Proyecto de graduación del recolector de polvo de bolsas
Como equipo eficiente de eliminación de polvo, el colector de polvo de bolsa se ha utilizado ampliamente en diversos sectores industriales. En los últimos años, con el desarrollo de la economía nacional y los requisitos de protección ambiental cada vez más estrictos, la producción de los recolectores de polvo en bolsas ha experimentado un crecimiento considerable y sus variedades también han aumentado. Por lo tanto, seleccionar racionalmente los parámetros básicos del colector de polvo de bolsa en el trabajo de diseño y diseñar correctamente el sistema de eliminación de polvo no solo juega un papel importante en el control de la contaminación y la protección del medio ambiente, sino que también mejora la capacidad del equipo para manejar gases que contienen polvo. reducir la inversión en equipos y, por lo tanto, reducir los costos del proyecto también tiene una importancia económica extremadamente importante. Este artículo intenta discutir dos problemas comúnmente encontrados en la práctica de diseño de sistemas de eliminación de polvo con bolsas desde una perspectiva de diseño y combinados con la práctica laboral del autor.
1. Problema de la velocidad del viento de filtración
La selección de la velocidad del viento de filtración juega un papel clave para garantizar el efecto de eliminación de polvo, determinando las especificaciones del colector de polvo y el espacio del piso, e incluso el total. inversión del sistema. En los últimos años, en el diseño de sistemas de eliminación de polvo para proyectos de ingeniería, la selección de la velocidad del viento de filtración se ha vuelto cada vez más baja. Las razones pueden ser:
(1) Algunos diseñadores creen que la velocidad del viento de filtración debería. ser menor puede mejorar la eficiencia de eliminación de polvo, mejorar la capacidad de limpieza de polvo, extender el ciclo de limpieza de polvo, extendiendo así la vida útil de la bolsa de filtro;
(2) En el pasado, alguna literatura o. las monografías enfatizan que la velocidad del viento de filtración no debe ser demasiado alta para evitar una mayor resistencia y los costos operativos aumentan;
(3) La velocidad del viento de filtración especificada en la eliminación de polvo con bolsas domésticas actuales (excepto la eliminación de polvo con bolsas pequeñas). unidades) muestras de productos es en su mayoría inferior a 2,5 m/min, y el más común es el rango de 1,0~1,5 m/min, para bolsas grandes, es inferior a 1,0 m/min, incluso para los colectores de polvo de bolsa de pulso que utilizan aire comprimido para soplar. polvo, la velocidad del viento de filtración más alta es de solo aproximadamente 3,0 m/min, y es relativamente raro que supere los 4 m/min. Por lo tanto, a menudo es fácil para los diseñadores determinar el área de filtración reduciendo la velocidad del viento de filtración recomendada en las muestras de productos en un valor determinado, lo que da como resultado un valor de velocidad del viento de filtración bajo.
Con base en las razones anteriores, hay una gran cantidad de casos en los que la velocidad del viento de filtración se reduce entre 0,1 y 0,25 m/min en el trabajo de diseño.
Cabe decir que las razones anteriores no son descabelladas. Sin embargo, si la velocidad del viento de filtración se reduce fácilmente, incluso si el valor absoluto de la reducción es pequeño, como 0,1 ~ 0,25 m/min, el área del filtro aumentará en aproximadamente 10, y la inversión en equipo también aumentará en casi 10. Cuanto mayor sea el volumen de aire a procesar, mayor será la inversión. Mayor será la huella del equipo. Obviamente, esto es antieconómico; además, no es apropiado considerar las razones anteriores de forma aislada.
