Рукавные фильтры для производства цемента

Рукавные фильтры — принцип работы, схема и устройство

В процессе производства и работы технологического оборудования часто возникают сложности с образованием пыли. Данная проблема не обошла стороной горнодобывающие, металлургические, цементные, мукомольные, химические производства и предприятия. Для сохранения здоровья рабочих, минимизации выбросов в атмосферу и продления срока службы станков и агрегатов необходимо очищать воздух и газы от пыли. Среди множества видов пылеулавливающего оборудования широкое применение, благодаря эффективности очистки и универсальным характеристикам, получили рукавные фильтры. В данном материале мы расскажем о принципах работы рукавных фильтров, основных технических характеристиках, схеме конструкции и устройстве. Также можно ознакомиться со статьей по рукавным фильтрам для очистки газов

Устройство и схема

Устройство рукавных фильтров их технические характеристики незначительно отличаются у разных производителей. Основные блоки и принципиальная схема конструкции состоит из следующих элементов:

• Камера грязного газа
• Камера чистого газа
• Корпус рукавного фильтра
• Монтажная плита (разделительная плита между чистой и грязной камерой)
• Фильтровальные рукава
• Система регенерации с ресиверами, пневмоклапанами, продувочными трубами
• Бункер с устройством выгрузки уловленной пыли и опорами
• Система автоматики управления

Конфигурация фильтра отличается в зависимости от условий эксплуатации и может быть дополнена площадками обслуживания, системой автоматической выгрузки бункера, пневмо или вибро системой сводообрушения бункера, системой аварийного подмеса наружнего воздуха для снижения температуры. В случае расположения оборудования на улице, во избежание образования конденсата на корпусе, фильтр оснащается обогревом пневмоклапанов и бункера, а так же теплоизоляцией.

Для фильтрации взрывоопасной пыли, например при производстве муки, цемента, угольных предприятиях, фильтры изготавливаются во взрывозащищенном исполнении. Взрывозащищенное исполнение рукавного фильтра предполагает использование фильтровальных рукавов с антистатическим покрытием, что предотвращает образование статического заряда на поверхности фильтрующего материала. Так же на корпусе фильтра устанавливаются взрыворазрывные мембраны, которые высвобождают избыточное давление в случае взрыва.

Фильтровальный материал рукавов подбирается исходя из особенностей фильтруемой среды, свойств и дисперсности пыли. Основные материалы, используемые в рукавных фильтрах: полиэстер (PE), мета-арамид (AR), полиимид (P84), стекловолокно (FG), политетрафторэтилен (PTFE), полиакрилонитрил (PAN), полифениленсульфид (PPS) и другие.

Принцип работы

Принцип работы рукавныйх фильтров основан на прохождении грязного воздуха через поры нетканного фильтрующего материала. Запыленный воздух по газоходу через входной патрубок попадает в камеру грязного газа и проходит через поверхность фильтровальных рукавов. Пыль оседает на фильтрующем материале, а очищенный воздух попадает в камеру чистого газа и затем удаляется из фильтра. По мере накопления пыли на поверхности фильтрующего материала возрастает сопротивление движению воздуха и снижается пропускная способность фильтровальных рукавов. Для очистки рукавов от уловленной пыли осуществляется их регенерация сжатым воздухом или вибровстряхиванием, в зависимости от метода регенерации рукавного фильтра. Сброшенная с рукавов пыль попадает в бункер накопитель и через устройство выгрузки удаляется. Подробнее про импульсную продувку рукавных фильтров.

Замена рукавных фильтров

Замена неисправных фильтров, как и монтаж новых, выполнятся в соответствии с проектной документацией и условиями эксплуатации очистительной системы.

При замене необходимо учесть следующее:

• плотность пыли;
• производительность фильтрующего устройства;
• место установки;
• качество и дисперсность пыли;
• параметры рабочей среды;
• степень очистки.

При выходе из строя одного рукава в батарее, существует возможность отключить его, не меняя. Для этого необходимо закупорить фильтр по уровню трубной решетки. Снимать каркас или продувочную трубку при этом не требуется.

Смена рукваного фильтра должна выполняться специалистами.

