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袋式除塵器的工作原理

布袋除塵器是除塵器中中的一種，它主要應(yīng)用在一些大型的產(chǎn)房里，特別是那些粉塵很多的工廠。在我們的日常生活中我們很少看見，但是對于環(huán)境空氣的質(zhì)量它卻有直觀重要的作用，而一般布袋除塵器的濾料就是合成纖維、天然纖維或玻璃纖維織成的布或氈。

工作機(jī)理

袋式除塵器的工作原理是：依靠編織的或氈織（壓）的濾布作為過濾材料，當(dāng)含塵氣體通過濾袋時，粉塵被阻留在濾袋的表面，干燥空氣則通過濾袋纖維間的縫隙排走，從而達(dá)到分離含塵氣體粉塵的目的。它的工作機(jī)理是粉塵通過濾布時產(chǎn)生的篩分、慣性、黏附、擴(kuò)散和靜電等作用而被捕集。

1.篩分作用

含塵氣體通過濾布時，濾布纖維間的空隙或吸附在濾布表面粉塵間的空隙把大于空隙直徑的粉塵分離下來，稱為篩分作用。對于新濾布，由于纖維之間的空隙很大，這種效果不明顯，除塵效率也低。

只有在使用一定時間后，在濾袋表面建立了一定厚度的粉塵層，篩分作用才比較顯著。清灰后，由于在濾袋表面以及內(nèi)部還殘留一定量的粉塵，所以仍能保持較好的除塵效率。

 對于針刺氈或起絨濾布，由于氈或起絨濾布本身構(gòu)成厚實的多孔濾層，可以比較充分發(fā)揮篩分作用，不完全依靠粉塵層來保持較高的除塵效率。

2.慣性作用

 含塵氣體通過濾布纖維時，大于1μm的粉塵由于慣性作用仍保持直線運(yùn)動撞擊到纖維上而被捕集。粉塵顆粒直徑越大，慣性作用也越大。過濾氣速越高，慣性作用也越大，但氣速太高，通過濾布的氣量也增大，氣流會從濾布薄弱處穿破，造成除塵效率降低。氣速越高，穿破現(xiàn)象越嚴(yán)重。

3.擴(kuò)散作用

當(dāng)粉塵顆粒在0.2μm以下時，由于粉塵極為細(xì)小而產(chǎn)生如氣體分子熱運(yùn)動的布朗運(yùn)動，增加了粉塵與濾布表明的接觸機(jī)會，使粉塵被捕集。這種擴(kuò)散作用與慣性作用相反，隨著過濾氣速的降低而增大，粉塵粒徑的減小而增強(qiáng)。以玻璃纖維為例，纖維越細(xì)除塵效率越高（見表）。但纖維直徑細(xì)的壓力損失要比粗的纖維大，耐蝕性也越細(xì)越差。

4.黏附作用

 當(dāng)含塵氣體接近濾布時，細(xì)小的粉塵仍隨氣流一起運(yùn)動，若粉塵的半徑大于粉塵中心到濾布邊緣的距離時，則粉-塵被濾布黏附而被捕集。濾布的空隙越小，這種黏附作用也越顯著。

5.靜電作用

 粉塵顆粒間相互撞擊會產(chǎn)生靜電，如果濾布是絕緣體，會使濾布充電。當(dāng)粉塵和濾布所帶的電荷相反時，粉塵就被吸附在濾布上，從而提高除塵效率，使粉塵清理較難。

 反之，如果兩者所帶電荷相同，則產(chǎn)生斥力，粉塵不能吸附到濾布上，使除塵效率下降。所以，靜電作用能改善或妨礙濾布的除塵效率。為了保證除塵效率，必須根據(jù)粉塵的電荷性質(zhì)來選擇濾布。一般靜電作用只有在粉塵粒徑小于1μm以及過濾氣速很低時才顯示出來。在外加電場的情況下，可加強(qiáng)靜電作用，提高除塵效率。

袋式除塵器的結(jié)構(gòu)

 袋式除塵器主要由箱體、濾袋（含框架），清灰裝置，灰斗及除灰裝置等組成。含塵煙氣進(jìn)入箱體后經(jīng)過濾袋時粉塵被阻擋在濾袋的外側(cè)，凈化后的煙氣經(jīng)濾袋內(nèi)側(cè)被排出。其工作過程見圖2-38。

袋式除塵器工作過程示意圖

袋式除塵的特點(diǎn)

