??? 針對(duì)現(xiàn)有機(jī)械類(lèi)除塵器除塵效率低等特點(diǎn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外除塵領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)，經(jīng)過(guò)多年實(shí)驗(yàn)總結(jié)，在現(xiàn)有的理論基礎(chǔ)上我們提出了“富集層取出型分離理論”，富集層理論是對(duì)分離理論的創(chuàng)新，氣固分離理論的創(chuàng)新推動(dòng)了分離設(shè)備的創(chuàng)新，分離設(shè)備的創(chuàng)新必將引起采用分離設(shè)備的相關(guān)行業(yè)的變革，特別是水泥行業(yè)設(shè)備的變革，變革的結(jié)果是高效、節(jié)能、降耗。應(yīng)用富集層理論設(shè)計(jì)的產(chǎn)品已經(jīng)獲得了多項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利技術(shù)，在實(shí)際的工程中被廣泛應(yīng)用。
??? 富集層取出型分離理論
??? 在很多研究旋風(fēng)分離器的文獻(xiàn)中，都提到在旋風(fēng)分離器運(yùn)行時(shí)，內(nèi)筒壁附近有一層很薄的固體粒子層，這層固體粒子在旋渦軸向力和重力的雙重作用下向下運(yùn)行，最終落入灰斗，我們稱(chēng)這一固體粒子層為富集層。通過(guò)對(duì)富集層的研究我們提出了一個(gè)分離理論新思路：通過(guò)理論計(jì)算，合理設(shè)計(jì)除塵器結(jié)構(gòu)，使在離心分離器內(nèi)的富集層，不受干擾，完整引出分離器。
??? 該層內(nèi)的固體粒子是以堆積容積密度占據(jù)分離器富集層的空間，在富集層與分離器運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于富集層與管壁的摩擦阻力作用，富集層內(nèi)的速度遠(yuǎn)低于分離器內(nèi)氣流運(yùn)行的速度，在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中是逐漸增厚的。由于離心力的作用，較小的顆粒到達(dá)富集層后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)較大顆粒的縫隙到達(dá)富集層下部，避免了小顆粒被氣流從新卷起，提高除塵效率。
??? 與傳統(tǒng)的機(jī)械類(lèi)除塵器比較，富集層沉降室是利用顆粒的離心力作用原理進(jìn)行沉降，沉降加速度為V2/R與氣流速度的平方成正比，遠(yuǎn)大于靠顆粒自身重力作用沉降的沉降加速度g。煙氣流速愈大，除塵效率越高，綜合考慮一般控制煙氣流速在15m/s—20m/s之間，沉降效率顯著提高，在單位處理時(shí)間內(nèi)，處理煙氣量明顯增加，這樣設(shè)備體積減少，除塵成本降低。
??? 通過(guò)該理論設(shè)計(jì)的除塵器，完全解決了影響旋風(fēng)除塵器除塵效率的二次攜帶、上灰環(huán)、軸向逆流等主要問(wèn)題，使除塵效率顯著提高，經(jīng)過(guò)該除塵器的氣流，不需二次分離，是分離效率最高的機(jī)械類(lèi)除塵器。
??? 通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，我們驗(yàn)證了該理論的可行性和優(yōu)越性。圖1是在一臺(tái)2t/h燃煤鏈條爐排鍋爐上做的工業(yè)性實(shí)驗(yàn)，采用兩個(gè)富集層分離器進(jìn)行并聯(lián)而組成的分離器組對(duì)鍋爐煙氣的進(jìn)行除塵。經(jīng)山東省環(huán)保部門(mén)檢測(cè)結(jié)果顯示，除塵前，煙氣含塵濃度為1.207g/m3,流經(jīng)除塵器后煙氣所含的顆粒濃度為61和38mg/m3（按過(guò)剩空氣系數(shù)=1.8再折算）滿(mǎn)足Ⅰ類(lèi)地區(qū)Ⅱ時(shí)段的含塵量80mg/m3要求，熱態(tài)除塵效率為95.8%，除塵器阻力為665Pa。完全達(dá)到了國(guó)家規(guī)定的表1中《工業(yè)鍋爐旋風(fēng)除塵器技術(shù)條件》所要求的性能標(biāo)準(zhǔn).