Рукавный фильтр нуждается в замене в случае, если наблюдается его полный износ или снижается эффективность регенерации. Если в стенках фильтра образовались сквозные отверстия, в этом случае замена выполняется раньше установленного времени. Когда же требуется полная замена узла, проводятся следующие действия:

1. Перекрываются входные и выходные заслонки отсека в случае, если того требует конфигурация устройства;
2. Через смотровой люк снимается продувочная труба, которая подведена к заменяемой части батареи.
3. Отсоединяется каркас рукава;
4. Рукав удаляется путем поднятия его по трубной решетке, либо опускания его в пылесборный бункер. В последнем варианте фильтр удаляется из отсека через смотровой люк;
5. Новый рукав монтируется в обратном порядке. После присоединения закрепляется каркас, подключается продувочная трубка. После выполненной замены проводится пробный пуск устройства, чтобы проверить его исправность и функциональность.

Для замены фильтра лучше приглашать специализированную организацию, сотрудники которой имеют опыт проведения работ по обслуживанию рукавной системы фильтрации.

Преимущества и недостатки

Благодаря универсальности своей конструкции, а так же широкой опциональности рукавные фильтры имеют массу преимуществ и нашли широкое применение в различных отраслях. Одним из достоинств является то, что они легко встраиваются в технологическую линию, могут быть адаптированы под условия стесненных габаритов. Среди пылеуловителей сухого типа рукавные фильтры имеют наиболее высокую степень очистки – до 99%. Имеют сравнительно низкие эксплуатационные затраты, которые ограничиваются регламентной заменой фильтрующих рукавов один раз в 2-3 года (данный срок зависит от агрессивности среды, температуры и влажности) и периодической заменой пневмоклапанов. Рукавные фильтры могут так же эффективно функционировать в условиях суровой зимы с температурой наружного воздуха до -60С, как и в отапливаемом помещении, что можно отнести это к безусловным достоинствам.

При этом существуют и недостатки рукавных фильтров. Один из них это необходимость подвода сжатого воздуха, к которому имеются особые требования. Например для больших фильтров, обеспечивающих фильтрацию 150-200 тыс. м3/ч загрязненного газа, необходима подача сжатого воздуха в объеме 4000 л/мин. Для некоторых фильтров необходимо применение рукавов из мета-арамида, стекловолокна, полиимида и других дорогих материалов, от правильности подбора которых зависит срок их жизни. Ошибки в подборе фильтрующего материала влекут за собой значительное увеличение стоимости эксплуатации всего оборудования. Фильтровальный материал рукавов подбирается исходя из особенностей фильтруемой среды, свойств и дисперсности пыли. Основные материалы, используемые в рукавных фильтрах: полиэстер ( PE ), мета-арамид ( AR ), полиимид ( P 84), стекловолокно ( FG ), политетрафторэтилен ( PTFE ), полиакрилонитрил ( PAN ), полифениленсульфид ( PPS ) и другие.

Источник

Рукавные фильтры от цементной пыли – от производителя

НПП «Планета-ЭКО» предлагает вам различные модели рукавных фильтров для цемента — со встроенным встряхивателем, с функцией импульсной регенерации, с обратным потоком. Рукавные фильтры, наиболее эффективные при работе с цементом, это — серии ФРКИ, РФГ и СМЦ. При производстве цемента мы неизбежно сталкиваемся с сильным пылевыделением. Пыль выделяется не только с газами, которые выходят из вращающейся печи, но и в процессе дробления, сушки и при помоле сырья, при работе с клинкером, при упаковке, погрузке и разгрузке сырья.

