布袋除尘器除尘过程及过滤问题

上世纪80年代以来，随着改革开放，我国工业硅生产和出口大幅度地增长，1993年我国工业硅实际产量已经超过15万t，生产能力已达到45万t，生产厂家有300个。

工业硅生产过程中，烟尘对环境污染是相当严重的(主要是粉尘)。烟尘主要是无定型二氧 化硅，大部分粉尘的直径为0. 01~0. 1μm，白度40~50，浅灰色。这部分粉尘占93一。粉尘的特性是密度低、细而轻、吸湿性差、胶结性能好、不易沉降。然而这部分微硅粉资源没有充分利用全部被高空排放。这种微硅粉尘在空气中的扩散能力较强，不易捕集，所以对环境的污染严重。

微硅粉尘是一种优良的工业添加剂。被广泛应用于建筑，冶金和保温材料中。尤其用微硅粉尘和水泥配制的混合砂浆，可节省水泥，强度提高。另外微硅粉还可以配制成硅酸钾肥及熔点高、热温性能好的耐火材料。

因此，目前工业硅电炉(包括其他行业的矿热电炉)的烟气净化愈来愈受到各级环保部门及生产厂家的重视。我院曾作过某硅铝合金厂烟气净化设计工作。

电炉在生产过程中产生的大量高温烟气。烟气 净化系统未开前烟气是通过电炉上方的集气罩及烟 囱排放到室外空气中。烟气净化系统启动后，先将 烟囱(也可称为放空管)的阀门关闭，烟气通过管道 首入预除尘器中，预除尘器的主要作用使烟气 中的火星(花)及粗粉(颗)粒先被分离出来，以避免 损坏滤袋及对主风机的磨损，同时也了微硅粉处理的质量。

预除尘器是一个介于重力除尘器和旋风除尘器之间的设备，烟气在环形室中加速并在较窄的垂直狭槽中旋转、分离。粗颗粒被分离出来后通过该设备下部的排料阀装入料袋中。

烟气经过预除尘器后进入风机室的主离心通风机。其轴承座有水冷却装置，主排风机为并联安装，每台主排风机入口有调解阀(启动阀)，风机出口有蝶阀，用以各台风机相互不受影响。

主离心通风机将含尘烟气送入布袋除尘器进行净化。该设备为正压操作，共分10个除尘单元(室)，每个除尘室底部均有储灰斗。含尘烟气从灰斗侧上部装有阀门控制的进风口进气，含尘烟气进入灰斗后经上部花板及布袋进行过滤。

布袋为圆柱形，其材质是经过处理的玻璃纤维，这种纤维表面敷有一层膨化的聚四氟乙稀（PTFE)薄膜，这层薄膜可地防止灰尘渗透到纤维中，布袋使用过程中清灰又很容易完成。因此滤袋的压降总能保持恒定，并具有良好的气布比。采用这种的滤袋来设计本工程烟气净化除尘设备的过滤面积，差不多是按普通玻纤布袋除尘器的一半。

传统的普通玻纤布袋在除尘过程中，细微粉尘不断地在纤维中沉积，而清灰时又不能地予以。因此布袋的压降不断上升，为降低除尘系统的阻力，就频繁地进行清灰。布袋胀一缩一胀一缩次数增加，从而使布袋损坏较快，运行费用增加。普通玻纤布袋使用寿命一般2~4年，而使用聚四氟乙稀薄膜玻纤布袋可达6一10年。

布袋的长度为10m，直径0. 292m，每隔2m有一个不锈钢支撑环，被缝制在滤袋周围。当滤袋清灰缩瘪时支撑布袋不粘合，使粉尘抖落到灰仓里。运行时支撑环起到保持布袋呈圆柱形状态，使粉尘过滤顺利进行。布袋根部(底部)与灰斗上部花板上的短管用管卡固定，布袋顶部用管卡固定在顶盖上，顶盖上有细铁链将其垂直拉紧，固定在除尘器上部的框架上。

除尘器在运行中，烟气中的粉尘在布袋内表面不断地被吸附。经布袋过滤后的洁净气体，从除尘器顶部大型屋顶式自然通风帽排到大气中。此时，排放到室外的含尘浓度小于20 mg/m³。

由于布袋内表面粉尘吸附，导至阻力逐渐上升。当达到数值时，布袋需要清灰。此时某一灰斗进风口阀门关闭的同时，反向吸风口开启，烟尘停止进入，反吸风机开始运行。干净空气从滤袋外侧进入布袋内，滤袋内侧的粉尘顺着反向气流落入灰斗内。滤袋清灰后，进风口阀门重新打开的同时，反吸风口关闭，此时该灰斗(一单元除尘室)又进入正常运行中。灰斗内的粉尘经灰斗下部螺旋输送机及回转阀 送入除尘器底部的水平链式输送机中。水平链式输 送机再将粉尘转送到另一斜式链式输送机中，由此输送机将粉尘送入粉尘处理装置的储仓内。

粉尘处理装置是将微硅粉进行增大密度的设备(也称之为加密装置)。储仓顶部设有自动运行的小型除尘器。仓内装有料位测量和控制装置、料仓底部连接增密设备、自动运行的阀门和流化分配装置。经流化分配装置后，增密或未增密的硅粉通过流量控制阀和气动阀分别进入大袋成品包装系统及散装系统。

粉尘处理装置从储仓顶部进料和增密是自动连续运行的。即进储仓的是象香烟灰一样细的硅粉尘（0.15~0.2 t/m³)，仓下流出的是比重提高到0. 5~0. 6 t/m³，直径约0. 5一1.0mm的圆颗粒硅粉球团，至此整个系统完成了烟气净化回收工艺。

大袋成品包装系统由包装机和缓冲仓组成。缓冲仓安装了料位传感器以防止物料过满，包装机配有带起动器的控制盘和控制运行的设备。控制装置也对秤量进行监控，包装袋由工人放到装填位置。包装后硅粉袋由工人运到库房。

由于烟气净化所需的硅粉加密处理技术从引进，设备运行自动化程度较高。因此设计了控制室。该设施底层为高压配电室，二层为控制室，整个烟气净化回收系统由计算机监测及控制，烟气温度、除尘器的压降、加密仓料位及压力等均在计算机模拟画面上呈现出来。从而使整个净化过程、规范。净化系统同时还设有手动操作，供定期检查时使用。

空压机房为除尘器、加密装置、包装机等提供压缩空气。管道系统设计了固定支架、滑动支架和补偿器以烟气净化系统正常运行。