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如何处理除尘系统气流中的水分?

作者:广州新瑞环保     来源:www.xinruiep.com     发布时间:2018-04-17 11:29:50

含尘气流中的水分可能会给您的除尘系统中造成重大问题,包括缩短过滤器的使用寿命和粉尘堆积,从而导致系统组件故障或灰尘漏斗的粉尘累积。这些以及其他由湿气引起的并发症会降低除尘系统的性能,从而提高系统的运行成本,并影响产品质量。这篇文章解释了流程管理的效果会影响除尘系统的性能,并介绍了管理高湿气流和粉尘收集系统的设计技术。

结露

当我们的大气中温暖,湿润(潮湿)的空气冷却时,湿气凝结形成雨水。同样的事情可以发生在你的除尘系统中。温暖湿润的过程空气在流过除尘系统的管道系统时会冷却,导致水分凝结成液态水滴。如果您的粉尘吸湿(吸水),它会吸收水分并形成可在系统内表面附聚的污泥。这种积聚可能会导致灰斗漏斗无法正常排放,料斗旋转式气闸阀的叶片也会卡住,灰尘累积在压力传感器上,导致错误的压力读数,灰尘附在管道内表面,使管道变重和管道内径变小,可能导致管道失效。污泥也会积聚在过滤器表面,增加了过滤器的压力损失,并降低了反向脉冲喷射或机械振荡器清洁的效率。水分会削弱过滤介质,导致过滤器泄漏或故障,并允许灰尘通过过滤器。水分还可以使回收的灰尘达不到产品质量标准。这些问题可以通过降低生产率,缩短过滤器的使用寿命,引起维护问题并导致不稳定和不可靠的系统性能来提高运营支出。

即使不会导致结露,除尘系统中的水分也会导致问题。在蒸气形式中,水分比干空气密度小。如果您的系统组件运行条件为假设没有水分的干燥气流,但是您的实际气流含有水分,则通过您系统的气流将高于额定值。这导致以更高的速度运行系统风扇的能源成本增加,过滤器寿命缩短,系统设备不稳定和性能不佳,这些都会对您的流程造成负面影响。

潮湿而结块的灰尘堵塞了这个除尘器滤筒

潮湿而结块的灰尘堵塞了这个除尘器滤筒

水分和温度如何影响除尘器中的气流?

了解空气湿度和温度如何相关,以及这种关系如何影响除尘系统中的气流,可以帮助您与供应商合作设计一个系统,以处理现有系统中的潮湿气流或故障问题。在空气中水汽含量不变, 保持气压一定的情下, 使空气冷却达到饱和时的温度称露点温度,简称露点。一般来说,随着温度降低,空气变得更密集,空气中的水分减少。如果气流温度达到除尘系统内的露点,则气流中的水蒸气将在管道系统或除尘器内冷凝,从而导致上面所说的问题。

用于设计除尘系统的许多参考表、风扇性能曲线和工业经验法则均基于“标准空气条件”,其中温度为70°F,总压力小于20英寸水柱规格,无水分含量和海拔高度,也忽略了粉尘的重量和体积。问题在于,只有极少数的除尘系统在标准的空气条件下运行。如果进入除尘系统的气流温度高于100℉,含水量超过2%,则可以舍弃这些标准空气假设来更加准确地反映您的实际工作条件,从而避免许多性能问题。

分析潮湿气流特性

为了确保您的除尘系统能够有效处理过程气流中的水分,首先需要分析几种气流的物理特性:

  • 干球温度:简称空气温度,这是由标准温度计测得的气流温度。

  • 湿球温度:这是在气流中发生蒸发的最低温度,可以用湿式温度计测量。蒸发过程从周围的空气分子中获取热能并因此是空气温度下降。在潮湿的气流中,湿球温度相对较高。在干燥的气流中,由于无法蒸发,湿球温度将相对较低。

