圆筒式袋式除尘器的优化工艺设计

把袋式除尘器的外壳做成圆筒形很普遍，既有小型的，如仓顶袋式除尘器，也有大型的，如高炉煤气袋式除尘器。筒形袋式除尘器的突出优点是节省钢材、耐压好。

圆筒式袋式除尘器是以圆筒形结构为壳体，以滤袋为过滤元件，可用不同的清灰方法，按滤料的过滤原理组织与完成工业气体除尘与净化。

1.分类

圆筒式脉冲袋式除尘器，按过滤方式分为外滤式和内滤式；按清灰压力分为低压式（小于0.4MPa）和高压式（不小于0.4MPa），喷吹介质为压缩氮气；按滤袋长度分为长袋式（6m≤L≤9m）和短袋式（L＜6m）。

圆筒式脉冲袋式除尘器在结构上具有良好的力学特性，适用于易燃、易爆的工业气体除尘与净化。广泛用于高炉煤气、转炉煤气、铁合金煤气等干法除尘工程，烟气温度可达300℃。

目前，以长袋、低压、外滤为代表的圆筒式脉冲袋式除尘器在我国获得巨大发展，成功用于5000m³高炉煤气干法除尘工程，在世界范围首次全面实现了高炉煤气的全干法除尘，对推进和发展高炉炼铁工艺、配套短流程输灰设施、实现环境保护与节能具有重大经济效益、社会效益和环境效益。

2.结构

圆筒式脉冲袋式除尘器（见图3-61）由筒身、锥形灰斗、封头、过滤装置、喷吹清灰装置、进气管、出气管和输灰设施等组成。

除尘器壳体、过滤装置、喷吹清灰装置和输灰是圆筒式脉冲袋式除尘器的关键构件。

（1）除尘器壳体 除尘器壳体为圆形结构，按钢制容器设计。其中，筒身为圆筒形，封头为球形，灰斗为圆锥形。为满足检修换袋需要，封头与筒身之间可为法兰式，也可为焊接式。弹簧式滤袋骨架的出现，使长滤袋（6～9m）在净气室内整体换袋成为可能，使除尘器壳体的按压力容器管理成为现实。在设计除尘器壳体时，还应按需要设置必要的检修孔。

（2）喷吹装置 喷吹装置由脉冲喷吹控制仪、电磁脉冲阀和强力喷吹装置组成，按清灰工艺需要设计与配置。其中，强力喷吹装置推荐应用中冶集团建筑研究总院环保研究设计院的专利产品——脉冲喷吹袋式除尘器的侧管诱导清灰装置（ZL99253722.3），滤袋直径为φ120mm、φ130mm、φ140mm、φ150mm、φ160mm，滤袋长度为6～9m时，袋底喷吹压力可保证3000Pa，具有优良的清灰特性。

（3）过滤装置 过滤装置主要包括滤袋骨架和滤袋。滤袋骨架随着滤袋的加长而加长（有效长度为6～9m），按需要可采用二段式、三段式或弹簧式。弹簧式特别适用于封头内置换滤袋（见图3-62和表3-24）。

图3-61 圆筒式脉冲袋式除尘器

1—筒身 2—锥形灰斗 3—封头 4—过滤装置 5—喷吹清灰装置 6—进气管 7—出气管

图3-62 弹簧式滤袋骨架

1—弹簧 2—支架 3—配重

表3-24 弹簧式滤袋骨架尺寸

3.工艺参数设计

（1）计算过滤面积

式中 S₀——滤袋计算过滤面积（m²）；

q_vt——工况煤气流量（m³/h）；

v_F——滤袋过滤速度（m/min），一般v_F取0.60～0.90m/min；

q_g——过滤负荷[m³/（h·m²）]。

（2）计算滤袋数量 预估滤袋材质、规格与长度，计算滤袋数量：

S₁ =πdL

式中 S₁——1条滤袋过滤面积（m²）；

d——滤袋直径（m）；

L——滤袋有效长度（m）；

n₀——滤袋设计数量（条）。

（3）排列组合 以圆形花板为依据，考虑滤袋直径、孔间隔及边距等必要尺寸，排列组合，确定滤袋实际分布数量。具体按式计算核定。

D=m（d+a）+2a₀

式中 D₀——圆筒计算直径（m）；

q_vt——每台除尘器处理风量（m³/h）；

v_g——圆筒断面速度（m/s），v_g取0.7～1.0m/s；

m——直径上花板孔的最大数量（个）；

d——滤袋直径（m）；

a——花板孔净间隔（m），一般a取50～70mm；

a₀——距筒壁的净边距（m），一般a₀取120～150mm；

D——筒体实际定性直径（m），校核时要求D≥D₀。(www.xing528.com)

（4）确定滤袋实际数量 以滤袋定性尺寸和圆中心为基准，呈直线排列，按最大数量确定滤袋实际装置数量。

（5）校核滤袋长度 按花板上滤袋实际装置数量与尺寸适度校核滤袋长度，保证滤袋过滤面积的优化。

4.确定除尘器外形尺寸

1）封头高度：

H₁=0.25D+80

2）净气室高度：

H₂=2h

3）尘气室高度：

H₃=L+△H

4）灰斗高度：

式中 H₁——封头高度（m）；

D——圆筒直径（m）；

H₂——净气室直线段高度（m）；

h——喷吹管中心至花板面的净高（m）；

H₃——净气室高度（m）；

L——滤袋有效长度（m）；

△H——安全高度，一般△H取300～500mm；

H₄——灰斗高度（m）；

d——排灰口直径（m）；

tanα——灰斗倾斜角的正切，一般α取30°～32°；

△h——排灰管直线段高度（m），一般△h取80～120mm。

5）支架高度按实际需要确定支架形式与排灰口至支座底脚的高度H₅。

6）设备总高度

H=H₁+H₂+H₃+H₄+H₅

式中 H——设备总高度（m）。

5.附属设施

按主体除尘工艺计算结果，相应确定附属设施的规格与数量。包括：

1）走台、栏杆、梯子及安全设施；

2）脉冲喷吹清灰设施；

3）检测设施；

4）运行操作与控制系统；

5）储气罐及其配气设施；

6）料位监测与控制；

7）输灰设施。

6.设计技术文件

设计文件至少应包括：

1）设计说明书；

2）设计概算书；

3）系统图、平面图、侧视图和相关图样；

4）安装说明书；

5）操作维护说明书；

6）安全操作规程；

7）重大事故抢救预案。