Для каждого процесса при производстве цемента мы рекомендуем использовать следующие виды фильтрационной ткани в рукавных фильтрах:

• При обжиге клинкера используются элементы, фильтрующие высокотемпературные газы. Они устанавливаются в рукавных фильтрах с функцией импульсной регенерации. Как правило, это материалы Номекс или мета-Арамид, плотность которых не превышает 500 гр/м2. Эти материалы обладают высокой термостойкостью – рабочая температура составляет от 200 до 240 °С;
• В дроблении, а также помоле или сушке цементного сырья можно использовать фильтры как с регенерацией, так и с обратным потоком или встряхиванием. Фильтрующий материал, использующийся в этом случае – полиэстер, удельный вес которого не превышает 400-500 гр/м2. Максимальная рабочая температура – не более 150 °С;
• При помоле клинкера, а также на складах добавок и в силосах мы рекомендуем к использованию рукавные фильтры от цементной пыли с импульсной регенерацией, фильтрующим материалом в которых также является полиэстер, но с армирующей сеткой. Удельный вес такого материала составляет 500 гр/м2, а рабочая температура равна 150 °С.
• В процессе упаковки готовой продукции необходимо использовать элементы, позволяющие проводить фильтрацию пожароопасных и взрывоопасных, а также электролизующихся пылевых смесей. Здесь, как и в предыдущем случае, применяется полиэстер, но снабжённый антистатической нитью из металла. Удельный вес составляет 400-500 гр/м2, а предел рабочей температуры — 150 °С.

Выбор рукавного фильтра

Эффективность очистки рукавного фильтра зависит от условий работы. На нашем сайте вы найдёте полную информацию по всем моделям фильтров, предназначенных для фильтрации цемента и цементной пыли. Мы готовы проконсультировать вас по всем вопросам, касающихся фильтрующих материалов и процесса их замены.

Звоните сегодня и пользуйтесь акциями и скидками

Источник

Обеспечение эффективности очистки технологических газов и аспирационного воздуха в производстве цемента на основе наилучших доступных технологий

Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2015 года № 1576 с 1 июля 2016 года для добровольного применения в Российской Федерации введен в дей­ствие информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям (НДТ) ИТС 6-2015 «Производство цемента». В справочнике описаны способы производства цемента и технологические процессы, сопровождающие его, рассмотрены особенности использования различных видов сырья и топлива, а также влияние технологических процессов на выделение загрязняющих веществ в атмосферу.

Промышленность строительных материа­лов характеризуется образованием значительного количества загрязняющих веществ, которые подлежат улавливанию перед их выбросом. В ходе производства цемента основными организованными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются технологические газы при обжиге клинкера и аспирационный воздух, в который попадают аэрозольные частицы при подготовке сырья, помоле, транспортировке продукта, фасовке и отгрузке готовой продукции. К технологическим можно отнести газы, образующиеся при обжиге клинкера с холодной и горячей сторон печей обжига. Характеристика и наличие загрязняющих компонентов в этих газах во многом зависят от исходного сырья и способа ведения обжига (мокрый, полусухой, сухой и др.).

Основными аппаратами очистки технологических газов и аспирационного воздуха от твердых загрязняющих веществ на предприятиях цементной промышленности являются электрофильтры, рукавные фильтры и циклоны.
При обжиге клинкера, в зависимости от способа его производства, газы очищают при помощи электро- или рукавных фильтров. Электрофильтры широко используются при мокром способе производства, для сухого способа производства могут использоваться и электрофильтры, и рукавные фильтры. Очистка аспирационного воздуха при производстве цемента осуществляется преимущественно с использованием рукавных фильтров.

Циклоны используются в качестве первой ступени очистки, предназначенной для снижения запыленности газов перед подачей в основные аппараты очистки и абразивного износа элементов оборудования. Если грамотно выбирать аппараты очистки и эксплуатировать установки очистки в соответствии с требованиями проект­ной организации и производителей оборудования, то на сегодняшний день эффективную очистку технологических газов и аспирационного воздуха на предприя­тиях цементной промышленности можно обеспечить, используя одноступенчатые схемы очистки (в электрофильтрах или рукавных фильтрах).

Использование перечисленных аппаратов очистки соответствует содержанию НДТ-8 ИТС 6-2015.

При выборе типа аппарата очистки применительно к конкретным технологическим параметрам (рис. 1 и 2) следует учитывать следующие особенности оборудования:

• возможность обеспечения экологических нормативов;
• особенности конструкции аппаратов очистки и их соответствие технологическим, эксплуатационным и климатическим требованиям;
• инвестиционные и эксплуатационные затраты;
• сроки строительства.

