布袋除尘器也称为过滤式除尘器,是一种干式高效除尘器,它是利用纤维编制物制作的袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的除尘装置。其作用原理是尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用与纤维碰撞而被拦截。细微的尘粒(粒径为1μm或更小)则受气体分子冲击(布朗运动)不断改变着运动方向,由于纤维间的空隙小于气体分子布朗运动的自由路径,尘粒便与纤维碰撞接触而被分离出来。其工作过程与滤料的编织方法、纤维的密度及粉尘的扩散、惯性、遮挡、重力和静电作用等因素及其清灰方法有关。滤布材料是布袋除尘器的关键,性能良好的滤布,除特定的致密度和透气性外,还应有良好的耐腐蚀性、耐热性及较高的机械强度。耐热性能良好的纤维,其耐热度目前已可达到250~350℃。

脉冲反吹布袋除尘器原理,含尘气体从袋式除尘器人口进人后,通过烟气分配装置均匀分配进人滤袋,当含尘气体穿过滤袋时,粉尘即被吸附在滤料上,而被净化的气体则从滤袋内排除。当吸附在滤料上的粉尘达到一定厚度时,电磁阀开启,喷吹空气从滤袋出口处自上而下与气体排除的相反方向进人滤袋,将吸附在滤袋外表面的粉尘清落至下面的灰斗中。
首先要确定清灰方式。现有清灰方式主要分为机械振动型、烟气反吹型和脉冲喷吹型3种,脉冲喷吹还分为高压脉冲和低压脉冲,喷吹压力分别在0.4-0.6MPa及0.1-0.2MPa。脉冲喷吹是现有大型布袋除尘器的主流方式和发展趋势,具有喷吹效果好、设备运行可靠、除尘效率高、阻力小等优点。旋转脉冲喷吹以脉冲阀数量少,运行可靠,因脉冲阀故障而影响清灰、除尘的概率低为优点,是近年来大量使用的方式,但其缺点是旋转机构复杂,安装要求高,有一定的磨损,要定期维护。采用净化烟气喷吹也是较好的选择,因不用空压机或罗茨风机,运行电耗降低,而喷吹烟气含氧量明显低于压缩空气,有利于滤料使用寿命。
为防止烟尘中的焦油钻结除尘布袋,另外还设有预喷涂装置。预喷涂装置主要有贮灰仓、高压罗茨风机及管道等组成。将从拦焦除尘系统收集下来的焦粉作为预涂料,用真空压送罐车送入预喷涂料仓内,在每次清灰作业结束,下一炉装煤时含尘气体进入除尘器前,先用高压罗茨风机将焦粉通过预喷涂装置送入除尘器入口管道,并使其均匀涂在滤袋外层,成为初始保护层,以防止焦油钻结布袋。
为防止气体中的可燃成分增多引起的爆炸对设备造成的破坏,在除尘器每个仓室设一个泄爆阀,当产生爆炸,仓室内压力瞬间上升至5000Pa时,泄爆膜片被涨破,仓室迅速泄压,从而达到设备泄爆的目的。
带燃烧、洗涤功能的湿式装煤除尘系统是基于20世纪80年代的技术发展水平,它主要是考虑到烟气中的焦油会对干式除尘设备形成钻结,导致除尘器的失效,同时也考虑到爆炸等其他因素。尽管湿式除尘系统也具有较高的除尘效率根据定期连续监测,湿式除尘系统排放烟气中的实际含尘质量浓度基本能控制在35mg/m³以下,满足环保的要求。但是它的能耗非常高,对节能不利。此外,湿式除尘系统还存在严重的设备、管道的腐蚀问题。根据对二期焦炉装煤除尘系统改造前后的对比,两种除尘方式的差异。
装煤干式布袋除尘系统除具有更高的除尘效率,可降低排放烟气中的含尘浓度,减少系统设备的腐蚀外,其最主要的特点是可以极大地降低系统的装机容量,减少系统的能源消耗,提高环保设施的运行经济性。当然,干式除尘系统在消除烟气中的微量有害物质方面无能为力,这是它的一个不足。
气布比即指单位面积滤料处理的烟气量,主要由粉尘粒径组成、烟气湿度和烟气含尘浓度确定,清灰方式、滤料对其也有所影响。其取值影响到除尘器的造价、滤料使用寿命、清灰频次、运行阻力等。澳洲的气布比通常为1.08~1.32m/min;内蒙丰泰脉冲反吹的为1.13m/min,内蒙丰镇烟气反吹的为0.83^-0.91m/min。
滤料选择是布袋除尘器设计中重要的一环,直接与除尘效果有关。滤料由合成纤维、玻璃纤维等织成,根据需要把滤布缝成圆筒或扁平形滤袋。所用滤料要适应锅炉烟气条件及组分,并要适应一定的极限条件,如烟温、氧量等。
滤料要具有耐腐蚀性和耐久性。其中耐温性是关键,要适应烟气温度,适应温度场各点的变化。耐氧化性也要关注,如PP较易氧化,Ryton较好,PTEE最佳,但价格也很高。国内用的较多的是PPS,耐温可达190℃,耐腐蚀性好,但是当含氧量大于15%后,耐氧化性较差。
滤料的选择还要适应清灰方式,选用低压脉冲时除尘器布袋重量为400^450g/㎡,透气率为150-250L/d㎡·min。
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