Entonces, ¿cómo seleccionar correctamente la velocidad del viento de filtración? De hecho, esta es una tarea más complicada, que está estrechamente relacionada con la naturaleza del polvo, la concentración inicial del gas que contiene polvo y el tipo. del material del filtro y el método de limpieza. Sin embargo, desde una perspectiva de diseño, también debería ser posible abordar las principales cuestiones para el análisis. Esto se debe a que actualmente hay relativamente pocos tipos de materiales de filtro y métodos de limpieza de polvo disponibles para productos domésticos y, en consecuencia, los materiales de filtro y los métodos de limpieza de polvo son fáciles de determinar en cuanto a la concentración de polvo inicial, además de la información proporcionada por el fabricante; proceso, o mediante medición real Obtener datos de primera mano o determinar en base a la experiencia del diseñador. Es decir, los tres factores que afectan la velocidad del viento de filtración: la concentración de polvo, el material del filtro y el método de limpieza del polvo son relativamente fáciles de determinar de manera razonable.
Por lo tanto, el autor cree que la clave para seleccionar correctamente la velocidad del viento de filtración es, primero, comprender las propiedades del polvo y los gases que contienen polvo y, en segundo lugar, comprender y comprender correctamente los tres factores de la velocidad del viento de filtración. y la eficiencia de eliminación de polvo, la resistencia a la filtración y el rendimiento de limpieza del polvo entre ellos.
En cuanto a las propiedades del polvo y del gas que contiene polvo, se deben dominar al máximo los siguientes puntos.
Primero, necesitamos comprender la distribución del tamaño de las partículas del polvo. El tamaño de partícula del polvo es su característica básica. Es un agregado compuesto por partículas de varios tamaños. No basta con utilizar el tamaño promedio de partícula para caracterizar este agregado.
En segundo lugar, debemos comprender la viscosidad del polvo. La pegajosidad es una propiedad de atracción mutua entre polvos o entre el polvo y las moléculas de la superficie. Para los colectores de polvo de bolsa, el impacto de la viscosidad es más prominente, porque la eficiencia de eliminación de polvo y la resistencia a la filtración dependen en gran medida de la capacidad de eliminar el polvo del material del filtro.
En tercer lugar, se debe aclarar la densidad aparente o gravedad específica de acumulación del polvo, es decir, el peso del polvo por unidad de volumen. El volumen unitario incluye el volumen de las propias partículas de polvo, el volumen de aire adsorbido en la superficie de las partículas de polvo, los microporos de las propias partículas de polvo y los espacios entre las partículas de polvo. Comprender la densidad aparente del polvo es de gran importancia para la ventilación y la eliminación del polvo, porque está estrechamente relacionada con el rendimiento de la limpieza del polvo.
En cuarto lugar, se deben aclarar las propiedades físicas y químicas del gas que contiene polvo, como la temperatura, el contenido de humedad, la composición química y las propiedades. La determinación de estos parámetros está directa e indirectamente relacionada con la selección de medidas adicionales de tratamiento de eliminación de polvo y la velocidad del viento de filtración. Si algún gas que contiene polvo contiene componentes químicos como cloruro, el cloruro generalmente es fácil de "absorber la humedad". Si no se toman medidas adicionales, puede provocar "bolsas atascadas".
Debe admitirse que es objetivamente difícil recopilar los cuatro aspectos de datos anteriores de manera integral y precisa basándose en la práctica de diseño actual de mi país. Sin embargo, como diseñador, al menos deberías tener un conocimiento cualitativo del mismo.
La relación entre la velocidad del viento de filtración y la eficiencia de eliminación de polvo, la resistencia de filtración y el rendimiento de limpieza de polvo se puede analizar desde los siguientes tres aspectos.
Primero, la eficiencia en la eliminación del polvo. Sabemos que en términos del mecanismo de eliminación de polvo, existen efectos de inercia (incluidas colisión e intercepción) y efectos de difusión. En términos del tamaño de las partículas de polvo, según la teoría de Friediander, la eficiencia de eliminación de polvo de una sola fibra del material filtrante es >
Número;
dF——diámetro de fibra única;
dp——tamaño de las partículas de polvo;
VS——velocidad del viento de filtración.
