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袋式除塵器工作原理簡析
袋式除塵器(bag filter)
利用織物制作的袋狀元件捕集氣體中固體顆粒物的除塵設(shè)備，亦稱布袋除塵器。含塵氣流通過織物的纖維層時(shí)，塵粒因篩濾、攔截、碰撞、擴(kuò)散和靜電等作用而被捕集。阻留在濾袋表面的塵粒形成多孑L隙的粉塵層，從而使袋式除塵器具有更高的捕塵效率。隨著濾塵過程的繼續(xù)，濾袋表面的粉塵層變厚，含塵氣流的阻力增大。因此，每隔—段時(shí)間需用氣流噴吹或機(jī)械振蕩濾袋，使粉塵脫落。袋式除塵器能捕集粒徑大于0.1μm的塵粒，對(duì)1μm以上塵粒的除塵效率達(dá)99％以上。設(shè)備阻力通常為800～2000Pa。適用于冶金企業(yè)煉鐵、煉鋼、有色金屬冶煉、燒結(jié)、耐火、焦化、金屬加工和選礦等作業(yè)煙塵凈化。
分類 按照清灰方式可將袋式除塵器分為五類：機(jī)械振動(dòng)、分室反吹、巡回反吹、振動(dòng)反吹并用和脈沖噴吹。按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又可分為上進(jìn)風(fēng)和下進(jìn)風(fēng)式、圓袋和扁袋式、內(nèi)濾和外濾式、吸入和壓入式。
機(jī)械振動(dòng)清灰袋式除塵器 用手動(dòng)、電動(dòng)或氣動(dòng)裝置使濾袋產(chǎn)生振動(dòng)以清除積灰。振動(dòng)方向可以是垂直、水平、扭轉(zhuǎn)或上列方向組合。振動(dòng)頻率分高、中、低。清灰時(shí)必須停止過濾，因而箱體多為分室結(jié)構(gòu)，順次逐室清灰。該法清灰能力較弱，難以將袋上的積塵完全清除，可選的過濾風(fēng)速低，只適合于中、小氣量除塵。該種除塵器的—例是玻纖扁袋除塵器，由濾袋單箱體、振打機(jī)構(gòu)和外殼等部件組成。玻纖濾料緊繃在單箱體內(nèi)成“人”字形扁袋，并整箱裝入外殼。電機(jī)通過凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)振打錘，在停風(fēng)狀態(tài)下敲擊單箱體框架而清灰。
分室反吹清灰袋式除塵器 利用閥門切換而產(chǎn)生反向穿過濾袋的氣流，使濾袋變形而清灰的袋式除塵器(見圖l)。含塵氣流由內(nèi)向外通過濾袋，粉塵阻留在袋內(nèi)側(cè)，屬內(nèi)濾式。箱體成分室結(jié)構(gòu)，每個(gè)小室有切
圖1 分室反吹袋式除塵器
1—反吹閥門；2—排氣閥門；3—反吹營；4—排氣管；5—灰斗
6—擋板；7吊掛裝置；8—過濾室；9—濾袋；10—花板
換閥。當(dāng)某窒關(guān)閉而反吹風(fēng)口開啟時(shí)，因箱體負(fù)壓或反吹風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的反吹氣流使濾袋收縮，粉塵因而脫落。各室依次輪流清灰。有“過濾”、“反吹”、“沉降”三狀態(tài)或僅有“過濾”和“反吹”二狀態(tài)兩種清灰制度。正壓工作型不設(shè)排風(fēng)管，凈氣由外殼上的百葉窗排出，結(jié)構(gòu)較簡單，但含塵氣體由風(fēng)機(jī)通過，進(jìn)氣含塵濃度不宜高于3g/m3；負(fù)壓工作型適用范圍較廣。該類清灰能力較弱，可選的過濾風(fēng)速低，因而鋼耗、投資和設(shè)備阻力都較高，適合于大、中、小氣量的除塵。
巡回反吹清灰袋式除塵器 以高壓風(fēng)機(jī)或壓氣機(jī)提供氣源，通過巡回移動(dòng)的噴嘴反吹濾袋而清灰的袋式除塵器。有氣環(huán)反吹式、噴嘴為環(huán)縫形，套在濾袋外面，上下移動(dòng)反吹；有回轉(zhuǎn)反吹式和往復(fù)反吹式，前者為長條形式或圓形噴嘴作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，后者為長條形噴嘴作水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，依次反吹各袋。反吹氣流有連續(xù)的和脈動(dòng)的兩種。除氣環(huán)反吹式外，巡回反吹類袋式除塵器多為外濾形式。典型結(jié)構(gòu)是機(jī)械回轉(zhuǎn)反吹袋式除塵器(見圖2)。圓筒形箱體被花板分隔為上、下兩部分。濾袋裝在板上沿圓周布置的數(shù)圈開孔內(nèi)，其上方的反吹臂做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，反吹氣流由臂的開孔轉(zhuǎn)流吹入各濾袋，使其外表面的粉塵脫落。濾袋斷面是梯形，能充分利用空間，占地面積小。適合于中、小氣量的除塵。
