滤袋式脉冲除尘器的工艺优化及应用
宋 龙，王雪姣，赵利伟，张 铎
1.秦港股份有限公司杂货港务分公司 (秦皇岛 066000) 2.燕山大学 (秦皇岛 066000) 3. 无锡中粮工程科技有限公司 (无锡 214035)
滤袋式脉冲除尘器的工作原理为通过风机使除尘器腔体形成负压，并将设备中的粉尘通过风管吸附至除尘滤袋上，并通过电磁脉冲阀定时将粉尘从滤袋上吹落，最后通过关风器排放至下游设备。作为粉尘控制及安全生产的关键设备，滤袋式脉冲除尘器广泛应用于粮食加工、运输全过程。滤袋使用寿命短，停机后粉尘堆积严重是使用过程中的常见问题。本文从喷吹时间及系统工艺设置的角度进行分析对比，寻求最优的使用方案，以提升滤袋使用寿命，防止粉尘堆积。
目前除尘器的使用通常随倒运流程设备同步启停，喷吹时间及喷吹间隔等参数并未针对不同含尘量的货类以及不同材质的滤袋[1]做针对性的工艺设置。因此，当遇到粉尘量过大的货类时，除尘器滤袋吸附较大量的粉尘，除尘器运行过程中过程中的喷吹无法将大部分粉尘吹落，在停机后，部分粉尘自然沉降形成粉尘堆积，堵塞除尘器，另一部分粉尘则长期吸附于布袋上造成滤袋失效。上述问题存在的主要原因是由于未针对除尘器中的残留粉尘设置充足的喷吹及排灰时间，同时针对实际工况没有对喷吹间隔进行合理设置。在大豆卸船过程中，可以通过设置不同的喷吹时间及喷吹间隔，并综合考虑滤袋、电磁脉冲发膜片的使用寿命及成本来设置合理的工艺参数[2]。工艺参数变量设置见表1。
表1 工艺参数变量
以滤袋式脉冲除尘器为分析对象，设备编号DC03该除尘器本体为锥斗，通过卸灰绞龙将粉尘通过关风器排放至流程设备，除尘器含有容量8 L气包1个，反吹阀8组，滤袋72个。同时，该除尘器带有压差传感器、温度传感器，可通过压差传感器时实采集进风、出风口的压差。本次作业大豆所含粉尘含土量较高，黏性较大，容易粘连在滤袋上。在连续作业3 h后开始观察，通过压差值ΔQ及积尘峰值h的变化来分析得出合理的工艺参数。
除尘器结构示意见图1。其中：压差值ΔQ为除尘器进风口、出风口压力差，通过压差表读取[3]，用来表示除尘布清洁度。当经喷吹后仍大于4 kPa，一般认为滤袋需进行更换。积尘峰值h为除尘器停机2 h后粉尘堆积高度，用来表示不同使用工艺停机后滤袋的清洁度。
图1 除尘器示意图
在设备连续作业过程中，通过PLC程序调整反吹电磁阀喷吹间隔，并分别采集不同时间间隔下一组喷吹完成压差表数值ΔQ1。在每次卸船作业时设置其停机前喷吹时间，待粉尘彻底沉降后，设置1 h沉降时间，通过检修口测量粉尘堆积高度h。数据采集结束后，手动启动除尘器风机，采集压差值ΔQ2。不同喷吹间隔压差变化情况见表2，不同喷吹时间粉尘高度及压差变化情况见表3。
由表2、表3可知，随着喷吹间隔缩短，一组喷吹完成后瞬时压差ΔQ1逐渐变小，说明喷吹间隔越短，滤袋的清洁度越高。随着喷吹时间的增加，流程停止后粉尘堆积量h逐渐减少，瞬时压差ΔQ2逐渐降低，说明作业结束后喷吹时间越长，除尘器本体内剩余粉尘越少，堵塞概率越低，滤袋清洁度越高。
表2 不同喷吹间隔压差变化不同喷吹间隔压差变化情况
表3 不同喷吹时间粉尘高度及压差变化情况
由于大豆货类含有不同程度的水分，除尘器将粉尘吸附在布袋上的同时，若没有足够程度的喷吹，容易造成粉尘在布袋上的沉积板结，再通过长时间的使用后，这些板结的粉尘很难在作业过程中喷吹脱落，造成滤袋失效。
目前电磁脉冲发膜片的使用寿命约30 000次，按DC03除尘器使用情况，电磁脉冲阀全部更换周期在5年左右，全部更换成本在4 000元左右。DC03除尘器使用的为PTFE基布的抗强酸、抗强碱、防水、防油、防静电、阻燃滤袋，单个采购价格在100元左右，全部更换周期在1年左右，全部更换成本为7 200元。
由表4可知，将喷吹间隔设置为5 s可以最大限度的降低使用成本，同时作业结束后，喷吹时间越长，滤袋洁净度越高，滤袋使用寿命越长。因此，将除尘器使用工艺设置为喷吹间隔10 s，作业结束倒运设备停止后除尘器风机停止，反吹及卸灰运转10 min后停止，在最大程度保障滤袋清洁度，提升滤袋使用寿命，减少箱体粉尘堆积的同时，兼顾电磁脉冲阀的使用寿命，从而最大限度的降低生产使用成本。
表4 不同工艺对滤袋寿命及电磁脉冲膜片的影响
本实验通过对滤袋式脉冲除尘器使用工艺参数进行研究，通过喷吹时间、喷吹间隔对滤袋清洁度的影响作出定性分析，对实际使用具有指导意义。但由于生产计划限制，为针对不同工况不同设备进行定量分析。如有条件，后续可针对不同形式除尘器、不同材质滤袋、不同货类等影响因素进行进一步研究，以得到更加完善的结果。同时，可在后续进行进一步的技术改进，从系统流程中针对不同含尘量的货类，设置不同的使用工艺，达到更优化的使用效果。
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