筒式除塵器案例及形式比較

2022-07-01 10:28:23

近幾十年來，利用稱為濾筒的褶式濾料濾芯元件的粉塵收集已成為工業(yè)通風需求的普遍解決方案。 濾筒式除塵設備根據(jù)濾筒方向和箱體氣流設計可分為兩類：

1) 沉流式除塵器設計，配有水平放置的濾筒和位于所有濾材上方的臟空氣進氣口，

2) 橫流式或上流式除塵器設計，配有垂直掛式濾筒和位于濾材下方或側(cè)面的臟空氣進氣口。

工業(yè)通風市場中有一些人聲稱，配有垂直掛式濾筒的除塵器性能更為出眾；他們引用了一些沒有數(shù)據(jù)支持的逸聞示例。 然而，可信的事實支持沉流式除塵器設計更有優(yōu)勢，包括美國政府工業(yè)衛(wèi)生學家會議 (ACGIH?) 工業(yè)通風手冊：

    工業(yè)通風手冊第 8.3.2 節(jié)中陳述，美國環(huán)境保護局發(fā)起的研究表明，臟空氣氣流的向下流動可帶來出眾的性能表現(xiàn)。 這種向下流動可與重力一起作用，將粉塵顆粒輸送至灰斗，從而減少再沉積。

在回顧有關該主題的其他因素之前，簡要回顧一下筒式除塵的起源是有益的。

在二十世紀七十年代，濾筒式除塵器最初設計用于袋式除塵器，這些除塵器配有垂直掛式布袋，臟空氣會通過濾芯下方進入除塵器。 （見 圖 A。） 濾芯元件的褶式濾料可提供出眾的過濾效率，并且與同類織物濾袋相比排放更低。 然而，新型除塵器仍然具有許多與其袋式除塵器前身同樣的局限性，包括：

從清潔濾筒中排出的粉塵在進入灰斗/密閉殼之前仍然需要抵抗進入的空氣。 這導致濾材表面粉塵二次揚塵，凈運行壓降升高，濾芯使用壽命縮短。

由于維修濾芯仍然需要操作人員通過大檢修門打開臟空氣室，濾芯更換活動一直耗時、臟亂，且通常令人不悅。

A) 上流式垂直濾筒

B) 橫流式垂直濾筒

C) 初代沉流式濾筒

D) 升級版沉流式濾筒，配有與沉降區(qū)連接的進氣口

多年以來，通過安裝側(cè)面進氣口，實現(xiàn)了垂直掛式除塵器設計的改進（這一設計使操作人員可以通過濾材旁邊，而不是其下方，進入除塵器）。 從而可以減少一部分粉塵二次揚塵。 然而，清潔過的粉塵顆粒仍然會受進入空氣的影響，并且濾筒更換過程仍會使操作人員和除塵器周圍環(huán)境暴露于通向臟空氣室的出口。 （見 圖 B。）

最后于 20 世紀 80 年代，通過將濾筒由垂直方向旋轉(zhuǎn)為水平方向，并將臟空氣入氣口置于所有濾材上方，實現(xiàn)了突破性進展。 這一變化導致進入的空氣流動模式與通過清潔濾筒排放的粉塵需到達的最終位置一致。 由于重力會自然地將排出的粉塵顆粒向下引向除塵器底部的密閉殼，因此沉流式除塵器的空氣進入模式現(xiàn)在有助于將粉塵顆粒輸送到裝置底部的存儲容器，而不是與之逆流。（見圖 C。）

這種改進的氣流管理設計減少了粉塵的二次揚塵，還可以通過使用裝有表面過濾超細纖維濾材的濾筒進一步減少粉塵的二次揚塵。 減少粉塵二次揚塵可降低運行壓降、延長濾芯使用壽命，并減少用于脈沖清潔濾芯組件的壓縮空氣消耗 - 所有這些都有益于降低除塵器的運營費用，并改善除塵器的總體擁有成本。

   沉流式除塵器（左側(cè)）與垂直掛式除塵器（右側(cè)）

先進的氣流分析方法使沉流式除塵器設計得到進一步的改進。 優(yōu)化濾筒間距以及濾筒與濾筒壁間的尺寸，可以提高給定除塵器殼體尺寸的空氣過濾容量。 右側(cè)示例分析比較了沉流式和側(cè)入式除塵器的精細氣流管理設計結(jié)果。 左側(cè)沉流式除塵器顯示臟空氣室內(nèi)的較低流速，該流速可以使粉塵顆粒更為有效地隨著氣流排出。 相比之下，右側(cè)垂直掛式除塵器顯示較高的速度，以及灰斗部分的向上“清掃”模式，而這會影響清潔粉塵顆粒如何沉降到灰斗下方的密閉殼中。

