一、应用背景
煤化工行业在生产过程中会产生大量的粉尘和有害气体。例如,在煤炭的破碎、筛分、输送等环节,会产生煤尘;在炼焦过程中,会有焦粉产生;在煤气化过程中,除了粉尘还会夹杂着一些高温的气化飞灰等。这些颗粒物如果直接排放到大气中,不仅会造成环境污染,还会危害人体健康。同时,对于煤化工企业内部来说,过多的粉尘也会影响设备的正常运行,增加设备的磨损和故障几率。
二、工作原理
过滤原理
袋式除尘器主要是通过滤袋来进行过滤。含尘气体进入除尘器后,粉尘在通过滤袋时,由于滤袋纤维的拦截、惯性碰撞、扩散、静电等作用,粉尘被阻挡在滤袋的外表面。而干净的气体则通过滤袋内部,经出风口排出。例如,当含尘气流冲击到滤袋纤维时,粒径较大的粉尘颗粒由于惯性作用,不能随气流绕过纤维,而直接撞击到纤维上并被捕获,这就是惯性碰撞作用。
清灰原理
随着粉尘在滤袋表面的不断积累,滤袋的阻力会逐渐增加。为了保证除尘器的正常运行,需要对滤袋进行定期清灰。常见的清灰方式有机械振动清灰、脉冲喷吹清灰等。
脉冲喷吹清灰是比较常用的方式。它是通过压缩空气产生的脉冲气流,从滤袋顶部的喷吹口瞬间高速喷入滤袋内,使滤袋急剧膨胀,引起滤袋的振动,从而使附着在滤袋外表面的粉尘层脱落。
三、应用场景
煤炭输送环节
在煤炭的皮带输送过程中,会产生扬尘。在输送带的转运点、卸料点等位置安装袋式除尘器,可以有效收集煤尘。例如,在煤矿井下的煤炭输送系统中,在转载点安装小型的袋式除尘器,能够将煤炭下落过程中产生的粉尘浓度降低 80% 以上,大大改善了井下的工作环境。
煤炭加工环节
煤炭的破碎和筛分工序会产生大量的细颗粒粉尘。在破碎机和筛分机的进出料口、设备本体等位置设置袋式除尘器,可以对产生的粉尘进行高效捕集。在一些大型的煤炭洗选厂,通过在破碎车间和筛分车间安装袋式除尘器,粉尘排放浓度能够达到国家环保标准规定的 10mg/m³ 以下。
炼焦环节
在炼焦过程中,焦炉装煤、出焦等操作会产生大量的焦粉和烟尘。在焦炉炉顶和焦侧设置袋式除尘器,可以有效收集这些污染物。例如,现代的大型焦炉,配套的袋式除尘系统能够将装煤和出焦过程中的烟尘捕集效率提高到 95% 以上,减少了对周边环境的污染。
煤气化环节
煤气化产生的高温飞灰和粉尘可以通过耐高温的袋式除尘器进行处理。在气化炉下游的粗煤气冷却和净化系统中,袋式除尘器能够将大部分的飞灰颗粒去除,保证后续工艺设备的正常运行,同时减少飞灰中的有害物质排放。
四、优势
除尘效率高
袋式除尘器的除尘效率一般可以达到 99% 以上,对于微小颗粒的粉尘也有很好的捕集效果。例如,对于粒径在 0.1 - 1μm 的粉尘,通过合理选择滤袋材质和过滤风速,也能达到较高的去除效率。
适应性强
可以处理不同性质的粉尘,包括煤尘、焦粉、飞灰等。同时,能够适应不同的工况条件,如高温、高湿度、高浓度粉尘等环境。在煤气化过程中的高温飞灰处理,通过选用耐高温的滤袋材料(如玻璃纤维等),可以在 260℃以上的高温环境下正常工作。
操作简单
袋式除尘器的运行和维护相对简单。设备的自动化程度较高,通过控制清灰周期、过滤风速等参数,就可以保证设备的稳定运行。而且,设备的故障点相对较少,在正常的维护保养下,能够长时间稳定工作。
五、局限性和应对措施
局限性
滤袋容易堵塞。如果粉尘湿度较大或者粘性较强,就容易在滤袋表面形成堵塞,影响过滤效果和通风量。另外,滤袋的使用寿命有限,在处理高温、高腐蚀性的粉尘时,滤袋可能会被损坏,需要定期更换,增加了运行成本。
应对措施
对于滤袋堵塞的问题,可以通过对含尘气体进行预处理,如增加除湿设备、对粘性粉尘进行团聚处理等方式来解决。对于滤袋的损坏问题,一方面要选择合适的滤袋材质,另一方面要加强对进入除尘器的气体的温度和成分监测,确保其在滤袋的耐受范围内。同时,建立合理的滤袋更换计划,根据滤袋的使用情况和预计寿命,及时更换滤袋。