除尘滤袋在喷雾干燥塔上作用

更新时间：2017-11-22 09:20

在生产陶瓷地砖的喷雾干燥塔工序中，传统的除尘方法是采用旋风除尘器除尘，但是该除尘方法的效果不彻底。近年来由于清洁生产和节能减排的需要，各企业在此基础上增加使用了袋式除尘器。旋风除尘器用作粗滤，袋式除尘器用作细滤，二者双管齐下。虽然投入增加了，但减少了喷雾干燥塔对大气层的粉尘排放量，同时能够使可用粉尘回收再利用，起到了一举两得的效果。

袋式除尘器工作原理与说明：
袋式除尘器采用涤纶针剌毡滤料作为过滤材料（滤芯），透气性能强，除尘效率高。将其制作成一个个由金属骨架包裹的圆柱状中空的滤气组件（俗称布袋），把数个滤气组件（图1为三件）装进一个特制的箱体内，简称为气箱脉冲袋，如图1所示。而袋式除尘器是由多个这样的气箱脉冲袋组成。
气箱脉冲袋除尘器，采用反吹除尘法，不仅能净化一般的含尘硫气体，还能处理入口浓度达1300g/Nm3的含尘气体。烟气中所含的水蒸气由于其温度较高，在100℃左右，初呈气态；从喷雾塔出来后，温度有所降低，冷凝成水滴附在烟气中的尘粒上，呈现雾状；进入气箱脉冲袋除尘器时尘粒即被捕集下来。
除尘清灰工作过程为：以一个袋为例，含尘气体由进口处直接进入气箱的袋室；由于有负压风机的引力驱动作用，含尘气体由外及里，自下而上，克服阻力，穿越滤芯到达上部箱体；粉尘就会被阻挡在滤器组件之外，小的颗粒被吸附在滤芯的表面，大的颗粒直接掉到下面的灰斗中；经过过滤后的含有微尘的气体在脉冲提升阀处汇集，之后从出风口排出，此时便是干净的气体。这个工作过程如图1中的过滤状态所示，过滤状态就是对含尘气体进行除尘。当过滤工作达到一定时间（或阻力达到预先设定值），清灰过程开始。其工作过程为：控制器发出信号，使脉冲提升阀关闭，阻断排气；压缩空气脉冲阀开启，以大于0.5MPa的压缩空气经脉冲阀喷入净气室；并迅速膨胀入滤袋内，并产生振动作用，清除滤袋外侧表面上的粉尘，粉尘掉落到灰斗，如图1中的清灰状态所示。这个动作完成后（大约6～15s），压缩空气脉冲阀关闭，提升阀重新打开，该箱室的滤袋重新回到过滤状态。
喷雾塔的尾气中含有大量的粉尘和SO2等废气，经过旋风除尘和布袋除尘后的烟气的粉尘量可降到40mg/m3以下，比之前的8000mg/m3降低了两个数量级，效果非常明显。除下来的粉尘都是陶泥粉，可以回收利用。
本文中袋式除尘器由18个气箱脉冲袋组成。气箱脉冲袋需要定期清除滤芯表面的粉尘，防止堵塞。清灰时采用分箱（袋）清灰的方式，逐箱隔离、轮流进行，逐一按要求进行清灰直至后一个箱室清灰完毕，此为一个清灰周期。除尘器的脉冲喷吹宽度和清灰周期，是由清灰程序控制器自动控制连续进行，从而保证了清灰的效果。

控制系统设计：
在清灰过程中，气箱脉冲袋的提升脉冲阀和喷气脉冲阀的动作要密切配合。其动作流程是：先关断提升脉冲阀，再打开喷气脉冲阀；几秒之后进行压力检测；然后关断喷气脉冲阀，后打开提升脉冲阀。系统输出信号，通过电磁阀来关断或开启这些脉冲阀，控制每个气箱脉冲袋的清灰过程。如此众多的输出口，笔者通过阵列的方式，简化输出口的数量，通过增加软件指令的措施来实现输出口的控制，并且其功能不会减少，如图2所示。
在本系统中采用西门子可编程控制器S7-226外带一个扩展模块EM223，其中KA1～KA18是控制1～18号脉冲提升阀的中继，KA19～KA36是控制1～18号脉冲喷气阀的中继，这些都不可缺省。这36个中继如果用36个输出口来驱动，势必繁多。由于本文采用轮流清灰的工作特点，因此18个脉冲提升阀任何时候只有一个动作，18个脉冲喷气阀任何时候也只有一个动作，现只用Q1.0～Q3.3中的18个输出口，利用阵列即可实现对36个输出口的驱动。例如：如果要实现2号喷气阀KA20动作，只要程序中同时输出Q1.0和Q3.2就可以了。指令如下：
在本系统的设计过程中，考虑到要自动检测每个袋的工作状况，特别是要检测布袋是否破损或者堵塞，因此需要PLC设定检测输入口。当布袋有破损时，在压缩空气喷气数秒之内，压力下降太快，用压力表可检测出它的压力会明显降低；压力过低，压力表输出一个检测信号（如KL）给PLC，进行报警并指示，以便及时处理。而在压缩空气喷气数秒之内检测压力过高，则表示布袋被粉尘堵塞，压力下降太慢，过滤性能差了，压力表也会输出一个检测信号（如KH）给PLC，进行报警并指示，以便及时处理。如此众多的输入接口，须进行简化处理。如图3所示：本设计只需要有I3.2、I3.3和I3.6、I3.7及I4.4、I4.5这六个输入点，即可实现18个袋的超低压和超高压的共36个输入反馈信号。例如：5号袋发生破裂，当清灰喷气后，压力降低过快，压力表设定的低限动作；输入模块的输入点I3.3可以通过KA5和KL5串联回路，捕获到此故障状态；并用程序软件区分出来，由此产生的报警信号可以通过人机界面显示。

结论：
通过对控制系统的简化措施，笔者成功地设计并制作了袋式除尘器的控制应用系统。不仅节省了硬件的开销，而且提高了系统的工作可靠性和稳定性，取得了明显的经济效果。

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