通過新方法確定臟空氣入氣口位置來進行低損耗預分離，可獲得更大的收益。 最近的設計進展表明，當臟空氣入氣口位于遠離濾材的下流方向時，氣流容量會增加。 在該沉降區(qū)內(nèi)，重顆粒可以在不接觸濾材的情況下隨著氣流落下，氣流分布均勻，消除了可能會過早磨損濾材的高速“熱點”。 （見 圖 D。）

一些除塵器制造商以水平濾芯的軼事圖片為例進行說明，這些濾芯的粉塵在濾芯組件頂部表面積聚并發(fā)生搭橋。 實際上，正確設計、操作和維護的沉流式除塵器具有反向脈沖清灰系統(tǒng)，可限制濾材表面的粉塵積聚。 有見識的濾筒式除塵器供應商應能夠提供全面的、可量化輸送至濾材的清潔能量的脈沖表現(xiàn)數(shù)據(jù)。

最近，脈沖清灰技術(shù)的一項重大突破引入市場，且目前僅在沉流式濾筒配置中可用。 通過控制脈沖清灰系統(tǒng)的壓縮空氣膨脹并最大限度地減少能量輸送損失這一設計，已證實新型清潔系統(tǒng)可提供超過 27% 的脈沖清潔能量。 清潔能源的增加可提高過濾能力，并降低壓縮空氣能耗。

集出眾的氣流管理設計、有效的脈沖清灰性能，和表面過濾納米纖維濾材于單個套件之中，沉流式除塵器可帶來令人驚嘆的空氣過濾容量效益。 評估除塵器氣流量的一種方法為將容積流率與濾材面積進行對比。 上述空氣濾料比 (AMR) 或過濾速度通常用于確定給定應用程序的設備尺寸。

除了除塵器的性能和容量之外，沉流式除塵器相較垂直掛式除塵器還具有可擴展性和可配置性兩個額外優(yōu)勢。 沉流式除塵器的水平濾芯方向可將濾筒定位于基質(zhì)之中，該基質(zhì)可以增加高度和寬度，從而提高靈活性并減少車間總占地面積。 垂直掛式除塵器僅有一層濾芯，因此由于高度是固定的，需要通過增加寬度和深度來增加濾材面積。 這通常會導致增加總占地面積，以提高空氣過濾能力。

        防爆通風是沉流式除塵器與垂直元件除塵器不同的另一領域。 防爆通風口可裝于沉流式除塵器的頂部或側(cè)面，而不改變設備占地面積。 由于防爆通風口必須位于垂直掛式除塵器的側(cè)面，因此通常需要擴大其占地面積，以使通風口向上。 許多工廠更喜歡向上式或頂部安裝式防爆通風口，因為爆燃火焰鋒和爆燃期間排放的物料都朝向上方，而上方對占地面積的影響更少。

最后，與舊式垂直掛式除塵器設計相比，沉流式除塵器的濾芯更換過程簡化了組件更換，并有助于最大限度地減少操作人員接觸收集到的污染物的情況。 沉流式除塵器通常配有蓋板，一次僅能使用幾個濾筒。 如果除塵器位于室外可能多風的位置，則可能是一個很大的優(yōu)勢。 舊式垂直掛式除塵器通常需要較大的檢修門，而這會使操作人員和周圍區(qū)域暴露于整個臟空氣室中。 沉流式除塵器的水平濾筒拆卸也更為簡單干凈，僅需操作人員將其手臂放入除塵器中，以接觸到濾筒。垂直掛式除塵器需要特殊工具來進入洞穴狀的臟空氣室，或者需要操作人員進入實際物理入口（可能為有限空間入口），以拿到箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)更深處的濾筒。 雖然幾乎所有除塵器設計均適應便于濾芯檢修的工業(yè)平臺，也可通過活梯對下降氣流除塵器進行檢修，從而減小對工作場所區(qū)域的影響。

鑒于濾筒檢修門較大、檢修較為困難以及濾芯一般較大/較重，對垂直懸掛除塵器的濾芯進行更換時，一般都需要借助平臺、載人升降機或某些其他類型的精巧接觸工具。

面世 40 多年后，濾筒式除塵器仍然是一種面向多種不同行業(yè)中設施運營商的經(jīng)濟可靠的解決方案。 下降氣流式除塵器具有粉塵二次揚塵更少、占地面積極小、配置靈活性較高、濾芯更換體驗卓越等特點。 憑借這些用戶益處，下降氣流筒式除塵技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。

源自  濾筒除塵之家 公眾號