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袋式除尘器的原理及滤料选择

发布日期:2020-12-16 作者: 点击:

袋式除尘器的除尘效率一般可达99%以上,虽然是最古老的除尘方法之一,但由于效率高、性能稳定可靠,操作简单,因而获得越来越广泛的应用。同时,在结构型式、滤料、清灰方式和运行方式等方面也都得到不断的发展。滤袋型式传统上为圆形,近年来又出现了扁袋,在相同过滤面积下体积小而显示较大的发展潜力。


1.袋式除尘器的收尘机理与分类


(1)收尘机理:简单的袋式除尘器如图1所示。含尘气流从下部进人圆筒形滤袋,在通过滤料的孔隙时粉尘被捕集于滤料上,透过滤料的清洁气体由排出口排出。沉积在滤料上的粉尘,可以在机械振动的作用下从滤料表面脱落,落人灰斗中。


粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用,逐渐在滤袋表面形成粉尘层,常称为粉层初层。初层形成后,它成为袋式除尘器的主要过滤层,提高了除尘效率。滤布只起着形成粉尘初层和支撑它的骨架作用,但随着粉尘在滤布上积聚,滤袋两侧的压力差增大,会把有些已附在滤料上的细粉尘挤压过去,使除尘效率下降。另外,若除尘器阻力过高会使除尘系统的处理气体量显著下降,影响生产系统的排风效果。因此,除尘器阻力达到一定数值后要及时清灰。


清灰不能过分,即不应破坏粉尘初层,否则会使除尘效果显著降低。图2给出了典型滤袋在清洁状态和形成粉尘层的除尘分级效率曲线。对于粒径0.1-0.5μm 粒子,清灰后滤料的除尘效率在90%以下;对于1μm以上的粒子,效率在98%以上,当形成粉尘层后,对所有粒子效率都在95%以上;对于1μm以上的粒子,效率高于99.6%。

袋式除尘器的原理及滤料选择

一般用粉尘负荷m表示滤布表面粉尘层的厚度,它代表单位面积滤布上的积尘量。另一个影响袋式除尘器效率的因素是过滤速度(见图3)。它定义为烟气实际体积流量与滤布面积之比,所以也称为气布比。过速速度是一个重要的技术经济指标。从经济上考虑,选用高的过滤速度,处理相应体积烟气所需要的滤布面积小,则除尘器体积、占地面积和一次投资等都会减小,但除尘器的压力损失却会加大。从除尘机理看,过滤速度主要影响惯性碰撞和扩散作用。选取过滤速度时还应当考虑欲捕集粉尘的粒径及其分布。一般来讲,除尘效率随过滤速度增加而下降。另外,过滤速度的选取还与滤料种类和清灰方式有关。


(2)分类:按照清灰方法,袋式除尘器分为人工拍打袋式除尘器、机械振打袋式除尘器、气环反吹袋式除尘器和脉冲袋式除尘器。


按照含尘气体进气方式可分为内滤式和外滤式(见图4图5)。内滤式是含尘气体由滤袋内向滤袋外流动,粉尘被分离截留在滤袋内。外滤式是含尘气体由滤袋外向滤袋内流动,粉尘被分离留在滤袋外;由于含尘气体由滤袋外向滤袋内流动,因此滤袋内必须设置骨架,以防滤袋被吹瘪。


按照含尘气体与被分离的粉尘下落方向分为顺流式和逆流式。顺流式为含尘气体与被分离的粉尘下落方向一致。逆流式则相反(见图4、图5)。

袋式除尘器的原理及滤料选择

按照动力装置布置的位置分为正压式和负压式。动力装置布置在袋式除尘器前面采用鼓入含尘气体的是正压式袋式除尘器。其特点是结构简单,但由于含尘气体经过动力装置,因此,风机磨蚀严重,容易损坏。动力装置布置在袋式除尘器后面采用吸出已被净化气体的是负压式袋式除尘器,其特点是动力装置使用寿命长,但需密闭,不能漏气,结构较复杂。


按照滤袋的形状可分为圆袋和扁袋。一般采用圆袋,而且往往把许多袋子组成若干袋组。扁袋的特点是可在较小的空间布置较大的过滤面积,排列紧凑。


2.袋式除尘器的滤料与选用:


常用的滤料由棉、毛、人造纤维、金属丝等加工而成,滤料本身网孔较大,一般为20-50μm,表面起绒的滤料为5-10pm,因而新鲜滤料的除尘效率较低。


(1)对滤料的要求:滤料是组成袋式除尘器的核心部分,其性能对袋式除尘器操作有很大影响,选择滤料时必须考虑含尘气体的特征,如粉尘和气体性质(温度、湿度、粒径和含尘浓度等)。性能良好的滤料应容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力低、使用寿命长,同时具备耐温、耐磨、耐腐蚀、机械强度高等优点。滤料特性除与纤维本身的性质有关外,还与滤料表面结构有很大关系。表面光滑的滤料容尘量小,清灰方便,适用于含尘浓度低、黏性大的粉尘,采用的过滤速度不宜过高。表面起毛(绒)的滤料(如羊毛毡)容尘量大,粉尘能深人滤料内部,可以采用较高的过滤速度,但必须及时清灰。


(2)滤料的种类与选用:


①滤料的种类:袋式除尘器的滤料种类较多。按滤料材质分,有天然纤维、无机纤维和合成纤维等;按滤料结构分,有滤布和毛毡两类。


棉毛织物属天然纤维,价格较低,适用于净化无腐蚀性、温度在350-360K以下的含尘气体。


无机纤维滤料主要指玻璃纤维滤料,具有过滤性能好、阻力低、化学稳定性好、价格便宜等优点。用聚硅氧烷树脂处理玻璃纤维滤料能提高其耐磨性、疏水性和柔软性,还可使其表面光滑易于清灰,可在523K下长期使用。玻璃纤维较脆,经不起揉折和摩擦,使用上有一定局限性。


近年来由于化学工业的发展,出现了许多新型滤料。尼龙织布的最高使用温度可达353K,耐酸性不如毛织物,但耐磨性很好,适合过滤磨损性很强的粉尘,如黏土、水泥熟料、石灰石等。腈纶的耐酸性好,耐磨性差,最高使用温度在400K左右。涤纶的耐热、耐酸性能较好,耐磨性能仅次于尼龙,可长期在410K下使用,涤纶绒布在我国是性能较好的一种滤料。针刺呢是国内最近研制成的一种新型滤料,它以涤纶、锦纶为原料织成滤布,然后再在底布上针料短纤维,使表面起绒。这种滤料具有容尘量大、除尘效率高、阻力小、清灰效果好等优点。芳香族聚酰胺、聚四氟乙烯等耐高温滤料的出现,扩大了袋式除尘器的应用领域。


此外,国外还出现了耐720K以上高温的金属纤维毡,但价格昂贵,不宜大量采用。20世纪60年代以来,国外广泛采用毛毡滤料,特别是针刺毛毡,其纤维主要是聚脂或诺梅克斯。毛毡滤料制造工艺简单,造价低,同时除尘效率也有明显提高。


②滤料的选用:几种常用滤料的性能见表6。在选择滤料时,必须综合考虑含尘气体的温度、湿度、酸碱性,粉尘的粒径、黏附性和掸落灰尘的难易程度等。同时还必须注意滤布及灰尘的带电性。滤布在运转中,一般都具有带正电或负电的性质(见表7)。

袋式除尘器的原理及滤料选择

袋式除尘器的原理及滤料选择

而尘粒随气流运动时,也带有正电或负电。这时如采用与灰尘粒子带相反电荷的滤布。则两者处于不同的带电状态,使粒子吸附于带电的滤布上,净化效率则很高,但由于粉尘及滤布一般是不良导电体,附着在滤布上的灰尘与滤布之间不能产生电荷传递,始终带着原先的电荷附着在滤布上。因此,振动滤布,粉尘也难以脱落,使阻力逐渐增加。相反,如果用带有与尘粒同种电荷的滤布,那么过滤完全可以靠气流强迫地进行,附着的尘粒与滤布之间没有电力附着性,所以很容易掸落尘粒,阻力也就不会逐渐增加。


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