圖2 機(jī)械回轉(zhuǎn)反吹扁袋除塵器
1—減速機(jī)構(gòu)；2—出風(fēng)口；3—上蓋；4—上箱體；5反吹回轉(zhuǎn)臂；6—中箱體；
7—進(jìn)風(fēng)口；8—u形管；9扁布袋；10—灰斗；11—支架；12—反吹風(fēng)機(jī)；13—排灰裝置
振動(dòng)反吹并用清灰袋式除塵器 以電動(dòng)或氣動(dòng)裝置振動(dòng)濾袋，并由閥門切換產(chǎn)生反向氣流而清灰的袋式除塵器。多為分室結(jié)構(gòu)，各室順次清灰。屬此類的有機(jī)械振打袋式除塵器，振動(dòng)幅度大而頻率低，濾袋易損壞，已較少應(yīng)用；還有電振反吹袋式除塵器，振動(dòng)幅度小而頻率高，濾袋不易損壞。
脈沖噴吹清灰袋式除塵器 利用噴吹裝置在瞬間(≤0.3s)將壓縮空氣高速吹入濾袋，同時(shí)誘導(dǎo)數(shù)倍的二次氣流，使濾袋急速膨脹和振動(dòng)而清灰的袋式除塵器。多采用圓袋，也有扁袋，均為外濾式。噴吹裝置設(shè)有若干脈沖閥，每閥對(duì)應(yīng)—組濾袋，各閥依次開啟使濾袋清灰。除停風(fēng)清灰類型外，箱體通常不分隔小室。按照噴吹氣壓可分為高壓噴吹(392～700kPa)和低壓噴吹(50～392kPa)。噴吹氣流與袋內(nèi)凈氣流反向的稱為逆噴，同向的稱為順噴。該種清灰方式能力強(qiáng)，清除袋上的積塵較徹底，因而允許的過濾風(fēng)速高，過濾同等含塵空氣的設(shè)備重量相對(duì)較輕，投資少，阻力低。典型的結(jié)構(gòu)是中心噴吹脈沖袋式除塵器(見圖3)。主要由濾袋、噴吹裝置、箱體和控制儀組成。清灰時(shí)，脈沖閥受控制開啟，氣包內(nèi)的壓縮空氣迅速進(jìn)入上方的噴吹管，并經(jīng)噴嘴射向袋口中心。射流經(jīng)文氏管時(shí)誘導(dǎo)二次氣流。清灰過程約持續(xù)0.15s，新發(fā)展的快速脈沖約持續(xù)到0.07s。另—典型的結(jié)構(gòu)是環(huán)隙噴吹脈沖袋式除塵器，濾袋頂部裝有環(huán)隙引射器(見圖4)。來自氣包的
圖3 中心噴吹脈沖袋武除塵器
1—進(jìn)氣口；2—中箱體；3—濾袋；4—文氏營；5上箱體；6—排氣口；
7—框架；8—噴吹管；9—?dú)獍?0—脈沖閩；11—控制周；12—控制器；13—灰斗；14—泄灰閥
壓縮空氣經(jīng)插接管送至各引射器，從環(huán)形縫隙噴出，并由中心區(qū)域誘導(dǎo)二次氣流進(jìn)入濾袋而清灰。該種構(gòu)造清灰能力強(qiáng)，因而其過濾風(fēng)速可達(dá)5.8m/min，高于各類袋式除塵器。
圖4 環(huán)隙引射器
1—濾袋；2—文氏管；3—環(huán)縫噴射器；4插接管
濾料 袋式除塵器的性能在很大程度上取決于濾料。濾料的材質(zhì)有：天然纖維——棉、毛等；合成纖維——耐常溫的滌綸、尼龍、丙綸等，耐高溫的諾梅克斯、芳砜綸、特氟綸等；無機(jī)纖維——玻璃纖維、金屬纖維、陶瓷纖維等。濾料的加工方法有：機(jī)織物濾料，由織機(jī)將相互垂直的經(jīng)紗和緯紗織造而成，如滌綸布、玻纖布；非織造濾料，是不經(jīng)織造，直接將纖維或紗線以粘合、針刺等方法加工而成，如針刺氈；復(fù)合加工濾料，由兩種以上方法制成或由兩種濾料復(fù)合而成，如薄膜濾料和涂覆濾料等。
沿革 袋式除塵器最早用于谷類碾磨廠。1886年獲得專利。20世紀(jì)50年代脈沖噴吹清灰方式和合成纖維濾料的問世，加速了袋式除塵技術(shù)的發(fā)展，70年代以來成為增長最快和應(yīng)用最廣的除塵設(shè)備。袋式除塵器排氣含塵量可低于2mg/m3，是燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電新工藝的組成部分；800～1000℃高溫含塵氣體已可用袋式除塵器凈化，用于1400℃的過濾材料和裝置亦在開發(fā)中；對(duì)于含塵濃度高達(dá)1000g/m3的氣體，可不加預(yù)除塵器而直接凈化達(dá)標(biāo)。
