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布袋除塵器的工作原理

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除塵機理
       當含塵氣體通過濾料時,粉塵被阻留在其表麵上,幹淨空氣則透過濾料的縫隙排出,空氣過濾技術是布袋除塵器的基本原理。目前用於空氣過濾的主要有纖維過濾、膜過濾(覆膜或薄膜)和粉塵層過濾,這三種方式都能達到將氣溶膠中固體顆粒分離出來的目的,但它們的分離機理是不一樣的。布袋除塵器的結構主要是由:上、中、下部、清灰係統和排灰機構等部分組成。布袋除塵器性能的好壞是除了正確的選擇布袋的材料外,清灰係統對布袋除塵器起著重要的決定性作用。

       袋式除塵器的技術特點是,除塵效率高達99%,除塵器出口的氣體含塵濃度的數目在10mg/m2之內,對於亞微米粒徑的細塵有這較高的分辨率,處理的範圍很廣泛,用於工業爐窯的煙氣除塵,減少了大氣汙染的排放量,對於粉塵的特性不敏感,不受到粉塵和電阻的影響,采用玻璃纖維、P84等耐高溫濾料和聚四氟乙烯時,可以在200℃以上進行,結構簡單、維護方便、在同樣的除塵效率下,也比電除塵器的造價低。

       布袋除塵器是纖維過濾、或膜過濾與粉塵層過濾的組合,它的除塵機理是篩濾、慣性碰撞、鉤附、擴散、重力沉降和靜電等效應綜合作用的結果。

       (1)篩濾效應:當粉塵的顆粒直徑較濾料纖維間的空隙或濾料上粉塵間的孔隙大時,粉塵被阻留下來,稱為篩濾效應。對於常用的織物濾料來說,這種效用是很小的,因為纖維之間的空隙往往大於粉塵顆粒直徑。隻是當織物上沉積大量的粉塵後,篩濾效應才充分顯示出來。

       (2)碰撞效應:當含塵氣流接近於濾料纖維時,氣流繞過纖維,但1μm以上的較大顆粒由於慣性作用,偏離氣流流線,仍保持原有方向,撞擊到纖維上,粉塵被捕集下來,稱為碰撞效應。

       (3)鉤附效應:當含塵氣流接近於濾料纖維時,微細的粉塵仍保留在流線內,這時流線比較緊密。如果粉塵顆粒的半徑大於粉塵中心到達纖維邊緣的距離,粉塵即被捕獲,稱為鉤附效應。

       (4)擴散效應:當粉塵顆粒極為細小(0.2μm以下)時,在氣體分子的碰撞下偏離流線做不規則的運動(亦稱熱運動或布朗運動),這就增加了粉塵與纖維的接觸機會,使粉塵被捕獲。粉塵顆粒愈小,運動愈激烈,從而與纖維接觸的機會也愈多。

       碰撞、鉤附及擴散效應均隨纖維的直徑減少而增加,隨濾料的孔隙率增加而減少,因而所采用的濾料纖維愈細,纖維愈密實,濾料的除塵效率愈高。

       (5)重力沉降:顆粒大、相對密度大的粉塵,在重力作用下而沉降下來,這與5在沉降室中粉塵的運動機理相同。

       (6)靜電作用:如果粉塵與濾料的荷電相反,則粉塵易於吸附於濾料上,從而提高除塵效率,但被吸附的粉塵難於被剝離下來。反之,如果兩者的荷電相同,則粉塵受到濾料的排斥,效率會因此而降低,但粉塵容易從濾袋表麵剝離。
不同濾料除塵機理的差異
     

 目前,布袋除塵器采用的濾料可歸納為三大類:

       (1)紡織物濾料(包括無絨的素布和絨布);

       (2)氈或針刺氈濾料;

       (3)薄膜(覆膜)濾料。


        不同的濾料,粉塵的過濾機理是各不相同的。

        紡織物濾料的孔隙存在於經、緯紗之間(一般線徑300~700μm,間隙100~200μm)以及纖維之間,而後者占全部孔隙的30%~50%。開始濾塵時,氣流大部分從經、緯紗之間的小孔通過,隻有小部分粉塵穿過纖維間的縫隙(對高撚度紗幾乎不通過),粗顆粒塵便嵌進纖維間的小孔內,氣流繼續通過纖維間的縫隙,此時濾料即成為對粗、細粉塵顆粒都有效的過濾材料,而且形成稱為“初次黏附層”或“第二過濾層”的粉塵層,於是粉塵層表麵出現以強製篩濾效應捕集粉塵的過程。此外,由於氣流中粉塵的直徑通常比纖維細小,因而碰撞、鉤附、擴散等效應明顯增加,除塵效率提高。

       氈或針刺氈濾料,由於本身構成厚實多孔濾床,可以充分發揮上述效應,因而該“第二過濾層”的過濾作用顯的並不重要。

        覆膜濾料,其表麵上有一層人工合成的、內部呈網格狀結構的、厚50μm、每平方厘米含有14億個微孔的特製薄膜,顯然其過濾作用主要是篩濾效應(也稱為表麵過濾)。
合理的清灰周期
       布袋除塵器在實際運行中,需要對濾料進行周期性的清灰。隨著捕集粉塵量的不斷增加,濾料對粗細粉塵顆粒表現出強製過濾效應的捕集過程,由於粉塵初次黏附層不斷增厚,其過濾效率隨之提高,布袋除塵器的阻力也逐漸增加,而通過濾袋的風量逐漸減小,係統能耗增加。這時需對濾袋進行清灰處理。既要及時、均勻地除去濾袋上的積灰,又要避免過度清灰,使其能保留“初次黏附層”,保證工作穩定和高效率,這對於孔隙較大的或易於清灰的濾料更為重要。當除塵器工作60min清灰一次時,則濾袋阻力和通風量可立即恢複到原來數值。隨著清灰周期的縮短,布袋除塵器的風量、風壓將更加穩定;但清灰過頻,又會印起二次揚塵、縮短濾袋使用壽命。所以,一個特定的布袋除塵器在具體的運行工況下,選擇合理的清灰周期是至關重要的。


 

2019年10月11日 14:35