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沉流式滤筒式除尘器的演变和发展

作者:广州新瑞环保     来源:www.xinruiep.com     发布时间:2018-05-15 14:09:29

政府规章、员工健康和安全、生产率,在决定什么类型的粉尘收集技术可以帮助您获得更清洁的厂内空气时,这些都是至关重要的考虑因素。虽然有很多选择,但目前可用于粉尘收集的技术的性能存在显着差异。在过去的30年里,除尘技术已经有了显着的发展,必须了解当今某些技术是如何设计的,以确保您维持一个更清洁,更安全的工作环境。虽然清洁空气是您首要关心的问题,但滤芯除尘技术的进步也有助于延长过滤器的使用寿命并降低当今许多制造商的成本。经过验证和值得信赖的信息是您获得更清洁空气的关键。

除尘器的演变

沉流式滤筒除尘技术的发展并非一朝一夕发生。第一代混合滤筒式除尘器是在20世纪70年代引入的,它采用当时主要除尘方法-袋式除尘技术。尽管这些滤筒式除尘器仍然采用向上气流技术,但是当时还是一项值得欢迎的进步。它们比布袋除尘器小,并且需要更少的过滤器,这反过来又提供了更好的维护和服务时间。但是,仍然有很大的改进空间。随着20世纪80年代初引入沉流式除尘器,脉冲清洁技术的新发展取消了性能较差的吹塑管。结果,滤筒更容易从灰尘中释放出灰尘。

与混合式除尘器相比,这些早期的沉流式滤筒式除尘器具有更好的性能和更容易的维护,但工程师仍然着眼于进一步改进技术。随着制造商开始在较小的占地面积上寻求更高性能的除尘器以节约宝贵的厂房空间,研发工作转向开发新的除尘技术,允许增加通过除尘器的气流,无需添加更多的过滤介质或增加除尘器的尺寸。这在当时接受的程度很高,增加通过相同数量介质的气流会增加面速度,导致过滤器磨损,降低过滤器寿命和性能较差。事实上,沉流式滤筒收集的下一次发展浪潮,增加了气流而不增加面速度或箱体速度。

气流模式的演变

气流模式的演变

根据美国环保局资助的研究,除尘器中脏气流的向下流动会有出众的过滤性能。美国政府工业卫生学家会议还建议使用向下流技术。这些认可没有被给予具有向上气流路径的布袋除尘器或具有混合横流/上流的滤筒式技术空气路径。为什么?与布袋除尘器技术一样,带有混合气流通道的滤筒式除尘器需要空气抵抗重力作用,并通过垂直悬挂的过滤器向上行进,以将“清洁过的”空气分散回工厂。这会导致不均匀的空气速度分布和除尘器中高速度的显着区域,促使过滤器磨损的可能性更大。先进的Fluent™(流体动力学有限元程序)流动建模软件清楚地表明,错流模式导致显着的漏斗清扫和上流空气模式,这会导致主要的灰尘重新夹带和难以清洁过滤器。反过来,这通常导致更高的压降和更短的过滤器寿命。此外,管理混合式滤筒式除尘器中的气流是有问题的,因为通过除尘器的速度很高,灰尘悬浮在空气中并且不会落入漏斗中。

与布袋除尘器一样,采用混合气流技术的滤筒式除尘器可以通过过滤器吹管来清洁滤芯。这种过时的清洁方法不能传递和分散足够的能量来正确地清洁过滤器。另一方面,气流向下的滤筒式除尘器的速度较低(左侧比较显示的红色区域较少),因为空气随重力向下流过除尘器和过滤器,自动将灰尘沉积到料斗中。通过除尘器获得更均衡和均匀的空气速度分布,工作压降稳定,过滤器更容易清洁,过滤器磨损的可能性降至最低。

气流模式对比

滤筒的演变

多年来,其他过滤器的发展都试图与椭圆形过滤器的发展相媲美,但它们一直处于劣势。例如,中间有一个锥形的过滤器实际上会导致除尘器中的气流不平衡,并降低整个过滤器的使用寿命。锥体为除尘器增加了30%的介质,限制了筒体底部的气流路径,并过度压缩了顶部的褶皱。而且,锥形设计不太有效地清洁并保留更多灰尘,从而允许锥形部分上的介质堵塞。锥体滤筒使用传统过滤介质,这取决于更多的过滤区域的工作。随着更多的过滤介质,锥体过度挤压,反过来,限制气流。