Рис. 1. Соотношение инвестиционных и эксплуатационных параметров аппаратов очистки (по данным экспертной оценки)

Рис. 2. Соотношение габаритов аппаратов очистки (по данным экспертной оценки): электрофильтр (1; габариты условно приняты за 100 %); рукавный фильтр с круглыми (2) и плоскими (3) фильтровальными элементами

Обеспечение эффективности очистки газов в электрофильтрах

Электрофильтр является достаточно сложным и металлоемким аппаратом очистки. Выпуском электрофильтров занимаются компании, имеющие специальное прокатное оборудование для изготовления электродных систем, систем регенерации и оригинальной оснастки на производстве, а также располагающие штатом технических специалистов, в том числе высококвалифицированных конструкторов с опытом и соответствующими знаниями в области проектирования и прак­тического использования электрофильтров в промышленности.

Эффективность очистки технологических газов в электрофильтрах может быть достигнута путем реализации следующих технических решений.

1. Использование современных конструкций внутреннего механического оборудования электрофильтров:

• увеличение межэлектродного промежутка, благодаря чему можно снизить металлоемкость оборудования на 15 %;
• применение коронирующих элементов с пониженным напряжением зажигания, что позволяет уменьшить энергопотреб­ление на 20—30 %;
• автоматизация работы оборудования установки очистки с оптимизацией режимов встряхивания электродной сис­темы;
• выбор оборудования исходя из технологических параметров пылегазового потока, скорости газов и времени их пребывания в активной части электрофильтра, что позволяет обеспечить требуемые экологические нормативы при условии минимизации затрат на установку очистки.

2. Использование современных источников питания и средств управления. Выбор источников питания осуществляется в соответствии с параметрами пылегазового потока. Могут быть использованы однофазные, трехфазные или высокочастотные источники питания. В настоящее время широко используются одно- и трехфазные источники питания на 100—110 кВ, которые позволяют успешно эксплуатировать электрофильтры с увеличенным межэлектродным промежутком, существенно снижая их металлоемкость и гарантированно обеспечивая эффективность очистки. Высокочастотные источники питания могут использоваться для трудно улавливаемой пыли — мелкодисперсной и высокоомной.

При установке пылемера после электрофильтра современные источники питания позволяют оптимизировать работу агрегата питания по заданному значению остаточной запыленности, что приводит либо к повышению эффективности очистки, либо к экономии энергопотребления. Установка агрегатов непосредственно на крышке электрофильтра обеспечивает повышение надежности при эксплуатации электрофильтра за счет того, что исключается использование высоковольт­ного кабеля.

3. Выбор оптимальных габаритов электрофильтра исходя из технологических параметров пылегазового потока, скорости газов и времени их пребывания в активной части электрофильтра позволяет обеспечить требуе­мые экологические нормативы при условии минимизации затрат на установку очистки.

Реконструкция электрофильтров. В настоящее время на цементных заводах функционирует много электрофильтров морально и физически устаревших конструкций. Они находятся в эксплуатации по несколько десятков лет и подлежат замене или реконструкции с обеспечением современных экологических нормативов. Реконструкция электрофильтров может подразумевать следующее:

• полную или частичную замену внутреннего механического оборудования в габаритах установки очистки без увеличения производительности и с использованием новых источников питания;
• увеличение производительности электрофильтров с использованием суще­ствующих постаментов за счет увеличения активной высоты электродов, количества полей;
• реконструкцию электрофильтров путем замены внутреннего механического оборудования электрофильтра на оборудование рукавного фильтра, что позволяет обеспечить существенное увеличение объемов очищаемых газов в габаритах аппарата.

Преимущества и недостатки электрофильтров. При обеспечении технологических и эксплуатационных показателей и своевременном проведении ремонтно-восстановительных работ преимуществами использования электрофильтров являются надежность аппаратов и долговечность их конструкций. Электрофильтры обладают незначительным гидравлическим сопротивлением по отношению к другим аппаратам очистки. К недостаткам использования электрофильтров можно отнести большую металлоемкость, значительное время строи­тельства, сложности в улавливании отдельных видов пыли, особенно мелкодисперсных и высокоомных. Электрофильтры также не используются для очистки взрывоопасных пылегазовых потоков.

