用下，大颗粒粉尘分离后直接进入灰斗，其余粉尘随气流均匀进入各仓室过滤区，过滤后的洁净气体透过滤袋经上箱体，提升阀、排风管排出。随着过滤工况的进行，当滤袋表面积尘达到一定厚度时，由清灰控制装置（差压或定时，手动控制）按设定程序关闭提升阀。控制当前单元离线，并打开电磁脉冲阀喷吹，抖落滤袋上的粉尘。落入灰斗中粉尘由卸灰阀排出后，利用输灰系统送出。
滤袋喷吹每个仓室轮流进行，每个仓室轮约5分钟，10个仓室轮流一次约50分钟，喷吹这个仓室，这个仓室关闭，烟气不再进入这个仓室，以防止吹下来的烟尘二次飞扬。每个仓室一排一排的喷吹，第一排吹后，间隔一段时间后再吹第二排，以此类推。
当仓室清灰完成时，PLC发出信号，卸灰阀开始排灰，同时启动振动电机，当排灰达到设定时间时，PLC发出信号，卸灰阀停止排灰，同时关闭振动电机，卸灰阀与振动电机连锁。
1）、项目概况
我公司为甘肃某铝厂6台40T燃气铝混合炉配备袋式除尘器。本项目按6台40T铝混合炉，5台工作1台备用设计。
2）、设计依据及原则
设计依据：
《中华人民共和国大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）；
《工企业设计卫生标准》 （TJ36-90）；
《采暖通风与空气调节设计规范》 （GBJ19-87）；
《袋式除尘器技术要求及验收规范》 （JB/T8471-96）；
《钢结构工程施工及验收规范》 （GB50205-86）；
厂方提供的工艺参数及相关资料：
铝混合炉数量：6套。
熔炉使用：5台同时使用，人工与机械进料。
设计原则：
系统配套设备设计及选型遵循“技术先进、经济实用”的原则；
设计合理、实用、先进、具有运行平稳、低能耗、占地面积小；
设计要做到投资省，运行费用低；
3）、设计范围及设计目标
3.1）、设计范围
3.1.1）、烟气处理工艺设计；
3.1.2）、烟气处理系统设备（含除尘装置、离心风机）。
3.2）、设计目标
3.2.1）、捕 集 率： ≥90%（目测厂房上空不见烟尘）
3.2.2）、排放浓度： ≤50mg/Nm3
4）、除尘装置设计方案
4.1）、设计规模
入除尘装置的温度
4.2）、工艺使用说明
铝混合炉除尘装置由吸尘罩、烟道、电动阀门、除尘器、风机、烟囱及电气控制等组成。铝混合炉产生的烟气与粉尘被吸尘罩收集后，经调节碟阀、进风管进入长袋低压脉冲袋式除尘器，粉尘被阻留在滤袋外，袋式除尘器收集的粉尘经卸灰阀、进入贮灰仓回收利用。
5）、系统设计
5.1）、处理风量
5.1.1）、烟气处理风量：150000m3/h
5.1.2）、烟气温度： 原始烟气温度900℃左右，除尘器入口烟气温度
5.1.3）、管道风速：≥17m/s。
5.2）、烟气温度控制
炉的烟气温度在950℃左右，为了保护滤袋并延长其使用寿命，进入除尘器的烟气温度不得超过200℃，因此在吸风口附近和除尘器前的烟气通道上各设置一测温点，测温点之间装有野风阀，用热电偶快速测量烟气温度。当温度超过240℃时，野风阀自动开启，管道内混入冷风，从而达到控制烟气温度的目的，当温度控制在180℃以下时，野风阀自动关闭。
5.3）、烟气捕集部分
在不影响工艺及工人操作的前提下，尽量罩住炉门及各个扬尘点。当除尘器工作时，罩内产生负压，而且高温烟气又具有一定的上升力，依靠吸力及上升力使产生的粉尘及烟气不断的被吸入罩内进入除尘器。为了能根据工艺需要，调节各吸尘罩的抽风量，在各吸尘点设有调节阀门。可人工控制吸尘罩的抽风量。吸尘罩的特点：
a）冶炼全过程捕集，捕集率高。
b）除尘装置工艺短流程化，系统阻力低，操作简单，维护方便
c） 烟气温度波动不会出现高温或低温现象，不烧布袋，不易结露。
5.4）、除尘部分
5.4.1）、主要特点