椭圆形滤筒与圆锥形滤筒的气流模式对比

过滤介质的演变

椭圆形滤筒式过滤器与专利的Ultra-Web®纳米纤维过滤介质技术相结合,带来了滤筒式除尘器性能的巨大飞跃。适用于DF和其他品牌的滤筒式除尘器,Ultra-Web纳米纤维过滤介质是传统打褶纤维素或纤维素/合成混合介质的高性能替代品,可捕获介质表面的亚微米灰尘颗粒。纤维素和混合介质是深度加载介质,允许颗粒深入渗透过滤器并阻塞气流。通过保持在过滤器的表面上的灰尘,纳米纤维允许灰尘通过脉冲清洁更容易被释放并促进自清洁,帮助在较长的一段时间内维持一个更大的有效介质面积。纳米纤维是一种纤维素/合成复合介质,形成直径为0.2至0.3微米的极细纤维网状网。纤维素和混合介质的纤维直径至少为10 微米,纤维间有大孔(高达60微米),可以让灰尘深入介质,快速堵塞并减少过滤器的使用寿命。

不同过滤介质的600倍放大图

您的过滤器MERV评级有多少?

自90年代后期以来,基于ASHRAE标准52.2-1999的MERV(最低效率报告值,最高20分)评级系统被认为是确定筒式过滤器效率和过滤亚微米粉尘颗粒的能力的最准确的量表。最近对纳米纤维、纤维素和混合介质进行的独立实验室测试表明,各种过滤介质的MERV效率评分存在显着差异。例如,Ultra-Web®纳米纤维过滤介质在MERV 13上的效率等级,以及被认为是适用于过滤亚微米和更大的粉尘的HEPA前效率。典型的纤维素和混合介质过滤器的MERV 10评级显着降低,并且一些新的混合介质过滤器的评级为MERV 8效率。这很重要,因为MERV 10过滤器的额定捕捉1-3微米尘埃颗粒和MERV 8过滤器仅被评为捕获较大的3-10微米颗粒。由于大多数应用都会产生一些亚微米灰尘,因此更高级的MERV额定过滤器可以更好地保证较小的颗粒被捕获,当然还有较大的颗粒,并且您的空气更清洁。虽然MERV 13可以满足大多数应用程序的效率需求,但需要注意的是,某些应用的效率要求更高。有更高性能的纳米纤维过滤器可用于MERV 14效率和其他特殊过滤器,如Torit- Tex(MERV 16)和HEPA(MERV 17-18)以及ULPA(MERV 19-20)来满足这些要求。然而,使用熔喷介质的MERV额定过滤器在实验室测试过程中表现不佳。自然界的熔喷过滤介质倾向于保留任何静电累积,将灰尘与过滤介质结合。静电结合到介质上的粉尘更难以脉冲清洁,这可能导致更高的压降和更短的过滤器寿命。在滤筒式除尘器测试过程中,由于压降较高,熔喷介质只能维持150小时。

过滤效率对比

更长的过滤器寿命和更低的排放

当测试纳米纤维过滤器对比纤维素和混合介质过滤器时,纳米纤维在500小时运行时具有最低的操作压降,并且仍然强劲。在运行400小时时,一些新的过滤器被吹捧为提供较低的压降和较长的过滤器寿命,实际上在测试期间实际上具有最高的压降,通常超过6英寸标记。纳米纤维过滤器的排放量也远低于其他类型的介,1微米粉尘颗粒排放量降低40%,0.5微米粉尘排放量降低58%。纳米纤维过滤器提供更清洁的空气、更低的压降和更长的过滤器寿命。

