除尘器

脉冲布袋除尘器在木材加工通风除尘中的应用

作者:广州新瑞环保    来源:www.xinruiep.com    发布时间:2018-12-05 14:55:19

摘要:介绍了脉冲布袋除尘器的工作原理及技术特点。以某木工制造车间通风除尘应用为例,证明其捕集效率高,工作稳定,对细微粒子的捕集效果良好。

关键词:脉冲除尘器;脉冲布袋除尘器;通风除尘;应用

在木工行业生产中会产生大量粉尘(如木片、锯屑、刨花、木纤维和木粉等),这些粉尘形态复杂,多呈毛刺状,其特点是质轻、量大,并有较大的黏聚性,不仅严重危害人体健康,污染环境,而且还降低设备使用寿命,影响产品质量,甚至有可能酿成火灾或爆炸事故,严重影响生产的正常进行。

由于工业粉尘排放标准要求日益严格,以前采用高效旋风分离器作为低含水率木粉和其他混合碎料的终端除尘设备已不适用,这是因为旋风分离器只能有效分离出粒径大于5~10μm的粉尘,如木片、刨花、锯屑等粗大碎料。为了达到国家规定的工业废气排放标准,国内木材加工企业现已逐步采用布袋除尘器处理木粉等微细粉尘。

脉冲袋式除尘器在木材加工通风除尘中的应用1

1CMDZ型脉冲布袋除尘器

1.1脉冲布袋除尘器工作原理

CMDZ型脉冲布袋除尘器主要由上箱体、中箱体、灰斗、卸灰装置、喷吹装置和控制系统等组成。含尘气体进入中箱体下部挡风板形成的预分离室内,大颗粒粉尘因惯性作用落入灰斗,微细粉尘则沿挡风板向上到达滤袋并被阻留在滤袋外面,清洁的气体进入滤袋后经袋口和上箱体由排风口排出,当滤袋表面的粉尘不断增加,导致设备阻力上升到设定值时,微压差控制器就有信号输出,控制装置便发出信号使喷吹系统工作。此时压缩空气从气包经脉冲阀和喷吹管上的喷嘴向滤袋内喷射。在滤袋膨胀产生的反向气流作用下,附于袋外的粉尘脱离滤袋落入灰斗并由卸灰装置排出。喷吹系统工作一次的持续时间为0.065~0.085s,喷吹结束后,滤袋立即恢复过滤状态。

1.2脉冲布袋除尘器技术特点

CMDZ型脉冲布袋除尘器配备了阻力低、启闭快和清灰能力强的脉冲阀,改善了喷吹管等部件的动力特性;除尘袋用缝在袋口的弹性涨圈嵌在花板上,拆装方便;采用微机控制清灰和运行参数。该脉冲布袋除尘器的主要特点如下。

①清灰能力强。其清灰强度(通常以g=9.8m/s2作为单位)可达到60~200g,即使对细而黏的粉尘也能达到良好的清灰效果,而反吹风或机械振打布袋除尘器分别只有3~5g或10g。

②过滤负荷高。处理木屑粉尘时,过滤风速可达2.0m/min。

③滤袋长度可达6m,是传统脉冲布袋除尘器的2~3倍,因而占地面积小。由于该除尘器清灰能力强,所以不会因滤袋加长而影响清灰效果。

④喷吹压力低(仅为0.20~0.30MPa)。这是因为喷吹装置配备了“双薄膜片快速脉冲阀”,该阀是直通式结构,启闭迅速,阻力小,因而与其他脉冲阀相比在耗气量相同时,能以较低的喷吹压力获得较强的清灰能力。

⑤维修工作量小。由于脉冲阀处理能力大,而且滤袋和膜片使用寿命长,因此维修工作量小。

⑥更换和安装滤袋方便。由于滤袋靠缝在袋口的弹性涨圈嵌在花板上,因而不需绑扎,也不需要用螺栓等连接件紧固。换袋时在花板之上的净气侧进行操作,人与尘袋接触时间很短,大大减轻了操作人员换袋时的劳动强度。

⑦在相同的处理风量下与反吹风类布袋除尘器相比,在投资、运行电耗、占地面积、设备重量等方面都有显著的降低。

⑧控制技术先进。采用先进的可编程控制器,实现了对清灰、温度、压差等运行参数的实时控制,对供电电压、环境温度、粉尘等因素影响的抗干扰能力强,该项技术已在多家木工生产车间的除尘系统中应用,且效果很好。

2脉冲布袋除尘器系统应用实例

2.1除尘工艺流程

某木工生产车间有横V机、直V机、CNC加工机、包皮机、前板机、后板机、砂光机、四面板下料机和挖孔机等国外引进的先进生产设备67台,共297个吸尘口。各生产设备产生的粉尘经吸尘罩、塑料软管和吸气头(带调节阀)收集后,经进风管进入脉冲布袋除尘器,粉尘被阻留在滤袋外,清洁的气体经滤袋、出风管道、风机和烟囱排放至大气中(排放气体已达标),带预处理器的脉冲布袋除尘器收集的粉尘经双层电动翻板阀卸至灰仓,再定期打包外运。其工艺流程如图1所示。