Использование комбинированных аппаратов очистки (электрофильтр плюс рукавный фильтр) нецелесообразно, так как для работы электрофильтра необходимо обеспечить соответствующее газораспределение на входе и на выходе из его активной части, что требует создания значительного пространства между активной частью электрофильтра и оборудованием рукавного фильтра. Использование комбинированного аппарата очистки резко увеличивает потреб­ление электроэнергии, необходимой для работы электрического поля (полей). Электроэнергия также требуется на преодоление гидравлического сопротивления фрагмента рукавного фильтра, что приводит к повышению инвестиционных и эксплуатационных затрат.

Обеспечение эффективности очистки газов в рукавных фильтрах

В последние годы большую конкуренцию электростатической очистке составляет очистка газов методом фильтрации с использованием большого разнообразия конструкций рукавных фильтров. Метод фильтрации, используемый в современных конструкциях таких фильтров, позволяет с высокой эффективностью очищать технологические газы и аспирационный воздух на предприятиях цементной промышленности. Рукавные фильтры широко используются для очистки воздуха цементных мельниц, узлов аспирации мест пересыпки, в системе аспирации силосов и на других переделах при производстве цемента. В последние годы такие фильтры применяются для очистки технологических газов, отходящих от печей обжига клинкера при сухом способе производства. Рукавные фильтры можно использовать при замене электрофильтров или циклонов для очистки клинкерных газов со стороны горячего конца печей обжига клинкера, вне зависимости от способа производства.

Эффективность очистки. Для обеспечения эффективной очистки и эксплуатационной надежности рукавных фильтров требуется особенно внимательно подходить к их выбору, который усложнен ввиду большого разнообразия конструкций рукавных фильтров и систем регенерации фильтровальных материалов. В настоящее время в цемент­ной промышленности широко используются рукавные фильтры с круглыми вертикально расположенными фильтровальными элементами и импульсной регенерацией сжатым воздухом. Их конкурентами являются рукавные фильтры с плоскими горизонтально расположенными фильтровальными элементами. Данная конструкция позволяет при одинаковой площади поверх­ности фильтрации снизить в 2—4 раза габариты фильтров по сравнению с габаритами фильтров с круглыми вертикально расположенными фильтровальными элементами, при этом организация обслуживания аппарата сбоку снижает общую металлоемкость установки в целом. Возможность отключать секции рукавных фильтров и наличие предкамеры суще­ственно улучшают эксплуатационные свойства аппаратов и стойкость фильтровальных элементов за счет уменьшения их износа, вызванного воздействием частиц абразивных материалов, и меньшей запыленности газов, поступающих на фильтровальные элементы.

Эффективная очистка технологических газов в рукавных фильтрах может быть достигнута путем реализации следующих технических решений.

1. Выбор наиболее подходящей конструкции рукавного фильтра применительно к конкретным условиям:

• определение основных конструктивных особенностей — с отключением секций или без него, с предкамерой (для минимизации абразивного износа фильтровальных элементов) или без нее;
• определение типа и формы фильтровальных элементов;
• выбор системы регенерации фильтровальных элементов с оптимизацией режимов регенерации по нарастанию гидравлического сопротивления фильтровальных элементов;
• определение оптимальной нагрузки на фильтровальный материал и требований по его обработке (каландрирование, анти­статическая обработка и др.).

2. Исключение подсосов со стороны оборудования системы удаления уловленной пыли из бункеров рукавного фильтра.

3. Обеспечение требований по теплоизоляции:

• исключение открытых (неизолированных) участков корпусных конструкций;
• поддержание температуры очищаемых газов по всему объему аппарата выше кислотной точки росы на 20—25 ° С.