Se puede ver en la fórmula anterior que si dp es polvo por debajo de 1 μm, se puede capturar eficazmente con la ayuda del efecto de difusión, y reducir adecuadamente VS puede mejorar la eficiencia de eliminación de polvo η si dp; es polvo dentro de 5 ~ 15 μm, con la ayuda de El efecto de inercia se puede capturar de manera efectiva, y aumentar VS puede aumentar eta. La práctica ha demostrado que para el humo y el polvo en general, aumentar la velocidad del viento de filtración VS tiene poco efecto sobre la eficiencia de eliminación de polvo eta.
En segundo lugar, la resistencia del filtro. La resistencia de la filtración aumenta con la cantidad de polvo en el material del filtro. Los diferentes materiales del filtro tienen diferentes capacidades de retención de polvo por unidad de área del material del filtro. Sin embargo, desde una perspectiva de ingeniería, la diferencia debe ser pequeña. Tamaño de las partículas de polvo. La carga de retención de polvo del material es de 300~1000 g/m2 para polvo grueso con partículas grandes y de 100~300 g/m2 para polvo fino. A principios de la década de 1980, hubo una monografía en China que introdujo datos medidos sobre la relación entre el volumen de filtración de polvo, la velocidad del viento de filtración y la resistencia a la filtración del polvo de cemento, como se muestra en la Tabla 1.
Se puede ver en los datos de la tabla anterior: cuando el volumen de filtración de polvo es constante, la velocidad del viento de filtración aumenta 1 veces y la resistencia aumenta entre 25 y 50 veces; la velocidad aumenta 2 veces, el aumento de la resistencia es inferior a 80 y la velocidad del viento de filtración cuanto menor es, menor es el porcentaje de aumento de la resistencia, a la inversa, cuando el volumen de filtración de polvo es constante y la velocidad del viento de filtración se reduce en uno; tiempo, la resistencia se reducirá en menos del 30%. Se puede ver que el aumento o disminución de la velocidad del viento de filtración no es directamente proporcional al aumento o disminución de la resistencia de filtración. No es apropiado simplemente reducir la velocidad del viento de filtración para lograr el propósito de reducir la resistencia de filtración y así reducir los costos operativos.
En tercer lugar, en términos de rendimiento de limpieza del polvo. El rendimiento de la limpieza del polvo está estrechamente relacionado con las propiedades del polvo, es decir, viscosidad, tamaño de partícula y densidad aparente. El polvo tiene alta viscosidad, tamaño de partícula pequeño y densidad aparente pequeña, lo que dificulta su limpieza. La velocidad del viento de filtración debe ser menor, y viceversa. Algunas personas en China han realizado experimentos para polvo fino y suave en polvo de talco, en todas las condiciones de trabajo, solo se necesita una limpieza de retrolavado, la resistencia de la bolsa del filtro se puede restaurar a su valor original y el polvo secundario se elimina casi por completo. La bolsa de filtro se regenera bien y la proporción de volumen de aire de retrolavado solo necesita 25 ~ 30. Sin embargo, para el polvo viscoso ultrafino de óxido de hierro, generalmente se requieren múltiples limpiezas de retrolavado consecutivas para reducir efectivamente la resistencia de la bolsa de filtro, y es difícil. para volver al valor original. La relación de volumen de aire de retorno es tan alta como 50 ~ 70. Esto demuestra que para un determinado colector de polvo de bolsa, el rendimiento de la limpieza del polvo depende principalmente de las propiedades del polvo y del gas que lo contiene. No todo el polvo se puede mejorar mientras la velocidad del viento de filtración sea menor.
Además, cuando se determina el material del filtro, reducir la velocidad del viento de filtración puede extender el ciclo de limpieza, pero la vida útil de la bolsa filtrante no depende completamente del ciclo de limpieza.
Porque cuando se determina una determinada velocidad del viento de filtración, la velocidad del viento de filtración también es diferente en diferentes lugares de la bolsa filtrante. Experimentos realizados en el extranjero han demostrado que la velocidad de filtración local en una bolsa filtrante puede diferir hasta 4 veces o incluso más. ¡más de 4 veces!