脉冲袋式除尘器在木材加工通风除尘中的应用2

2.2脉冲布袋除尘器系统设计要点

①吸尘罩是通风除尘系统的重要部件,其性能优劣直接影响通风除尘系统的经济效益。设计木工机械设备的吸尘罩时应尽可能地靠近尘源,但不能妨碍操作和维护设备;吸尘方向应尽可能与含尘空气的运动方向一致,吸尘气流应不受阻挡,吸尘罩应尽可能做成密闭式。本除尘系统负责的5台CNC加工设备,加工面不固定,刀具平行移动最大范围可达12m,由于产生尘源地点不固定,所以必须使用可移动吸尘罩。本设计采用在CNC加工设备的上方安装与刀具平行的轨道,轨道上设滑动小车,吸风管一端通过万向接头与主管连接,另一端固定在滑动小车上并通过软管与吸尘罩连接。吸尘罩固定在刀具上,通过设备本身的驱动装置拖动滑动小车与吸尘罩同步移动,滑动小车拖动吸风支管通过万向接头在30°范围内来回摆动,把产生的粉尘完全密闭在罩内,可有效地防止粉尘飞散到工作区。

②在各生产设备工作中,有时会产生大颗粒粉尘及火星,如果不将其除去,将会烧毁布袋而影响除尘系统工作,故采用带预处理器的除尘器,其不但能去掉大颗粒粉尘及火星,而且还可减少除尘器的运行负荷。该预处理器与除尘器制作成一体。

在除尘器管道上装有火星监测及熄灭系统。该系统具有极高的灵敏性和可靠性,能探测出输送管道内微小的火花,并迅速将其熄灭,使火花无法进入除尘器,从而有效地避免除尘器发生燃烧甚至尘爆。当火花传感器探测到炽热微粒发出的红外线辐射时,其下部就会立即喷出浓密的水雾熄灭炽热的微粒。

③为有效防止粉尘粘附在灰斗内壁,灰斗角度设计成大于60°,并在灰斗上设置仓壁振打器。除尘器输灰系统出现故障时,为保证除尘器仍能正常运行,还设置了应急掏灰孔。

④除尘系统采用负压式,即除尘装置布置在风机的吸入端。除尘设备布置在车间外,三套系统各采用一台G4-73型离心通风机,两台电机功率为90kW、一台为110kW。

⑤木材加工过程中产生的木屑粉尘如遇静电或放电都有爆炸的可能,因此除尘器布袋所选用的材料为抗静电涤纶针刺毡滤料,它能消除布袋表面集聚的大量静电电荷,可减少爆炸和火灾事故的发生。

⑥采用变频技术,每台风机加一个变频器。变频器可自动调节风机的风量与吸尘口实际所需的风量,达到供需匹配,节省电能和运行费用。在部分吸尘口关闭不用时,配套的除尘电控系统通过安装在风管内的探针反馈信号,经变频器分析处理后,向风机送出适当的工作信号,从而使风机能根据生产设备开动的数量自动调节运行工况点,使除尘系统总是在最节能及最省功的状态下运行。如风机实际运行频率为40Hz时,其所需的能耗为额定功率状态下的50%,这是一个可观和实际的节能方案,变频系统的投资在一年内就可以收回。

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2.3脉冲布袋除尘器运行效果

本系统选用两台CMDZ-1.0型和一台CMDZ-1.3型脉冲布袋除尘器,于2006年12月投入使用。经环保部门监测,烟囱排放的气体浓度在35mg/Nm3以下,系统运行总阻力在2300Pa左右,车间作业环境污染物达到工业企业设计卫生标准要求,各运行参数均达到设计值,所以脉冲布袋除尘器可以广泛应用于木工制造行业进行通风除尘。

3几点建议

①脉冲布袋除尘器内粉尘浓度较大,干燥的木工粉尘在管道内流动时,由于摩擦会产生较多的静电,放电现象会产生火花引起粉尘爆炸,因此设计时要考虑消除静电。灰斗内粉尘长时间堆积,在高温季节易发生自燃现象。在系统性能正常的情况下,一般也会有约3%的废料沉积在输送管底部,因此,应定期对管道和除尘器等零部件进行检查及彻底清理。产品砂光或涂漆时粉尘及油漆易燃易爆,最好单独使用除尘系统,并对其做特殊处理。

②不要片面追求抽尘效果。抽风风量及风压过大将增加设备投入和运行费用,在设计计算时可采用各机床吸料器要求的最小风量总和再加10%来选择风机的风量。

③尽量采用室外集中除尘方式,这样既能保证车间内的环境,又便于对废料进行集中处理。主管道的布置要考虑车间采光并兼顾美观,尽量平行或垂直。分支管道除了遵照上述要求外,还要以不影响交通和工人操作为原则,并尽量减少弯头的数量,输送的最远距离不要超过250m。

④三通管、多通管、弯头和变径管等要按标准结构设计和制造,并要保证内壁光滑平整,接头法兰必须采取密封措施,以减少风压及风量的损失。机床吸尘口前应设自动或手动闸门开关,以调节与节约风量。设计布置主管道或物料流量较大的管道时,在弯头、多通、三通的后方以及直立管的下方等易发生堵塞的部位,应开设清灰口,以便随时清除堵塞的散碎物料。

⑤应在管道、风机、分离器及灰斗全部选配妥当后,再进行整套系统的设计计算。一般来说,为了形成较大的空气更换量,应尽可能干净彻底地吸走散碎废料,对于木工车间吸尘装置,混合重量浓度应控制在0.1kg/kg以下。由于混合浓度较小,故可先按纯净空气的情况来进行计算,然后将得出的压力值增大8%~12%即可。一般风速应选择在18m/s以上,对于以吸木粉为主的系统,风速应再提高30%~50%。

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(本文作者:张文斌,广州市环境保护技术设备公司,《林业机械和木工设备》2007年第12期)

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