工業(yè)鍋爐旋風(fēng)除塵器熱態(tài)性能指標(biāo)
??? 聯(lián)合型除塵器
??? 在實(shí)際的新建或改造項(xiàng)目中，為了滿(mǎn)足國(guó)家政策的要求，含塵煙氣排放必須環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，這就要求煙氣須經(jīng)過(guò)靜電除塵器或袋除塵器，甚至經(jīng)過(guò)電-袋聯(lián)合除塵器后才能達(dá)到環(huán)保要求。但由于現(xiàn)場(chǎng)空間等工況條件的限制，沒(méi)有足夠的場(chǎng)地空間建設(shè)大型的靜電除塵器或袋式除塵器。另外，電、袋除塵器建設(shè)和運(yùn)行成本費(fèi)用已經(jīng)成為了企業(yè)很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。針對(duì)這種情況我們借鑒了電—袋聯(lián)合除塵器的設(shè)計(jì)思路提出了應(yīng)用富集層理論設(shè)計(jì)的富集層沉降室與電、袋除塵器相結(jié)合，稱(chēng)之為富袋聯(lián)合除塵器和聯(lián)合型富集層除塵器，這兩項(xiàng)產(chǎn)品都已經(jīng)取得了“產(chǎn)品專(zhuān)利”證明。
該項(xiàng)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：
??? 富袋、富電聯(lián)合除塵器與電—袋聯(lián)合除塵器進(jìn)行比較，具備了電—袋聯(lián)合除塵器的優(yōu)點(diǎn)，可以達(dá)到電—袋收塵同樣的除塵效率。富集層沉降室取代了電—袋聯(lián)合收塵器的電收塵部分，簡(jiǎn)化了電收塵部分控制，降低設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用。富袋聯(lián)合除塵器提高了袋除塵器部分的氣布比（過(guò)濾速度），增加了袋除塵器的單位時(shí)間處理能力，減小袋式除塵器的體積和投資建設(shè)費(fèi)用和占地。進(jìn)入布袋氣體濃度的降低，延長(zhǎng)了袋除塵器的清灰間隔，降低了時(shí)間平均阻力，延長(zhǎng)了布袋和設(shè)備的使用壽命，節(jié)省了每年運(yùn)行維護(hù)的費(fèi)用。
??? 聯(lián)合型富集層除塵器中富集層沉降室替代電收塵前一個(gè)或兩個(gè)電場(chǎng)除塵室。電除塵器電場(chǎng)數(shù)量減少，體積減小，造價(jià)低、耗材低，降低了投資建設(shè)費(fèi)用。富集層沉降室阻力僅為700Pa，整個(gè)設(shè)備除塵電耗降低，控制操作簡(jiǎn)單。聯(lián)合型富集層除塵器占地少，其中富集層沉降室運(yùn)行可靠，在電收塵出現(xiàn)故障時(shí)，也可保證排放在Ⅱ～Ⅲ類(lèi)排放標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。
圖1 富集層分離器
??? 富集層沉降室體積小、造價(jià)低、運(yùn)行可靠、除塵效率高等優(yōu)點(diǎn)，在保證具有同樣除塵效率的基礎(chǔ)上，完全可以使整個(gè)設(shè)備體積小電、袋除塵的體積，適合于在改造項(xiàng)目中場(chǎng)地空間不足情況下應(yīng)用；富集層沉降室成本造價(jià)低廉，其建造成本遠(yuǎn)小于建設(shè)一個(gè)電除塵器的電場(chǎng)或建設(shè)一個(gè)袋除塵器的濾袋室所耗費(fèi)的成本，另外，富集層沉降室?guī)缀醪恍枰笃谶\(yùn)行成本，節(jié)省了電除塵器運(yùn)行電耗，或袋除塵器更換濾袋所帶來(lái)的高昂成本，這些優(yōu)點(diǎn)都是在保證達(dá)到同樣除塵效率的情況下所具有的。此項(xiàng)設(shè)計(jì)是北京登普公司在研發(fā)、設(shè)計(jì)富集層除塵器中所產(chǎn)生的思路，真誠(chéng)希望與電除塵器或袋除塵器廠家達(dá)成合作意向，共同完善、發(fā)展新一代除塵器。
??? 增能、零排放余熱發(fā)電系統(tǒng)
??? 富集層除塵器能夠完全解決風(fēng)機(jī)的磨損問(wèn)題，根據(jù)這一特點(diǎn)我們對(duì)現(xiàn)有熟料冷卻機(jī)余熱發(fā)電熱力循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了增能、零排放最優(yōu)余熱利用設(shè)計(jì)方案。