Преимущества и недостатки рукавных фильтров. Рукавные фильтры имеют целый ряд преимуществ перед их конкурентами, в том числе и перед электрофиль­трами:

• они более компакты по сравнению с электрофильтрами, что снижает затраты и сроки строительства установок очистки;
• они позволяют обеспечивать более высокую эффективность очистки газов (порядка 5—10 мг/м3) при практически равном энергопотреблении с электрофильтрами;
• некоторые современные фильтровальные материалы конкурируют по стойкости с металлом в различных кислотных средах, а также могут успешно эксплуатироваться при температуре 240—300 °С при использовании соответствующих фильтровальных материалов;
• замена фильтровальных элементов приводит к полному восстановлению первоначальной (проектной) эффективности очистки, а при использовании фильтровальных элементов с улучшенными свойствами — к повышению эффективности очистки и увеличению срока их службы. Это существенно отличает рукавные фильтры от прочих аппаратов очистки;
• рукавные фильтры можно использовать для очистки пожаро- и взры­воопас­ных технологических газов и аспирационного воздуха;
• в них можно улавливать высокоомные, мелкодисперсные и иные сложные виды пыли, трудно улавливаемые в электрофильтрах и иных аппаратах очистки, в том числе пыли с насыпной плотностью ниже 0,15 т/м3.

К недостаткам использования рукавных фильтров можно отнести особенности улавливания слипающихся пылей и возможность частого снижения температуры очищаемого потока ниже кислотной точки росы для большинства применяемых видов фильтровальных материалов, что может приводить к снижению стойкости фильтровальных элементов.

Потребность в периодической замене фильтровальных элементов (при правильном подборе материала фильтровальных элементов, газовых нагрузок и соответствующем уровне эксплуатации) может составлять раз в 3—5 лет и реже, что сопоставимо с проведением ремонтно-восстановительных работ для электрофильтров.

Рукавные фильтры составляют большую конкуренцию электрофильтрам, так как обеспечивают гарантированную степень очистки газов и аспирационного воздуха в несколько раз выше. При этом рукавные фильтры меньше по габаритам и металлоемкости. Сроки строи­тельства установок очистки с использованием рукавных фильтров в цементной промышленности намного меньше, чем для систем с электрофильтрами.

Выигрышным техническим решением является реконструкция установок очистки с заменой внутреннего механического оборудования электрофильтров на оборудование рукавных фильтров (рис. 3 и 4). Данный способ реконструкции требует минимальных сроков для его реализации и позволяет не только обеспечить достижение экологических нормативов, но и увеличить производительность аппаратов в существующих габаритах.

Рис. 3. Схема реконструкции электрофильтра с заменой на внутреннее оборудование рукавного фильтра и максимальным использованием корпусных конструкций электрофильтра

Рис. 4. Установка очистки технологических газов со стороны горячего конца печи обжига клинкера после реконструкции электрофильтра с заменой на оборудование рукавного фильтра

Комплекс мероприятий по обеспечению эффективности очистки технологических газов и аспирационного воздуха

Предлагаемые к реализации на предприятиях цементной промышленности мероприятия, обеспечивающие эффективность очистки технологических газов и аспирационного воздуха, могут включать в себя следующее:
оптимизацию технологических процессов с минимизацией образования загрязняющих веществ, в том числе:

• оптимизацию работы технологического оборудования;
• автоматизацию технологических процессов;
• исключение попадания неочищенных газов в атмосферу;
• рекуперацию тепла отходящих газов;

— обновление парка газоочистного оборудования, в том числе:

• строительство новых установок очистки;
• использование современного экологического оборудования;
• реконструкцию или модернизацию устаревшего экологического оборудования;
• внедрение средств автоматизации и контроля за работой установкой очистки;
• внедрение приборов контроля параметров остаточных выбросов, мониторинг выбросов в атмосферу;
• обеспечение возврата в производство уловленной пыли без потери при транс­портировке с исключением вторичного попадания уловленной пыли в атмосферу;

— привлечение к проектированию и монтажу оборудования установок очистки компетентных специализированных организаций;
— обеспечение эксплуатации установок очистки квалифицированным персоналом и на основе технических требований используемых аппаратов очистки.

Использование НДТ следует совмещать с комплексным решением вопросов по установкам очистки, начиная с правильного выбора аппаратов очистки и проектирования этих установок с учетом режимов работы технологического оборудования и условий эксплуатации (включая климатические) и заканчивая грамотной эксплуатацией экологического оборудования.

В.Н. Чумаков,
технический директор,
ООО «Центр промышленного инжиниринга», Россия

Источник