En resumen, se puede concluir que reducir ciegamente la velocidad del viento de filtración no puede garantizar completamente la mejora de la eficiencia de eliminación de polvo, ni necesariamente puede reducir la resistencia de filtración en consecuencia, y también puede causar pérdidas económicas innecesarias. Sólo después de comprender completamente la naturaleza del polvo y las características del sistema, comprender correctamente la relación entre la velocidad del viento de filtración y la eficiencia de eliminación de polvo, la resistencia de filtración y el rendimiento de limpieza de polvo, y tener una comprensión clara de la combinación de ambos, será posible determinar razonablemente la velocidad del viento.
2. Problema de presión de aire de retrolavado del colector de polvo con bolsa de retrolavado atmosférico
Existen muchos fabricantes y modelos nacionales de colectores de polvo con bolsa de retrolavado atmosférico, y este equipo también se utiliza en proyectos importados en el extranjero. Bastantes. El aire utilizado para la limpieza por retrolavado puede tomarse de la atmósfera o del "gas de combustión" purificado por este equipo. Este tipo de colector de polvo se usa ampliamente por sus ventajas de mantenimiento y administración simples y tamaño reducido cuando se trata de un gran flujo de gas que contiene polvo. Sin embargo, en los últimos años, a través de algunas investigaciones y mediciones de campo, hemos descubierto que algunos diseñadores no consideran a fondo la presión del viento del polvo que sopla hacia atrás. Algunos incluso no se dan cuenta de que el aire que sopla hacia atrás debe considerarse seriamente al diseñar la atmósfera. sistemas de eliminación de polvo con bolsa de soplado hacia atrás, por lo tanto, poco después de su puesta en funcionamiento, la acumulación de polvo en la bolsa de filtro no se limpió de manera efectiva, lo que provocó que la resistencia de la bolsa de filtro aumentara cuando la acumulación de polvo alcanzó un cierto espesor. el efecto de retrolavado fue casi nulo, lo que provocó que el recolector de polvo no funcionara correctamente. Una gran cantidad de polvo se escapa del punto de recolección de polvo. Es más, cuando se enfrentan a estos problemas en el sitio, algunos diseñadores no identifican cuidadosamente los problemas en el diseño del sistema, sino que simplemente aumentan la potencia del motor del ventilador para aumentar la presión del viento, aumentando así en vano el consumo de energía y la contaminación acústica.
Una vez, el autor realizó mediciones in situ del sistema de granallado y eliminación de polvo de una fábrica en Xi'an. La fábrica utiliza el colector de polvo de retrolavado de bolsa plana horizontal HBF-XIV/II en el sistema, con un área de filtración de 420 m2. El diagrama esquemático del sistema se muestra en la Figura 1.
En este sistema, el diseñador partió del principio de reducir la resistencia de la tubería del sistema de eliminación de polvo tanto como fuera posible. La resistencia calculada de la tubería antes de la entrada del colector de polvo fue de 800 Pa, y la calculada. La concentración de polvo inicial fue de 30 g/m3. La medida real es de 27,8 g/m3, utilizando una eliminación de polvo de dos etapas en una cámara de sedimentación y una bolsa de tela. Se selecciona el ventilador G4-73-11No10D, el volumen de aire es 61 600. ~33 100 m3/h, y la presión del viento es 2296~3 237 Pa. A juzgar por las propiedades del polvo y del gas que contiene polvo, la configuración del sistema es razonable y los resultados de las mediciones se muestran en la Tabla 2.
Se puede ver en los valores medidos en la Figura 1 y la Tabla 2 que para este sistema, la resistencia de la bolsa de filtro cae ligeramente después de la limpieza del polvo cuando el recolector de polvo vuelve a soplar. Limpie el polvo, la presión del aire de retrolavado es de solo 736 ~ A 834 Pa, en realidad es igual a la presión total en la entrada del colector de polvo.
Según el conocimiento general, la resistencia de la tubería frente al colector de polvo debe ser lo más pequeña posible, pero para los sistemas que utilizan colectores de polvo de retrolavado atmosférico, este conocimiento no es completo.