1.除塵效率高，特別是對微細(xì)粉塵也有較高的除塵效率，一般可達(dá)99%以上。

2.適應(yīng)性強(qiáng)，可以捕集不同粒徑的粉塵。例如，對于高比電阻粉塵，采用袋式除塵器比電除塵器優(yōu)越。

3.使用靈活，處理風(fēng)量可由每小時數(shù)百立方米到數(shù)十萬立方米。

4.結(jié)構(gòu)簡單，可以因地制宜采用直接套袋的簡易袋式除塵器，也可采用效率更高的脈沖清灰袋式除塵器。

5.工作穩(wěn)定，便于回收干料，沒有污泥處理、腐蝕等問題，維護(hù)簡單。

袋式除塵器的分類

袋式除塵器大的本體結(jié)構(gòu)形式多種多樣，可以按濾袋斷面形狀、含塵氣流通過濾袋的方向、進(jìn)氣口布置、除塵器內(nèi)部氣體壓力、清灰方式等五種方式分類。袋式除塵器的除塵效率、壓損、濾速及濾袋壽命等重要參數(shù)皆與清灰方式有關(guān)，常見的袋式除塵器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)主要是按清灰方式來分類。

 袋式除塵器的除塵效率、壓損、濾速及濾袋壽命等重要參數(shù)皆與清灰方式有關(guān)，故袋式除塵器主要是按清灰方式分類，一共分為三大類產(chǎn)品：機(jī)械振動、脈沖噴吹、反吹風(fēng)清灰。

按清灰方式分：

機(jī)械振動清灰袋式除塵器

這種袋式除塵器是利用機(jī)械傳動使濾袋振動，致使沉積在濾袋上的粉塵層落入灰斗中。

它是一種濾袋沿垂直方向振動的方式，既可采用定期提升濾袋的吊掛框架的辦法，也可利用偏心輪振打框架的方式。

優(yōu)點(diǎn)：利用偏心輪垂直振動清灰的袋式除塵器具有結(jié)構(gòu)簡單、清灰效果好、能耗小等特點(diǎn)，它適用于含塵濃度不大，間歇性塵源的除塵。

袋式除塵器機(jī)組在小型除塵設(shè)備中有其它除塵器不可替代的優(yōu)勢。與電除塵器相比，它結(jié)構(gòu)簡單，造價低，體積小；與旋風(fēng)組合式機(jī)組比，它的效率高，適用范圍廣；與空氣過濾器相比，它可以重復(fù)再生，適用壽命常，可以代替中效，以至亞高效過濾器。

脈沖噴吹袋式除塵器

含塵氣體由下椎體引入脈沖清灰袋式除塵器，粉塵阻留在濾袋外表面上，透過濾袋的進(jìn)氣經(jīng)過文氏管進(jìn)入上箱體，從出氣管排出。

清灰過程：

由控制儀定期順序觸發(fā)各排氣閥，使脈沖閥背壓室與大氣相通（泄氣），脈沖閥開啟則氣包中的壓縮空氣通過脈沖閥經(jīng)噴吹管上的小孔噴出（一次風(fēng)），通過文氏管誘導(dǎo)倍數(shù)（約一次風(fēng)的5～7倍）周圍空氣（二次風(fēng)）吹進(jìn)濾袋，造成濾袋急劇膨脹振動，加之氣流反向吹掃作用，使積附在濾袋外表面上的粉塵層脫落。

這種清灰方式由脈沖的特征，因此叫做脈沖噴吹袋式除塵器。壓縮空氣的噴吹壓力為500～700kPa，噴吹時間為0.1～0.2s，噴吹周期一般為60～180s。脈沖噴吹系統(tǒng)由脈沖控制儀、控制閥、脈沖閥、噴吹管及壓縮空氣包等組成。根據(jù)這一原理在傳統(tǒng)的脈沖袋式除塵器的基礎(chǔ)上發(fā)展成為了離線清灰型袋式脈沖除塵器。其特點(diǎn)為：

1.在停止過濾氣流的狀態(tài)下進(jìn)行噴吹清灰，使濾袋清灰徹底；

2.噴吹氣源壓力可由在線型脈沖除塵器的0.5～0.7Mpa降低到0.2～0.3Mpa，從而節(jié)約了噴吹能源；

3.由于噴吹頻度降低，可延長濾袋可脈沖閥膜片的壽命，增加設(shè)備的使用的可靠性，減少設(shè)備的維護(hù)時間和費(fèi)用；

4.由于噴吹頻度的降低，濾袋附灰層的過濾效果得以充分發(fā)揮，從而提高了總體的除塵效率，在使用500g/m2針刺氈濾袋時，排放濃度一般都在20mg/Nm3以下。