低压脉冲袋式除尘器是一种高效袋式除尘器，是一种高效、经济可靠、处理能力大、使用方便的除尘设备。适用于冶金、矿山、林业、化工、建材、电力、轻工、机械等行业的尘气净化与回收。其主要特点如下：
5.4.1.1）、可靠、实用
无论是用于烟尘净化还是产品收集，该除尘器具有最高的使用可靠性，维护工作和维护费用大大降低，提高了整个系统的经济性，防腐保温效果好、耐用、抗磨损。
5.4.1.2）、节能
可以净化含尘浓度为1000g/m3，只要单级系统除尘同样实现了99.99%以上的高效率。单级系统使系统获得最低的阻力损失和漏风率，能耗更低、更安全，意味着能节省更多的工作空间。
5.4.1.3）、重视气流的组织形式
除尘器本体结构阻力不能忽略，均匀的气流组织形式能显著改善这种不利影响.均匀的气流减少了对设备局部区域的冲刷，而这种冲刷是滤袋寿命短及设备磨损的重要因素。
5.4.1.4）、先进的控制技术
以PLC控制清灰，功能齐全，自动化程度高。
6）、除尘器主要技术参数
6.1）处理烟气量： 150000 m3/h
6.2）总过滤面积： 3300 m2
6.3）正常运行时过滤风速： 0.81 m/min
6.4）离线清灰时过滤风速： 0.9 m/min
6.5）烟气温度： 200～240℃
6.6）设备阻力： ≤1400Pa
6.7）出口排放浓度： 50mg/Nm3
6.8）清灰方式： 离线脉冲清灰
6.9）滤袋数量： 1000条
6.10）滤袋规格： φ160×6000mm
6.11）滤袋材质： FMS针刺毡，耐温240℃
6.12）电磁脉冲阀数量： 100个
6.13）电磁脉冲阀规格： 3″
6.14）压缩空气压力： 0.4～0.6 MPa
6.15）提升阀气缸数量： 10个
6.16）提升阀气缸规格： 180×500mm
6.17）排灰阀： 300×300mm（电机功率：1.1kw）
6.18）排灰阀： 300×300mm（数量：10个）
6.19）振打电机功率： 0.75kw
6.20）振打电机数量： 10个
6.21）布置形式： 双列布置
7）、除尘器介绍：
7.1）、 脉冲除尘器由滤袋装置，导流装置，脉冲清灰装置，排灰系统，控制系统，箱体，滤袋保护系统等部分组成。
7.2）、该设备按双列布置，每列设5个仓室，以缩短除尘器长度，便于布置，每个仓室设一个灰斗，详见附图。
7.3）、滤袋装置
由滤袋和滤袋框架组成。滤袋靠缝在口袋上的弹性涨圈固定在花板上，其密封性好，拆装方便，滤袋框架被支撑在花版上，不另设压紧装置，使结构大为简化，使安装和更换滤袋更加方便。滤袋为φ160×6000mm，标准规格，材质采用FMS针刺毡，耐温240℃，滤袋使用寿命保证18个月。每个仓室有110条滤袋，设11排、10列。
7.4）、导流装置
采用国际上先进的进风方式，设计了独特的烟气分配装置，目的在于合理分配含尘气体，并可对大直径颗粒进行分离，避免含尘气体冲涮滤袋，进一步提高整个除尘装置的效率，提高滤袋使用寿命。
7.5）、脉冲清灰装置
由电磁脉冲阀，气包，喷吹管组，支架，提升阀，压缩空气系统等组成。在每排滤袋上部设有一个压缩空气喷嘴管和一个电磁脉冲阀。电磁脉冲阀直径为3″，每个仓室10个，共100个。
压缩空气系统由供气管路，气动三连件，调压阀，油水分离器等组成。需向除尘器提供两种压力的压缩空气，反吹用的压缩空气：压力为0.15-0.25MPa。厂区管网来的压缩空气需经油水分离器净化，调压阀减压后，再进入气包。提升阀用的压缩空气：压力为0.4-0.6MPa。需经过气动三连件后，再进入气缸。
7.6）、排灰系统
由振打电机，手动插板阀，密封捅灰门等组成。灰头的锥角设为65°，确保灰尘具有好的流动性。手动插板阀用于卸灰阀维修更换时使用。振打电机，密封捅灰门主要解决排灰口粉尘搭桥问题。
三、结束语
袋式除尘器技术成熟，种类繁多，性能各有千秋。对于熔铝炉烟尘治理，应选用耐热、防腐、低阻高效、经济实用、维护简便的袋式除尘器。■