TMC新型高效濾筒式除塵器技術及應用

何宏濤，唐 群

（合肥水泥研究設計院，合肥 230051）

TMC新型高效濾筒式除塵器技術及應用

何宏濤，唐 群

（合肥水泥研究設計院，合肥 230051）

介紹了國內外對濾筒式除塵器的研究、應用現狀及TMC濾筒式除塵器的結構、工作原理、性能特點、經濟效益和社會效益；通過對兩個應用案例進行介紹，認為濾筒式除塵器具有較好的市場前景。

濾筒式除塵器;濾筒;脈沖清灰;應用

隨著社會工業的發展，嚴重影響人類生產和生活的粉塵污染物排放量逐年增長，對環境產生了極大的影響。目前，用于工業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，并已得到廣泛的應用和發展。隨著各國環保標準的提高及公眾環境質量意識的提高，袋式除塵器的應用范圍和市場份額將逐漸增加，屬于袋式除塵器范疇的濾筒式除塵器，因其獨特的優點也倍受研究機構和用戶的關注。

1 濾筒式除塵器在國內外的應用概況

濾筒式除塵器是20世紀80年代由美國唐納森公司在袋式除塵器的基礎上生產的一種新型除塵器，其采用新型濾筒替代傳統的濾袋和籠架式過濾元件，使其具有效率高、阻力低、安裝簡便、維護管理簡單、體積小、單位體積過濾面積大、結構緊湊、更換濾筒方便、高性能等優點。目前，濾筒式除塵器在各個行業都有普遍的應用，具有廣闊的發展前景。國外在濾筒式除塵器研究開發方面比較著名的公司有：美國唐納森公司、美國畢威公司、丹麥諾迪克公司等，它們的產品廣泛應用于我國化工、制藥、非礦、建材等工業污染物的治理。

近十多年來，我國對濾筒式除塵器的研究及應用得到了較快發展，國內最早使用的濾筒式除塵器主要是進口國外產品或國外在我國的合資或獨資企業生產制造的，目前國內從事濾筒式除塵器的研究和生產的機構和企業也逐漸增多，國內生產的濾筒式除塵器逐漸替代了進口產品，應用領域也越來越廣，除應用于工業領域外，還應用于空氣過濾、噴砂及噴涂氣體的凈化、油霧處理、環境除塵等不同場合。

濾筒式除塵器雖然具有很大的優勢，但在應用中仍存在諸多問題：1）濾筒與濾料存在糊袋、板結、腐蝕現象；2）因壓縮空氣量和壓力運用不當、濾筒夾角過小、脈沖閥和噴吹口位置不當造成清灰不徹底；3）因氣流分布不均和風速較高，導致除塵器進風口處的濾筒的高磨損，距離進風口處較遠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題，目前還有很多技術上的難點需要改進，特別是濾料和清灰系統：1）隨著濾筒式除塵器在各個行業的不斷應用，針對不同的工況和物料性質就需要不同的濾料，現有的各種纖維、覆膜等濾料已經不能滿足需求，因此開發新型、高效的及復合的濾料就越來越迫切；2）工業用濾筒式除塵器體積較大，濾筒也較長較多，為保證整個濾筒的上、中、下部都能達到較好的清灰效果，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的開發設計和安裝調試工作。

TMC新型高效濾筒式除塵器，經過近幾年的結構優化和應用研究，技術和產品都得到了完善。本文重點對該濾筒式除塵器的技術及應用進行介紹。

2 TMC濾筒式除塵器的結構、工作原理和性能特點

2.1 TMC濾筒式除塵器的結構

濾筒式除塵器由立柱、灰斗、箱體、濾筒、進風管、出風管、脈沖清灰系統、排灰閥及電控裝置組成。根據進風口設置位置和方式，在灰斗或箱體的進風道設置導流板或氣流分布板等均風預除塵裝置。根據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構型式，濾筒垂直布置的結構如圖1所示；濾筒傾斜布置的結構如圖2所示。

圖1 濾筒式除塵器的結構（濾筒垂直布置）

圖2 濾筒式除塵器的結構（濾筒傾斜布置）

濾筒式除塵器的過濾元件是濾筒。濾筒的構造分為頂蓋、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，使其過濾面積大為增加。濾筒選用合成纖維濾料和紙質濾料兩種。按加工工藝可分為連續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，防水處理后的濾料其浸潤角應大于90°，沾水等級不低于Ⅳ級。濾料如用于防油工況時，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℃。對高溫高濕等其他特殊工況，濾筒材質結構的選用應滿足應用要求。紙質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、粉塵和氣體性質等因素。

脈沖清灰系統主要包括噴吹管、脈沖閥、氣包等。當濾筒濾料表面積灰達到一定的厚度就要進行清灰。當除塵器阻力達到壓差設定值或者時間設定值時，由壓差控制儀或者時間控制儀控制相應的電磁閥。打開處于閉合狀態的脈沖閥，壓縮空氣經噴嘴直接噴入濾筒中心對其進行脈沖清灰。

