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专治工业雾霾且节能50%的储能清灰串式布袋除尘器

2017-01-13 14:20:05 来源:

目前京津冀雾霾特别严重,其主要根源在于燃煤,而现有治理技术显得仓白无力。本技术产品是用十二年时间投资1000多万元研制成功的,不但可高效治理雾霾、超低排放,还可比常规产品节能50%,使用三年的节电价值就可收回全部投资。现已应用于多台小到1吨大到1000吨的30万kW发电锅炉上,排放浓渡在10mg/m3左右直至5mg/m3以下。

除尘器

1 治理雾霾的机理:

由过滤机理可知,袋式除尘最主要的是筛分作用。对于同一种滤料,其除尘效率取决于过滤速度的大小。风速越小,效率越高,过滤风速降到二分一时,其除尘效率可提高一倍。下图是过滤风速与除尘效率的关系曲线[1]。

除尘器

图中显示:风速为3时的效率是90,风速为1.2时的效率是99,效率提高了一倍,既剩余10%粉尘的除去率是90%。

除尘效率的提高,原因是风速降到二分之一,而受力降到四分之一;由于在使用运行中始终处于受弱力而非强力的状态下,受力大大降低,其粉尘穿透滤料的能力也大大降低,因而被捕集下来。常规除尘器风速大、穿透力强,处理PM2.5的效率较低,当总效率为99%时PM2.5的效率不足50%;由于风速的降低,PM2.5的去除率提高约90%。既已有产品的除尘效率为99%时,本产品可达到99.99%,提高一倍。经过实际应用已经证明了这一点。

2 串式布袋的节能

研究串式布袋的节能用了6年时间,用户开始不相信并进行了严格地检验,经检验证明做到了节能75%,并写了一篇论文刊登在2006年中国环境科学学会论文集上,在网上的综合搜索中输入“袋除尘节能”,可看到此文和多篇相关文章。

2.1 节能的理论根据

由动力学可知,物质的动能为:

T = mu2/2 …………………………(1)

式中:T —物质所具有的动能;

m —物质的质量;

u —物质的运动速度。

此式可理解为被处理的气体所消耗的能量,其中m为气体质量,u为流动速度。

式中可看出,物质所具有的动能与其运动速度成平方关系。而速度u可人为地进行改变和控制,当u降到二分之一时,其能量则降到四分之一。这就是本节能的理论原理和依据。见下图[2]:

除尘器

本研究的初衷是为了节能。要研究,必须有理论指导。只有有了节能的理论,才有可能行得通。成功后,令研究人员所绝没有想到的是节能却符带出了除尘效率竞能成倍的提高,进而迎得今天雾霾治理的需要。2.2 节能的结构——串式布袋(发明专利)

在处理风量不变的前提下,过滤速度降到二分之一,只有采取加大一倍的过滤面积才能实现。如果按常规,过滤面积增加一倍,其生产成本、重量、体积也要增加一倍,这是不可采取的。唯一的办法只有在体积不变的前提下,将过滤面积增加一倍,才算得上是技术创新。研究人员经过无数次失败,制作出了能够密集排放的“布袋串”,此产品在现有体积内增加过滤面积1~3倍,研制成功时,竞是意想不到的简单,也令研究人员感到意外。

常规产品主箱体每立方米体积内的有效过滤面积在10平方米以下,本产品达20-30平方米;处理相同气体时,除尘器阻力由1600帕降到400帕,除尘器节能75%,制造成本稍有增加。

2.3 产品的有效能耗

⑴ 除尘器的阻力

本产品的阻力一般≤500pa,(常规产品≥1500pa);用于矿物质除尘时在200pa左右;

⑵ 除尘器的能耗取决于其阻力和风量的乘积

用公式表示为 Pq = qqpq/1000 (kw)…………(2)

式中:Pq ——除尘器的有效能耗,kw ;

qq ——除尘器的风量,m3/s;

pq ——除尘器的阻力,pa。

在风量不变的前提下,当阻力降到四分之一时,其有效能耗自然也降到四分之一,此时的节能率为75%.

3 弹簧储能清灰技术——多项发明专利

研究节能成功后,当应用于其他行业时则全部失败。究其原因,是目前的所有清灰技术都不能使用。不得已,又用6年时间,又经过无数次失败,终于研制成功新型清灰技术。

3.1 背景技术

现有袋式除尘器按清灰方式分为三类,一是机械振动振打类,二是用风机反吸反吹类,三是用压缩空气的脉冲类。

第一类结构虽简单但清灰效果差,第二类效果一般,第三类虽效果最好,却存在多种缺陷:一是有数量众多的脉冲阀,而脉冲阀易出故障,一旦出故障还不易发现,它对压缩空气要求非常严格,既要求干燥又要求很清洁,它还属于易损件,要更换膜片;二是喷吹管的制作和安装要精密,否则易把布袋冲刷坏;三是需要消耗大量的压缩空气,能耗大;四是清灰时把清掉的灰尘几乎全部冲到相邻布袋上去(箱式脉冲不存在此问题);五是清灰时会以袋笼的竖筋为折线反复折来折去,影响布袋寿命,尤其当使用玻纤滤料时影响更显著;六是它只能用于外滤式,而外滤式必须用袋笼,增加了袋笼的投资和成本。

以上所述三类清灰方式还有一个共同的缺陷:在清灰时,不是将布袋在上下方向上迅速缩短或拉长,就是在水平方向上迅速吸瘪或彭涨,均会使布袋打折而影响寿命。

3.2 本技术的作用

袋式除尘器能否长期正常运转,其关键在于清灰系统是否稳定可靠。因目前所有的常规清灰方法不能应用在串式布袋除尘上,只有此法可用。

3.3本技术的结构原理

清灰方法分为两个步骤,第一步是将布袋组用具有预紧力的弹簧固定在上下方向的箱体上,当施加

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