??? 在傳統(tǒng)的水泥行業(yè)中，窯頭蓖冷機(jī)冷卻系統(tǒng)是利用引風(fēng)機(jī)抽取室溫下的空氣對(duì)水泥熟料進(jìn)行冷卻，水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)就是利用窯頭蓖冷機(jī)排放的②路溫度較高的煙氣經(jīng)余熱鍋爐產(chǎn)生高溫蒸汽，高溫蒸汽經(jīng)汽輪機(jī)后進(jìn)行發(fā)電。②路煙氣經(jīng)余熱鍋爐后與①路煙氣一起經(jīng)除塵器除塵，在經(jīng)風(fēng)機(jī)后對(duì)空排放。排放系統(tǒng)如圖1所示。該系統(tǒng)是利用300℃～400℃的含塵煙氣進(jìn)行發(fā)電，產(chǎn)生的蒸發(fā)量、蒸汽出口溫度較低、進(jìn)而余熱發(fā)電量較低。要想提高發(fā)電量，就需要提高余熱鍋爐煙氣進(jìn)口溫度，根據(jù)蓖冷機(jī)冷卻系統(tǒng)的特性，利用低溫?zé)煔鈱?duì)熟料進(jìn)行冷卻，使煙氣循環(huán)利用，做到系統(tǒng)零排放，提高了進(jìn)余熱鍋爐的煙氣溫度，增加發(fā)電量。
??? 為了能實(shí)現(xiàn)煙氣的循環(huán)利用，必須解決的是風(fēng)機(jī)的磨損問(wèn)題。北京登普公司應(yīng)用富集層理論設(shè)計(jì)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的除塵設(shè)備——斜置富集層分離器。該設(shè)備除塵效率達(dá)到了95%，流經(jīng)該設(shè)備的煙氣，可以達(dá)到風(fēng)機(jī)不磨損。根據(jù)這一特點(diǎn)北京登普公司對(duì)現(xiàn)有熟料冷卻機(jī)熱力循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，圖2 、圖3 、圖4 所
示。
圖2:
圖3：
圖4：
??? 根據(jù)熟料冷卻的特點(diǎn)，①、④路系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)引進(jìn)室溫空氣對(duì)熟料進(jìn)行冷卻，而②、③路系統(tǒng)是引風(fēng)機(jī)利用余熱鍋爐和 ①路系統(tǒng)所產(chǎn)生的低溫?zé)煔猓瑢?duì)熟料進(jìn)行冷卻。圖2循環(huán)系統(tǒng)適用于新建余熱發(fā)電項(xiàng)目，圖3、圖4循環(huán)系統(tǒng)適用于對(duì)現(xiàn)有余熱發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行改造項(xiàng)目，根據(jù)不同工況和用戶(hù)的要求選擇最優(yōu)的解決方案。熱力循環(huán)系統(tǒng)特點(diǎn)是：
??? 1、斜置富集層除塵器除塵效率高，保證風(fēng)機(jī)不磨損。
??? 2、②、③路系統(tǒng)利用低溫?zé)煔鈱?duì)熟料進(jìn)行冷卻，減少了被煙氣攜帶排放的熱量，使熱量得以從新利用。
??? 3、②路系統(tǒng)排放的煙氣溫度提高，提高了余熱鍋爐進(jìn)口煙氣溫度、蒸發(fā)量和蒸汽出口溫度，提高余熱發(fā)電量。該系統(tǒng)也減少了低溫能源的浪費(fèi)，達(dá)到了高效、增能目的。
??? 4、整個(gè)系統(tǒng)煙氣循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)零排放，以100000m3/h風(fēng)量為例，可減少粉塵排放量為5t/h。
??? 5、②、③路系統(tǒng)選用風(fēng)機(jī)最高使用溫度200℃，壓頭分別增加1000Pa和2000Pa左右。風(fēng)機(jī)運(yùn)行成本小于由于零排放所省去的電除塵器和大功率引風(fēng)機(jī)設(shè)備的運(yùn)行成本，整體運(yùn)行成本降低。富集層取出型理論是登普公司對(duì)分離理論的創(chuàng)新，富袋、富電聯(lián)合除塵器和增能、零排放余熱發(fā)電系統(tǒng)是富集層除塵器的最佳應(yīng)用實(shí)例。我們可以根據(jù)客戶(hù)要求，設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足不同工況條件的除塵器，保證余熱鍋爐、風(fēng)機(jī)不磨損或達(dá)到國(guó)家規(guī)定的環(huán)保排放要求。
??? 作者：高吉國(guó)
??? 來(lái)源：北京登普環(huán)保科技開(kāi)發(fā)有限公司