2.2 TMC濾筒式除塵器的工作原理

（1）過濾機理

濾筒濾料的過濾機理主要有：攔截效應、重力效應、慣性效應、擴散效應、靜電效應等。1）攔截效應：濾料內部的排列錯綜復雜、相互交錯，濾料的平均孔徑較小，粒徑大于濾料孔徑的顆粒無法通過濾料層間隙而被攔截。2）重力效應：大顆粒粉塵重力較大，可能未經過濾料而直接沉降，或者是附著濾料的顆粒由于團聚，重力增大，受到振動后脫離濾料。3）慣性效應：粉體顆粒隨氣流運動，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，被過濾下來的可能性越大。4）擴散效應及靜電效應：細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濾下來，粒徑較小的顆粒要做布朗運動，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濾機理起主導主用，粒徑較小的主要是后幾種。多種過濾機理同時作用，這樣大部分粉塵將被過濾下來，除塵器的除塵效率也會較高。

（2）收塵原理

當含塵氣體由進風管進入到收塵器時，粉塵將隨著氣流經均風預除塵裝置后進入箱體過濾室，含塵氣體均勻地分散到各個濾筒表面，粉塵被阻留在濾筒外側，而穿過濾筒的凈化氣體經過濾筒上口進入到上部或側部凈氣箱，再進出風管，最后通過排風機排入大氣。積附在濾筒外側的粉塵，一部分靠自重落入灰斗中，而另一部分繼續留在濾筒外表面，并使得設備阻力逐漸升高。為保證設備阻力不超過800Pa，每隔一段時間就需要徹底清灰一次，將積附在濾筒外側的粉塵清理干凈。

（3）清灰原理

在凈氣室中，對應著每排濾筒的上部或側部都裝有一根噴射管，其與脈沖閥及壓縮空氣主管相聯，噴射管上裝有噴嘴，每個噴嘴均對應著一只濾筒的中心，工作中可根據含塵氣體性質等工況在微機控制儀上設定清灰周期和噴吹時間（可以很方便地隨時調節），在除塵器工作時，微機控制儀將自動發出命令，控制各個脈沖閥順序開啟，此時高壓空氣以極快的速度從噴嘴噴出，并通過喇叭管（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，然后噴進濾筒內，同時在瞬間產生由里向外的逆向氣流，將積附在濾筒外側的粉塵抖落到灰斗里。

2.3 TMC濾筒式除塵器的性能特點

1）由于濾料折褶成筒狀使用，使濾料布置密度大，所以除塵器結構緊湊、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）濾筒長度小，安裝維護方便，維修工作量小；4）結構優化、阻力低，節約電耗；5）能解決超細、潮濕、黏性的漂塵等除塵。

3 TMC新型高效濾筒式除塵器的經濟效益和社會效益

3.1 經濟效益分析

以云南某化工廠選用濾筒式除塵器處理復合肥粉塵為例。

（1）為業主企業直接創造經濟效益。該廠的處理風量為6000m3/h，入口濃度為5g/Nm3，則每小時收集的復合肥為30kg，每年按300天工作日計算，則每年收集的復合肥為216t，如按每噸復合肥的售價為300元計算，則每年為企業直接創收6.48萬元，經濟效益可觀。

（2）能為業主企業節省電耗。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，兩者選用的后排風機的功率分別為7.5kW和11kW， 每年按300天工作日計算，粗略估算前者比后者節約電耗為2.52萬度，如按工業電價為0.45元/度計算，則每年可為企業直接節約1.134萬元。

（3）濾筒式除塵器體積小，占地面積小，可節約土建費用和安裝費用等。

（4）因濾筒式除塵器用的濾筒有的可以拆洗，這可以節約部件的更換費用。

如除塵器的處理風量增加或收集的物料價格高，則經濟效益就更加可觀。

3.2 社會效益分析

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

（2）濾筒式除塵器技術在我國的研究及應用，能促進我國環保行業的技術進步和環保產業的發展。

（3）能促進相關工業及行業的技術進步，推動相關事業的發展（如濾筒式除塵器可應用在醫療垃圾及生活垃圾焚燒的廢氣處理上）。

（4）應用于空氣過濾、環境除塵等不同場合，可改善環境質量。

4 TMC濾筒式除塵器的應用

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

已應用的TMC濾筒式除塵器技術參數表

TMC新型高效濾筒式除塵器不僅可應用于新建生產線，還能應用于老廠的生產線和老設備的改造。該除塵器因具有過濾面積大、安裝簡便、濾筒選擇性強等優點，在環保達標和工藝技術改造方面有突出的應用優勢。

5 結語

（1）濾筒式除塵器具有除塵效率高、阻力低、安裝簡便、維護管理簡單、體積小等突出優點，可普遍應用于各個行業。但因諸多原因，部分企業生產的濾筒除塵器在應用中仍存在有濾料糊袋和板結現象、清灰不徹底、均風不當和濾筒局部磨損等問題。

（2）經過多年的開發研究、結構優化和應用研究，TMC新型高效濾筒式除塵器在技術和應用上得到了更好的發展，盡量避免了以上的諸多應用問題，確保了其性能優良。

（3）TMC新型高效濾筒式除塵器因其獨特的優點，具有較好的經濟和社會效益。

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

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