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袋式除塵器在陶瓷行業噴霧幹燥塔上的應用

袋式除塵器在陶瓷行業噴霧幹燥塔上的應用

  • 除塵效率:99.9%
  • 方案優勢:提高了係統的工作可靠性和穩定性
  • 所需設備:袋式除塵器,旋風除塵器
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方案介紹

在生產陶瓷地磚的噴霧幹燥塔工序中,傳統的除塵方法是采用旋風除塵器除塵,但是該除塵方法的效果不徹底。近年來由於清潔生產和節能減排的需要,各企業在此基礎上增加使用了袋式除塵器。旋風除塵器用作粗濾,袋式除塵器用作細濾,二者雙管齊下。雖然投入增加了,但減少了噴霧幹燥塔對大氣層的粉塵排放量,同時能夠使可用粉塵回收再利用,起到了一舉兩得的效果。

袋式除塵器工作原理與說明

袋式除塵器采用滌綸針剌氈濾料作為過濾材料(濾芯),透氣性能強,除塵效率高。將其製作成一個個由金屬骨架包裹的圓柱狀中空的濾氣組件(俗稱布袋),把數個濾氣組件(圖1為三件)裝進一個特製的箱體內,簡稱為氣箱脈衝袋,如圖1所示。而袋式除塵器是由多個這樣的氣箱脈衝袋組成。

氣箱脈衝袋除塵器,采用反吹除塵法,不僅能淨化一般的含塵硫氣體,還能處理入口濃度達1300g/Nm3的含塵氣體。煙氣中所含的水蒸氣由於其溫度較高,在100℃左右,初呈氣態;從噴霧塔出來後,溫度有所降低,冷凝成水滴附在煙氣中的塵粒上,呈現霧狀;進入氣箱脈衝袋除塵器時塵粒即被捕集下來。

除塵清灰工作過程為:以一個袋為例,含塵氣體由進口處直接進入氣箱的袋室;由於有負壓風機的引力驅動作用,含塵氣體由外及裏,自下而上,克服阻力,穿越濾芯到達上部箱體;粉塵就會被阻擋在濾器組件之外,小的顆粒被吸附在濾芯的表麵,大的顆粒直接掉到下麵的灰鬥中;經過過濾後的含有微塵的氣體在脈衝提升閥處匯集,之後從出風口排出,此時便是幹淨的氣體。這個工作過程如圖1中的過濾狀態所示,過濾狀態就是對含塵氣體進行除塵。當過濾工作達到一定時間(或阻力達到預先設定值),清灰過程開始。其工作過程為:控製器發出信號,使脈衝提升閥關閉,阻斷排氣;壓縮空氣脈衝閥開啟,以大於0.5MPa的壓縮空氣經脈衝閥噴入淨氣室;並迅速膨脹入濾袋內,並產生振動作用,清除濾袋外側表麵上的粉塵,粉塵掉落到灰鬥,如圖1中的清灰狀態所示。這個動作完成後(大約6~15s),壓縮空氣脈衝閥關閉,提升閥重新打開,該箱室的濾袋重新回到過濾狀態。

噴霧塔的尾氣中含有大量的粉塵和SO2等廢氣,經過旋風除塵和布袋除塵後的煙氣的粉塵量可降到40mg/m3以下,比之前的8000mg/m3降低了兩個數量級,效果非常明顯。除下來的粉塵都是陶泥粉,可以回收利用。

本文中袋式除塵器由18個氣箱脈衝袋組成。氣箱脈衝袋需要定期清除濾芯表麵的粉塵,防止堵塞。清灰時采用分箱(袋)清灰的方式,逐箱隔離、輪流進行,逐一按要求進行清灰直至最後一個箱室清灰完畢,此為一個清灰周期。除塵器的脈衝噴吹寬度和清灰周期,是由清灰程序控製器自動控製連續進行,從而保證了清灰的效果。

控製係統設計

在清灰過程中,氣箱脈衝袋的提升脈衝閥和噴氣脈衝閥的動作要密切配合。其動作流程是:先關斷提升脈衝閥,再打開噴氣脈衝閥;幾秒之後進行壓力檢測;然後關斷噴氣脈衝閥,最後打開提升脈衝閥。係統輸出信號,通過電磁閥來關斷或開啟這些脈衝閥,控製每個氣箱脈衝袋的清灰過程。如此眾多的輸出口,筆者通過陣列的方式,簡化輸出口的數量,通過增加軟件指令的措施來實現輸出口的控製,並且其功能不會減少,如圖2所示。

在本係統中采用西門子可編程控製器S7—226外帶一個擴展模塊EM223,其中KA1~KA18是控製1~18號脈衝提升閥的中繼,KA19~KA36是控製1~18號脈衝噴氣閥的中繼,這些都不可缺省。這36個中繼如果用36個輸出口來驅動,勢必繁多。由於本文采用輪流清灰的工作特點,因此18個脈衝提升閥任何時候隻有一個動作,18個脈衝噴氣閥任何時候也隻有一個動作,現隻用Q1.0~Q3.3中的18個輸出口,利用陣列即可實現對36個輸出口的驅動。例如:如果要實現2號噴氣閥KA20動作,隻要程序中同時輸出Q1.0和Q3.2就可以了。指令如下:

在本係統的設計過程中,考慮到要自動檢測每個袋的工作狀況,特別是要檢測布袋是否破損或者堵塞,因此需要PLC設定檢測輸入口。當布袋有破損時,在壓縮空氣噴氣數秒之內,壓力下降太快,用壓力表可檢測出它的壓力會明顯降低;壓力過低,壓力表輸出一個檢測信號(如KL)給PLC,進行報警並指示,以便及時處理。而在壓縮空氣噴氣數秒之內檢測壓力過高,則表示布袋被粉塵堵塞,壓力下降太慢,過濾性能差了,壓力表也會輸出一個檢測信號(如KH)給PLC,進行報警並指示,以便及時處理。如此眾多的輸入接口,須進行簡化處理。如圖3所示:本設計隻需要有I3.2、I3.3和I3.6、I3.7及I4.4、I4.5這六個輸入點,即可實現18個袋的超低壓和超高壓的共36個輸入反饋信號。例如:5號袋發生破裂,當清灰噴氣後,壓力降低過快,壓力表設定的最低限動作;輸入模塊的輸入點I3.3可以通過KA5和KL5串聯回路,捕獲到此故障狀態;並用程序軟件區分出來,由此產生的報警信號可以通過人機界麵顯示。

結論

通過對控製係統的簡化措施,筆者成功地設計並製作了袋式除塵器的控製應用係統。不僅節省了硬件的開銷,而且提高了係統的工作可靠性和穩定性,取得了明顯的經濟效果。

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