反吹风清灰在整个滤袋上的气流分布比较均匀。振动不剧烈、故过滤袋的损伤较小。反吹风清灰多采用长滤袋(4~12m)。由于清灰强度平稳,过滤风速一般为0.6~1.2m/min,且多是采用停风离线清灰方式。
采用高压气流反吹清灰,如回转反吹袋式除尘器清灰方式在过滤工作状态下进行清灰也可以得到较好的清灰效果,但需另设中压或高压风机。这种方式可采用较高的过滤风速。
1.2 反吹风清灰机理分析
对反吹风清灰,曼得雷卡.A.C研究认为,滤袋上没有压密实的粉尘层的脱落阻力不大。对于中位径为1μm、密度为6×103kg/m3的粉尘层,其阻力仅有50Pa。然而,气流压力并不是作用在粉尘层整个面积上,而是只作用在开孔的地方,因此,为使粉尘脱落就需要在过滤布上施加更高的反吹压力。滤材的孔隙率越高,使粉尘层脱开所需的余压越低,其清灰达到阻力下降程度越高。对每种滤布都有反吹清灰的最大流速,再超越该数值并不能明显地增加粉尘的脱离,而只能引起多余能耗。
如果掌握滤布的孔隙率ε,则反吹风的速度可按下式决定。
(1)
式中ωcb--反吹速度,m/min;
k—系数,对织造布取1.6~20。
按佩萨霍夫.И.Л所给数据,对于过滤布孔隙的反吹流速达到0.033m/s(即 ≈2m/min)已足够。柔性滤布在反吹风时总要发生变形,它会引起粉尘积层的移动并助长它脱落。因此反吹清灰时一般耗费的压差值不高。如果滤袋内所收集的粉尘的中位径为3~15μm 、压力差为500~1000Pa 即可。反吹时,由于变形,滤袋出现瘪缩,袋上出现摺皱,其直径缩小(见图2)。被压瘪的滤袋应力为
(2)
式中l --支撑环之间的长度,m。
做某些简化后,滤袋的变曲距离(挠度)为
(3)
(4)
式中 q´--每1m滤袋的压力负荷,N;
Gn—滤袋拉力,N。
图2 处在反吹风中的滤袋
在反吹过程中,滤袋的收瘪不应导致袋径大量缩减和出现大的褶皱,以免影响吹清气体的流动和粉尘正常剥落。为此,滤袋都装有横推支撑环,用于增加滤袋拉力和限制喷吹气流压力。
支撑环沿滤袋长度不按平均距离布置,而是在上部按5~6个袋径从袋顶算起布置定位,并相互间隔;到滤袋顶部,其距离缩短为2~3倍袋径。这种布置是为了在反吹清灰时,清灰用的逆向气流能自由流通。例如,对直径为296mm的长型滤袋,(袋长一般为10m),其支撑环的距离分配自上而下分别为(1800±10)mm、(1500±10)mm、(1200±10)mm、(900±10)mm、(700±10)mm等。
为限制滤袋内外压差,喷吹阀通常采用比排气管更小的直径。有时候除尘器装配有减振阀,以保证在清灰过程中滤袋上维持最佳压降。
如果在反吹过程中出现粉尘的剥离脱落不均匀,则在滤袋变形大和积存的粉尘粒径粗的局部地方粉尘会先行脱落,喷吹气体的主体质量也就会立即乘虚集中于此处,而在其他地方的粉尘层却积贮依旧。所以,这种清灰不算有效清灰。只有全部滤袋上都能清除的好的清灰才是有效清灰。
从粉尘的分散度和质量看,粉尘在滤袋上沿高度的分布是不均匀的。最粗的组分沉降在滤袋的下部和中间部分,而最细的、难以分离的组分在上部(见图3)。
图3 粉尘分散组分沿滤袋高度H的分布
试验证明,过滤周期开始阶段的净化效率在很大意义上取决于清灰程度。清灰后的阻力降为270~230Pa时,在开始3min内从滤袋层透出的含尘浓度高达清灰前的7倍之多;之后,粉尘的穿透量才渐趋降低,如图4所示。本试验是用d50=8μm的石英粉尘对涤纶滤布所做试验。
反吹风的持续时间取决于滤袋长度和粉尘沉降时间,对于 8~10m长的滤袋,应有20~25s,而对长度较小的滤袋可以降至10~15s。过长时间的反吹将不会沉降余留阻力,而只会增加能耗和粉尘穿透率。
在某些情况下,为了改善微细尘部分的分离效果并降低反吹空气耗量,将反吹过程安排为间歇式的,中间有1~2次中断,每段反吹持续4~6s。由于滤布的补充变形,粉尘的脱落状况能得到一定的改善,图5表示了因反吹次数而变的阻力。反吹次数超过2次以后,对阻力下降的影响就渐趋减弱。所以,间歇只设计1~2次即可。
图5 反吹清灰后阻力(按%计)与反吹重复次数的关系