Como se muestra en la Figura 2, al limpiar el polvo en el recolector de polvo de la bolsa de retrosoplado, primero cierre la válvula de salida M de la cámara de la bolsa de filtro y abra la válvula del tubo de retrosoplado N. Dado que la otra Las cámaras están bajo presión negativa, la atmósfera pasa a través de la tubería de aire de retrolavado ingresa a la sala de la bolsa de filtro para la limpieza de retrolavado. El gas limpio y el gas que contiene polvo ingresan juntos a la habitación adyacente y se purifican antes de ser descargados. Por lo tanto, la diferencia de presión entre la presión en la confluencia del gas que contiene polvo y el aire de retrolavado (punto A en la Figura 2) y el punto inicial C del sistema de tuberías frente al colector de polvo (es decir, la boca del colector de polvo ) debe ser numéricamente igual a la presión en el punto A. La diferencia de presión con la entrada del tubo de aire de retorno (punto B en la Figura 2), y la diferencia de presión entre el punto A y el punto B es básicamente el aire de retorno presión. Por lo tanto, si la resistencia total de la tubería frente a la entrada del recolector de polvo es menor que la resistencia total de la tubería de aire de retroexpulsión (incluida la tubería de aire de retroexpulsión, las válvulas y una capa de bolsas de filtro), entonces: el volumen de aire de retorno disminuirá y la presión del aire de retorno disminuirá, o ocurrirá lo contrario. El aire de soplado no puede penetrar la bolsa del filtro que necesita ser limpiada. Obviamente, la reducción del volumen de aire de retorno significa que se reduce la intensidad del aire de retorno que penetra en la bolsa de filtro.
Durante la medición in situ, se descubrió que la presión de aire de retrolavado del sistema era demasiado pequeña y los tiempos de limpieza del polvo no podían ser demasiado frecuentes. Por lo tanto, poco después de que el sistema se pusiera en funcionamiento, la acumulación de polvo en la bolsa del filtro se volvió cada vez más espesa y el efecto de retrolavado fue cada vez peor, lo que provocó que la resistencia del sistema aumentara, el volumen de aire en el punto de succión de polvo se redujera y una gran cantidad de polvo no escapara. La concentración de polvo en el lugar de trabajo no sólo supera con creces los estándares de salud, sino que también causa una grave contaminación ambiental durante el raspado.
Para el mismo colector de polvo con bolsa de soplado por retroceso de presión negativa, cuando la presión del aire de soplado por retorno cumple con los requisitos, el sistema limpiará el polvo suavemente, funcionará normalmente y el efecto de eliminación de polvo será bastante bueno. Los datos de medición reales del autor del sistema de secado de asfalto y del sistema de descarga del silo de una fábrica en Guiyang ilustran plenamente este punto. Para estos dos sistemas de eliminación de polvo, la selección del equipo generalmente es adecuada según la naturaleza del polvo y las características del sistema. Consulte la Tabla 3 para obtener más detalles.
Se puede ver en los datos de la Tabla 3 que para el sistema de secado de asfalto, la presión del aire de retrolavado es de aproximadamente 3000 Pa; para el sistema de descarga del silo, el valor es de aproximadamente 2140 Pa. Obviamente, este valor es bastante alto, por lo que el efecto de limpieza del polvo de los dos sistemas es muy sobresaliente.
A través de los datos medidos y el análisis anteriores, se puede ver que el sistema de eliminación de polvo que utiliza un recolector de polvo con bolsa de soplado hacia atrás debe garantizar que la resistencia de la tubería frente al recolector de polvo alcance un cierto valor. al diseñar, y este valor debe ser mayor que la tubería de retrosoplado (la suma de la resistencia (incluida la válvula) y la resistencia de una capa de bolsas de filtro. Por supuesto, es extremadamente indeseable aumentar artificialmente la resistencia de la tubería delante del colector de polvo en el sistema de eliminación de polvo para aumentar la presión del aire de retrolavado, o aumentar intencionalmente la presión del aire del ventilador del sistema, aumentando así el consumo innecesario de energía. Esto también pierde el significado original de elegir un recolector de polvo con bolsa de soplado hacia atrás.