反吹風(fēng)袋式除塵器

這種袋式除塵器清灰時的氣流與正常過濾時相反，是一種逆氣流方式反吹風(fēng)袋式除塵器通常被分隔成若干室，每個室都有單獨(dú)的灰斗及含塵氣體進(jìn)口管、清潔氣體出口管和反吸風(fēng)管，并分別與進(jìn)氣總管和反吸氣總管相連。凈氣管中設(shè)有切換閥（一次閥），反吹風(fēng)管中設(shè)有逆氣流閥（二次閥）。

國家標(biāo)準(zhǔn)（GB6719-86）對袋式除塵器的分類命名

袋式除塵器的分類

國家標(biāo)準(zhǔn)中對袋式除塵器的分類標(biāo)準(zhǔn)是以清灰方式進(jìn)行分類。根據(jù)清灰方法不同，袋式除塵器可分為5大類，28種，見表：

國家標(biāo)準(zhǔn)中對袋式除塵器的命名是以清灰方法與最有代表性的結(jié)構(gòu)特征相結(jié)合來命名的。命名格式分為分室結(jié)構(gòu)、非分室結(jié)構(gòu)和袋式除塵器機(jī)組三種。

以上命名示例中，×種特殊用途代號規(guī)定如下：

幾種典型的袋式除塵器簡介

我國袋式除塵器的形式和種類很多，現(xiàn)將幾種典型的袋式除塵器簡介如下：

機(jī)械振打袋式除塵器

采用機(jī)械運(yùn)動裝置周期性的振打濾袋，以清除濾袋上的粉塵的除塵器稱為機(jī)械振打袋式除塵器。它有兩種類型：一種為連續(xù)型；另一種為間歇型。其區(qū)別是：連續(xù)使用的除塵器把除塵器分隔成幾個分室，其中一個分室在清灰時，其余分室則繼續(xù)除塵；間歇使用的除塵器則只有一個室，清灰時就要暫停除塵，因此除塵過程是間歇性的。

脈沖袋式除塵器

脈沖袋式除塵器是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的除塵設(shè)備，由于它有清灰效率高等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛重視。幾十年來發(fā)展很快，應(yīng)用越來越多，大小類別規(guī)格也比較齊全。

脈沖袋式除塵器的清灰裝置由脈沖閥、噴吹管、貯氣包、誘導(dǎo)器和控制儀等部件組成，脈沖袋式除塵器一般采用圓形袋，按含塵氣流運(yùn)動方向分為側(cè)進(jìn)風(fēng)、下進(jìn)風(fēng)兩種形式。這種除塵器通常由上箱體（凈氣室）、中箱體、灰斗、框架以及脈沖噴吹裝置等部分組成。

反吹風(fēng)袋式除塵器

反吹風(fēng)袋式除塵器是指利用逆向反吹氣流進(jìn)行濾袋清灰的袋式除塵器。

反吹清灰方式利用反向氣流和逆壓作用將濾袋壓縮成星形斷面并使之產(chǎn)生抖動而將沉積的粉塵層抖落。為保證除塵器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，多采用分室工作制。

這種清灰方式的清灰作用比較弱，振動不劇烈，比振動清灰和脈沖方式對濾布的損壞作用要小。所以，反吹清灰方式不僅用于紡織濾布，而且也適用于玻璃纖維濾布。

反吹風(fēng)袋式除塵器是由除塵器箱體、框架、灰斗、閥門（卸灰閥、反吹風(fēng)閥、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥）、風(fēng)管（進(jìn)風(fēng)管、排風(fēng)管、反吹風(fēng)管）、差壓系統(tǒng)、走梯平臺及電控系統(tǒng)組成。所謂反吹風(fēng)清灰是利用大氣或除塵系統(tǒng)循環(huán)煙氣進(jìn)行反吹（吸）風(fēng)清灰的。它是逆向氣流清灰的一種形式，反吹風(fēng)除塵器工藝流程如下：

袋式除塵器的維護(hù)要點(diǎn)

由于國內(nèi)生產(chǎn)袋式除塵器的廠家很多，產(chǎn)品質(zhì)量差異較大，所以，在運(yùn)行和維護(hù)的時候要熟悉和掌握制造廠提供的產(chǎn)品說明書，注意說明書上有關(guān)運(yùn)行和維護(hù)管理的具體要求，并把說明書歸檔保存，以備隨時查用。

粉塵性質(zhì)

粉塵的性質(zhì)對布袋除塵器的設(shè)計有很大影響，對粉塵一些特殊性質(zhì)，要根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗采取有效的措施。