  • 水分含量:也称为绝对湿度,这是气流中水与干空气的质量比。不要将此与相对湿度混淆,相对湿度是根据当前温度调整的湿度含量。

  • 露点:也被称为饱和温度,这是在恒定的大气压下,空气中的水蒸气以相同的蒸发速率冷凝成液态水的温度。

  • 焓:这是气流的总能量(或每单位质量的热量),并帮助您确定需要多少能量才能添加到气流中以加热气流并改变其属性。

您可以在空气湿度图上看到这些与其他气流属性之间的关系,用于确定气流和其他气体混合物的物理和热力学属性。许多基于网络的资源,电脑甚至移动应用都可以提供基于几种已知气流属性的相同的湿度信息。通过适当的湿度图(取决于您的应用,这可能是一个高温湿度图),并且至少有两个之前列出的气流属性,您可以开始对您的气流进行湿度分析,这将为预防提供关键信息,或许可以解决水分问题。以下几方面可以考虑:

  • 1、为了选择新的除尘系统设计,您可以使用工艺空气(通常已知)的干球温度和湿度含量作为进行系统气流和其他计算的起点,并确定相应的干湿空气流量值公制图表。

  • 2、对于现有系统的故障排除,您可以测量多个系统位置的干球温度和湿球温度,以确定气流是否可能达到露点。然后,您可以使用这些测量值来确定气流的焓,并计算需要的热能来提高干球温度以防止系统冷凝。

如何处理除尘系统中的水分?

在处理除尘系统中的高湿气流时,您的目标是避免冷凝。为保持气流形式的气流湿度,应保持整个系统内干湿球温度之间的充分分布。根据最坏情况下的环境条件进行计算,以确保扩散足够大,以充分处理因过程变化、季节变化甚至气候变化造成的气流温度和湿度变化。一个很好的经验法则是在系统中的干球温度和湿球温度之间保持50度。

维持这种温度可能会很具挑战性,但根据您的应用,以下方法可以提供帮助:

  • 1、输送干燥空气。通常的做法是在进入除尘系统时将干燥空气引入(添加)高湿度工艺气流。输送给除尘系统的气流温度较高,含有大量的水分。当气流通过除尘系统时,它开始冷却并有可能达到它的露点,产生冷凝。但是如果在进入系统时将干燥空气添加到气流中,则使气流的含水量、湿球温度和露点都会降低,从而降低冷凝的可能性。

    将干燥且温度高的气流引入到处理的气流中

    图1:将干燥且温度高的气流引入到处理的气流中

    但是,如果将周围的没有经过调节的空气引入到高温气流中,也可以降低气流的整体温度。记住,你的目标是保持干球温度和湿球温度之间的差距。冷却气流会降低其保持水分的能力,也可能实际上增加湿球温度。如图1所示,您可以通过在将气体添加到气流中之前对其进行加热来避免此问题。这里,来自过程的管道与气流保持一定角度(远离除尘系统)以增强空气混合并帮助分散到整个气流中的。

  • 2、使用过程控制。您还可以通过使用过程控制来监控和维持目标气流属性,从而实现一致的除尘系统操作。例如,监控干湿球温度的控制器可以打开或关闭气流阻尼器,或控制变频风扇驱动器或加热装置,以维持两种温度之间的传播。过程控制还可以通过最小化产生目标气流量所需的风扇能耗来降低系统的运行成本,从而减少加热渗入空气所需的能量并延长过滤器的使用寿命。

  • 3、在过程附近安装除尘器并增加隔热。如果在工艺过程中增加气流不可能,并且过程控制不能充分维持目标干湿球温度,请尝试将过滤器尽可能靠近您的过程使过程与除尘器之间的管道系统中的气流冷却最小化。您还可以对管道系统和集尘器壁进行隔热,以尽可能多地保留工艺气流中的热量。这两个步骤都会将凝结的可能性降至最低。

     通向该集尘器的管道系统是绝缘的,以保持过程热量并降低冷凝的可能性

    通向该集尘器的管道系统是绝缘的,以保持过程热量并降低冷凝的可能性



标签:除尘器水分