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制氮机(制氮设备)机械杂质的净除
 
 
空分设备内气流中固体微粒来源于t大气中的灰尘,H O、CO 等气体在低温条件下特变成固态微粒, 吸附剂粉化’ 蓄冷器石头粉末等。一般都采用过滤方法净除气流中固体微粒, 保护机器、设备和阀门, 以防磨损和堵塞。本节主要叙述空气的过滤设备。大气中灰尘的典型含量如表3一l所示。
表3一l 不同地区大气申的含尘量
地 区 农业区 海岸区 工业区 『 大城市 荒野压
J j
毅尘量【毫克/米 ] O.O5~O.2 O.n5~日.5 o.2~5 i o
. 1~ 1 l 1(~5oo)’
瓢敏太小[ m] 1~ 5 O.1~5 O·s~ 2O“O)。- 0,5~ 3(2 )。J 5(~50O).
* 短期高峰值。
悬浮于大气中灰尘的粒径在i00 m 以下,10 pm 以上的尘粒悬浮在大气中的时间较短,粒径分布情况以及不同粒径所占的重量百分比因地而异。有的设计规定, 一般工业区空分设备吸入口大气中的含尘量<20 mg/m。, 通过过滤器后空气中的含尘量 一、过津嚣对尘粒的捕集原理
过滤器内设置多孔材料(滤料), 多孔材料的结构有纤维状, 多孔状(空洞状)和粒状。尘气体通过滤料时,尘粒与细孔周围物质相碰或扩散到四周壁上被孔壁吸附与气体分离。气流中尘粒碰到捕尘体(例如纤维)被捕获。驱使尘粒碰撞到捕尘体之作用主要有:筛分、扩散、阻截(截留)、惯往,重力、静电等,如图3一l所示。
兰图3— 1 尘粒在摘尘体上的沉降
(a)筛丹‘b)截留(c)惯性(d)扩散‘e)重力(f)静电
扩散沉积。由于布朗运动, 各细微粒子的轨迹与流体的流线不一致, 尘粒易碰撞纤维而捕获。微粒尺寸减少, 则布髓运动的强度增大, 扩散作用也增大。直接拦截。当尘粒接近捕集表面, 一旦达到与表面的间隙等于它的半径时,就被拦截。另外,只要纤维之间的间隙小于微粒直径, 就能“筛分”。惯性沉积。在流体中的一个物体, 会使该物体周围的流线发生弯曲。由于惯性的作用,流体中尘粒不瞳弯曲的流线而被抛到这个物体上被捕获。惯性沉积作用将随微粒尺寸的增大和流体流速的增加而加强。重力沉积。尘粒在重力作用下有一定的沉降速度。因此,尘粒的轨迹就与流体的流线相偏离, 这种偏离能使尘粒碰撞纤维而被捕获。静电沉积。尘粒和纤维都可能带有电荷。电荷之间的作用力使尘粒沉积在纤维上.当微粒与纤维之间距离很小时,分子之间吸引力可以引起尘粒沉积。不同的捕集作用随尘粒大小、流速快慢而不同,如图3— 2所示。
过滤器以过滤材料结构型式分为表面过滤式过滤器
圈3— 2 不同尘粒大小在各种流速下的辅集作用和内部过滤式过滤器。表面过滤式过滤器。滤料是滤布、纸、网。典型结构是袋式除尘器。过滤过程分为两个阶段: 首先是含尘气体通过“清洁 滤料,这时起主要过滤作用的是纤维。随阻留的尘粒不断增枷,尘粒在滤料上粘附、桥接,滤料表面形成一层初层, 之后过滤过程进入第二阶段, 台尘气体的过滤作用主要依靠初层,如图3— 3所示。为此能净除比滤料网孔直径还小的尘粒。除尘过程主要在第二阶段。
图3— 3 滤布的过游作用夥
上述两个阶段的过滤效率和阻力均是不同的。圈3— 4所示是袋式过滤器不恩状态下的分级效率。随着滤辩上阻留的尘粒量增多,际尘效率增加,同时阻力也上升,当阻力达到一定时,就要进行清灰。清灰后阻力下降, 但滤料上仍保留一部分尘粒层(初层),放过滤效率和阻力不会恢复到原始状态,清灰后过滤效率下降多少,与清灰是否彻底和滤料的种类有关。内部过滤式过滤器。滤料是纤维层、颗粒层, 多孔金属和多孔陶瓷等。典型结构是纤维层过滤器。滤料表面不会形成尘粒沉积层,纤维屠虽然填空密度大,但空隙率高, 纤维间距离远大于纤维直径。因此, 含尘气体中尘粒是被纤维层内单根纤维捕获的 但是纤维之间能影响流坜。纤维层能够在长时间内保持滤料本身捕集尘粒的状态。甩替代、振动或冲洗等方法使滤料再生。
过滤器的性能指标过滤器的性能主要指过滤效率, 压力损失和容尘 图3— 4量。
1.过滤效率q。系指含尘气休在通过过滤器时所捕集到的尘粒量占进入过滤器尘粒量的百分数目 。
=( /G1)X100%袋式过滤器滤料不同状态下的除尘效率
1.积坐的磕料2.振打后的滤辩3 祜净漶辩式中Gl—— 进入过滤器的尘粒量(kg)}— — 被捕集的尘粒量(1【g)。
过滤效率是衡量过滤器清除气流中尘粒的能力,显然同一过滤器对于不同粒径的尘粒其过滤效率是不同的, 为此采用分级效率表明过滤器的分离性能。所谓分级效率就是在某一粒径下的过滤效率, 如图3— 5所示。