(1) 附著性和凝聚性。附著性和凝聚性粉塵進(jìn)入布袋除塵器，粉塵稍經(jīng)凝聚就會顆粒變大，堆積于濾袋表面的粉塵在被抖落的過程中，也能繼續(xù)進(jìn)行凝聚，清灰效能和通過濾料的粉塵量也與粉塵的附著性和凝聚性有關(guān)。

因此，設(shè)計時對附著性和凝聚性非常顯著的粉塵，或者幾乎沒有附著性和凝聚性粉塵，必須按粉塵種類、用途的不同，根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗采取不同的處理措施。

(2) 粒徑。粒徑分布對布袋除塵器的主要影響是阻力損失和磨損。微細(xì)粉塵對壓力損失影響比較大，粗粒粉塵對磨損起決定性作用，但只有入口含塵濃度高和硬度大的顆粒，其影響才比較大。

(3) 粒子形狀。一般認(rèn)為，針狀結(jié)晶粒子和薄片狀粒子容易堵塞濾料的孔隙，降低除塵效率。能夠凝聚成絮狀物的纖維狀粒子，若采取很高的過濾速度，就很難從濾料表面脫落，設(shè)計時按粒子狀及特性選擇不同的過濾風(fēng)速。

(4) 粒子的密度。粉塵的堆積密度與粒徑、凝聚性、附著性有關(guān)，也與布袋除塵器的阻力損失、過濾面積有關(guān)。堆積密度越小，清灰越困難，設(shè)計時要選擇較低過濾風(fēng)速。此外，粉塵的堆積密度對選定除塵器灰斗及排灰裝置能力至關(guān)重要。

(5) 吸濕性和潮解性。吸濕性和潮解性強(qiáng)的粉塵，在布袋除塵器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，極易在濾料表面上吸濕而固化，或遇水潮解而成為稠狀物，造成清灰困難、設(shè)備阻力增大，以至影響除塵器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。例如對含有KCl、MgCl2、NaCl、CaO等強(qiáng)潮解性物質(zhì)的粉塵， 要采取必要的技術(shù)措施。

(6) 靜電性。容易帶電的粉塵在濾料上一旦產(chǎn)生靜電，就不易脫落，對非常容易帶電的粉塵，必須采用防靜電濾料等技術(shù)措施，以避免因靜電產(chǎn)生火花而引起爆炸。

(7) 可燃性。對于可燃性粉塵，雖然不一定都引起爆炸，但如除塵器前的工藝流程中出現(xiàn)火花，且能進(jìn)入除塵器內(nèi)時，就應(yīng)采用防爆措施，如增設(shè)火花捕集器、設(shè)防爆門等。

入口含塵濃度

入口含塵濃度常以標(biāo)態(tài)體積含塵質(zhì)量表示，就入口含塵濃度，布袋除塵器設(shè)計時要作如下考慮

(1) 設(shè)備阻力和清灰周期。入口含塵濃度增大，相同過濾面積情況下，設(shè)備阻力也增加，為維持一定的設(shè)備阻力，清灰周期也相應(yīng)縮短;

(2) 濾料和箱體的磨損。在粉塵具有強(qiáng)磨損的高濃度狀況下，磨損量與含塵濃度成正比，在除塵器入口處應(yīng)有導(dǎo)流耐磨等處理技術(shù)，如燒結(jié)粉塵、氧化鋁粉、硅砂粉等;

(3) 預(yù)除塵器及過濾風(fēng)速。在入口含塵濃度很高的情況下，應(yīng)設(shè)計較低的過濾風(fēng)速及設(shè)計預(yù)除塵器，但如果設(shè)計具有初級沉降功能的結(jié)構(gòu)形式，也可取消預(yù)除塵器;

(4) 排灰裝置。排灰能力是以能排出全部收集的粉塵為標(biāo)準(zhǔn)，排出的粉塵量，等于入口、出口含塵濃度差值與處理風(fēng)量之積，多級排灰裝置能力設(shè)計應(yīng)以下一級大于上一級排灰能力為準(zhǔn)。

出口含塵濃度

出口含塵濃度必須低于環(huán)境保護(hù)法規(guī)及國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的指定值。布袋除塵器的出口含塵濃度，依除塵器的結(jié)構(gòu)形式、濾料種類、粉塵性質(zhì)而有所不同，一般介于1～50mg/m3之間。對于含有鉛、鎘等有害物質(zhì)的情況下，要求出口濃度特別低，設(shè)計時按不同的用途及工藝特性，選用不同的布袋除塵器結(jié)構(gòu)及濾料材質(zhì)。