滤筒寿命对比

滤筒结构的演变

褶皱配置在过滤器性能方面也起着重要作用。刚性1.5英寸褶皱可最大限度地减少灰尘滞留,改善过滤器清洁而不会积累灰尘。更高的2英寸褶可以使更多的灰尘嵌入褶中,并且不会轻易清洁。采用成熟的Pleatloc ™技术的过滤器可以实现均匀的褶皱间距并促进气流,而使打开的过滤器可以限制气流。随着Pleatloc过滤器保持99%的有效过滤面积,而其他过滤器由于珠间距只有93%的有效过滤面积。另一个要考虑的重要因素是褶是否附着在过滤器的内衬上。最好的方案是使用粘合剂防止褶皱在衬里上移动而不会限制气流的过滤器。没有连接到内线的褶可能导致脉冲清洁和过滤介质喷吹过程中的移动。

喷吹清洁的演变

吹管清洁技术已成为过去。随着椭圆形过滤器设计,纳米纤维介质和更坚硬的褶皱,DF滤筒式除尘器具有增强的脉冲清洁技术,与过滤介质协同工作以管理通过除尘器的气流。这种复杂的,独特的计算机模型文丘里管理脉冲空气量和空气输送到滤筒,以确保当系统脉冲空气通过过滤器时施加正确的压力。

压缩空气喷吹

DF滤筒式除尘器

在二十世纪九十年代后期出现了重大进展,当时工程师们更加关注滤筒式除尘器中的所有系统组件。结果是DF滤筒式除尘器。这种全新的技术诞生于这样的发现,即通过进一步改进介质和脉冲清洁技术以及重新设计筒式过滤器本身的形状,可以在不增加更多介质的情况下增加除尘器中的气流。在滤筒式除尘器技术的不断发展过程中,没有人想过放弃传统的圆形过滤器。工程师将注意力转移到增加过滤器的有效介质面积上,从而允许更多的气流通过除尘器而无需添加更多物理介质,这是一个重大突破。当颗粒嵌入圆形筒式过滤器时,有效面积会减小,因为颗粒会更快地堵塞介质部分的上半部分,从而阻止额外的气流。进一步的研究和开发表明,通过将筒式过滤器从圆形重新塑造成椭圆形,可以增加有效的介质面积,而无需增加更多介质或增加筒体尺寸。结合新的褶皱配置,褶皱之间的空间增加,1.5英寸的褶皱高度缩短以及改进的纳米纤维过滤介质技术,椭圆形过滤器提供了更有效的介质面积,并实际上消除了堵塞问题。更窄的椭圆形过滤器也提供了更有效的介质面积并且实际上消除了堵塞问题。更窄的椭圆形过滤器也增加了DF除尘器的柜体空间,并允许增加横截面流动面积,从而降低柜体速度。在除尘器设计中采用了凸面侧板,以适应新的过滤器形状,消除了除尘器内部的湍流和结构增强件的侵蚀问题。

沉流式滤筒除尘器

总结

所有的这些发展 - 向下气流路径、椭圆形滤筒式过滤器,纳米纤维介质推进、更坚硬的褶皱和改进的脉冲清洁,给我们一个明确的结论。增加气流不需要更多介质。更有效的过滤介质是关键,事实上,可以使用更少的过滤介质来增加气流以获得更高性能的过滤。由于需要更少的介质,因此只需要更少的滤筒,因此采用DF除尘器可以实现在更小尺寸的情况下提供更高性能滤筒式除尘器的目标。如今,DF除尘器的气流容量增加了25%,气流路径得到改善,脉冲清洁能量增加了30%,这些都集中在一个较小的除尘器上。例如,带有椭圆形纳米纤维过滤器的3-36 DF滤筒式除尘器几乎是带有混合气流路径和传统过滤器的3-36滤筒式除尘器尺寸的一半。此外,4-96 DF滤筒式除尘器的尺寸还不到混合4-96滤筒式除尘器尺寸的一半。推进滤筒收集到今天的地方并不是几个小步骤的结果。相反,巨大的飞跃已经在滤筒除尘历史上取得了最大的进展。当谈到为工厂提供更清洁的空气时,现在的选择比以往更加清晰。巨大的飞跃已经在滤筒式粉尘收集历史上取得了最重大的进展。当谈到为工厂提供更清洁的空气时,现在的选择比以往更加清晰。



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