图3— 5 各种过滤器的分氟过滤效率特性有关。也可以用未被捕集的尘粒量来表示过滤器的除尘能力,未被捕集的尘粒量占进八过滤器的尘粒量的百分比称为透过率P ,显然P=(1一 )X 100
2.压力损失 只压力损失表示气体通过过滤器的阻力。。它与风机的功率戒正比,希望愈小愈好。对于 干净 的过澄器, P值仅取决于流体的特性和滤料的特性。当过滤进行时, 也’还与沉积在滤料上的尘粒的
3.窖尘量。在达到某一阻力之前,过滤器表面所捕集到尘粒量,以每单位过滤面积或每台过滤器作为基准来表示(glm~或g/台)。该值愈大,过滤器使用时间愈长。有的规定压力损失值取为初始压力损失值的1.5倍。也有用过滤效率下降到初始过滤效率的85%时进行计算。
同—过滤器对于小径粒的容尘量,小于大径粒的容尘量。过滤器经济指标包括; 过滤器的成本、能量和材料的消耗和气体的净化成本等。
三、过滤器的分类
过滤器按过滤效率分为粗效过滤器, 中效过滤器和高效过滤器。一般来说, 粗效过滤器主要用于过滤太于5 m 以上的尘粒, 容尘量太, 阻力小,过滤效率低。中效过磕器主要用于大于1 m 的尘粒,容尘量、阻力和过滤效率中等。高效过滤器用于过滤0.3 m的尘粒,容尘量低,阻力大,过滤效率高。滤料的使用方法有以下三种,郧;不浸油也不喷水的干式使用法,滤料表面喷粘附性油类,利用粘附力的作用增加过滤效果j往滤料表面喷水,利用水滴作用增加过滤效果。
四、空气过滤器
目前大,中型空分设备上空压机前配置=级空气过滤器,后一级应有更高的过滤效率,保证去除大于1 m 的尘粒。有的空分设备达到了0.5 m 以上尘粒,过滤效率大于99 的指标。
1.拉西环式过滤器
如图3— 6所示。壳体内插入装有拉西环盒,环上涂有低凝固点过滤油(50"C时,恩氏粘度在3.5~ 4,凝固点不高于一2O℃)。
图3— 6 拉西环式过逮器
拉西环层高60~70mm,每2000~4000 m。/h。的空气,需要过滤面积1m ,初始阻力1O~
一 15 mmH2O, 当阻力超过4O mmHiO时, 拉西环应进行清洗。
2.干带式过滤器
如图3— 7所示。干带(滤料)上、下两端装有滚筒,当阻力超过设定值时,通过联锁装置使两只滚筒转动,将下滚筒的新带转入工作状态,脏带存入上滚筒,用完后拆下上滚筒进行清洗。
干带有t DV型化纤组合滤料,涤纶无纺布,针刺氧过滤呢等。干带宽1~2 m,长20 m,空气流速2 m/s左右, 初阻力4~2O mmHtO 容尘量500~1500 g/m 。
3. 袋式过滤器
如图3— 8所示。除尘室内悬吊许多滤袋,含尘气体由进气口进入中部箱体,由滤袋外部通过滤料进入滤袋内,尘粒被阻留在滤袋外表面,净化后气体经设在滤袋上部的文氏管进入上箱体, 最后由排气口排出。每排滤袋上部均有喷吹管,经过一定的过滤周期,对捕集的集尘层进行脉冲喷吹清灰。瞬时间,高压空气高速从喷吹管喷出,带动周围5~ 7倍空气通过文氏管进入滤袋, 使滤袋急剧膨胀,收缩,引起冲击振动, 将附着在滤袋外表面的尘粒吹除,落入灰斗。各排滤袋依次轮流清灰,清灰工作连续, 过滤器阻力稳定,滤布寿命长。 图3— 7 干带武过遣器野生涤冷技术
1.捧气口
2.上部箱体
3.喷射营
‘.文氏臂
5.控稍管
6.气包
7.髑控弼
8.髂冲辩
9.盎气口
lO.据袋
l1.框架
12.中部篇体
13.麓斗
14.排麓一
图3— 8 脉冲袋式除尘器
图3— 9 膨胀机机前过滤器
图3一l0 膨胀机机后过滤器
排气口设在下部的称顺赜脉冲袋式除尘器。由于空气流动方向与脉冲喷吹方向以及清灰后尘粒落入灰斗方向— 致,而且净化后空气不经过文氏管, 这样过滤器压力损失可减少, 但是使装、拆滤袋较麻烦。国产LsB型顺喷脉冲袋式除尘器申滤袋直径120 illm, 长2.5m,每排七条滤袋, 每单元五排。过滤气速2~ 5米/分, 压力损失50~120mmH O, 过滤效率99.5 , 喷吹压力4~ 7 kgf/cm ,脉冲周期60秒,赜吹时间~0.15秒, 气体含尘浓度3~2O g/m 。
4.膨胀机机前过滤器
为了防止固体二氧化碳和雪花进入膨胀机,设置机前过滤器。过滤芯筒上钻~3mm 小孔,芯筒外绕金属丝网,过滤网规格用0.45号以下,夹丝网用O.8~1.8号。如图3—9所示。
5. 膨胀机机后过滤器
活塞式膨胀机在带油谰滑时,机后要设置过滤器,清除气流申油雾。如图3-10所示为50、150 m /h空分设备的膨胀机机后过滤器。过滤芯筒上钻 8 mm~l,孔, 孔距12 mm,芯外固有法兰绒。