一文全面了解布袋除尘器的要点

 

袋式除尘是一种较老的除尘技术。早在18世纪80年代就开始应用。1957年TVReinauer发明的脉喷型(脉冲)袋式除尘器，被认为是袋式除尘技术的一次重大发现，它不但操作和清灰连续，滤袋压力损失更趋于稳定，处理气量进一步增大，而且内部无运动部件，滤布寿命更长且结构简单。

 

20世纪70年代以后，袋除尘器技术向大型化发展。美、日、澳及欧州等国家,结合大规模工业生产，相继开发了大型袋式除尘器应用于燃煤电站、干法水泥口转窑窑尾和电炉除尘。单台过滤面积超过10000m2的不在少数。

除尘器分类

 

袋式除尘器的工作原理

布袋除尘器是除尘器中中的一种，它主要应用在一些大型的产房里，特别是那些粉尘很多的工厂。在我们的日常生活中我们很少看见，但是对于环境空气的质量它却有直观重要的作用，而一般布袋除尘器的滤料就是合成纤维、天然纤维或玻璃纤维织成的布或毡。

工作机理

袋式除尘器的工作原理是：依靠编织的或毡织（压）的滤布作为过滤材料，当含尘气体通过滤袋时，粉尘被阻留在滤袋的表面，干燥空气则通过滤袋纤维间的缝隙排走，从而达到分离含尘气体粉尘的目的。它的工作机理是粉尘通过滤布时产生的筛分、惯性、黏附、扩散和静电等作用而被捕集。

筛分作用

含尘气体通过滤布时，滤布纤维间的空隙或吸附在滤布表面粉尘间的空隙把大于空隙直径的粉尘分离下来，称为筛分作用。对于新滤布，由于纤维之间的空隙很大，这种效果不明显，除尘效率也低。

只有在使用一定时间后，在滤袋表面建立了一定厚度的粉尘层，筛分作用才比较显著。清灰后，由于在滤袋表面以及内部还残留一定量的粉尘，所以仍能保持较好的除尘效率。

对于针刺毡或起绒滤布，由于毡或起绒滤布本身构成厚实的多孔滤层，可以比较充分发挥筛分作用，不完全依靠粉尘层来保持较高的除尘效率。

惯性作用

含尘气体通过滤布纤维时，大于1μm的粉尘由于惯性作用仍保持直线运动撞击到纤维上而被捕集。粉尘颗粒直径越大，惯性作用也越大。过滤气速越高，惯性作用也越大，但气速太高，通过滤布的气量也增大，气流会从滤布薄弱处穿破，造成除尘效率降低。气速越高，穿破现象越严重。

扩散作用

当粉尘颗粒在0.2μm以下时，由于粉尘极为细小而产生如气体分子热运动的布朗运动，增加了粉尘与滤布表明的接触机会，使粉尘被捕集。这种扩散作用与惯性作用相反，随着过滤气速的降低而增大，粉尘粒径的减小而增强。以玻璃纤维为例，纤维越细除尘效率越高（见表）。但纤维直径细的压力损失要比粗的纤维大，耐蚀性也越细越差。

玻璃纤维直径与除尘效率的关系：

 

黏附作用

当含尘气体接近滤布时，细小的粉尘仍随气流一起运动，若粉尘的半径大于粉尘中心到滤布边缘的距离时，则粉-尘被滤布黏附而被捕集。滤布的空隙越小，这种黏附作用也越显著。

静电作用

粉尘颗粒间相互撞击会产生静电，如果滤布是绝缘体，会使滤布充电。当粉尘和滤布所带的电荷相反时，粉尘就被吸附在滤布上，从而提高除尘效率，使粉尘清理较难。

反之，如果两者所带电荷相同，则产生斥力，粉尘不能吸附到滤布上，使除尘效率下降。所以，静电作用能改善或妨碍滤布的除尘效率。为了保证除尘效率，必须根据粉尘的电荷性质来选择滤布。一般静电作用只有在粉尘粒径小于1μm以及过滤气速很低时才显示出来。在外加电场的情况下，可加强静电作用，提高除尘效率。

袋式除尘器的结构

袋式除尘器主要由箱体、滤袋（含框架），清灰装置，灰斗及除灰装置等组成。含尘烟气进入箱体后经过滤袋时粉尘被阻挡在滤袋的外侧，净化后的烟气经滤袋内侧被排出。其工作过程见图。

▲ 袋式除尘器工作过程示意图
 

袋式除尘的特点

除尘效率高，特别是对微细粉尘也有较高的除尘效率，一般可达99%以上。

适应性强，可以捕集不同粒径的粉尘。例如，对于高比电阻粉尘，采用袋式除尘器比电除尘器优越。

使用灵活，处理风量可由每小时数百立方米到数十万立方米。

结构简单，可以因地制宜采用直接套袋的简易袋式除尘器，也可采用效率更高的脉冲清灰袋式除尘器。

工作稳定，便于回收干料，没有污泥处理、腐蚀等问题，维护简单。

袋式除尘器的分类

袋式除尘器大的本体结构形式多种多样，可以按滤袋断面形状、含尘气流通过滤袋的方向、进气口布置、除尘器内部气体压力、清灰方式等五种方式分类。袋式除尘器的除尘效率、压损、滤速及滤袋寿命等重要参数皆与清灰方式有关，常见的袋式除尘器产品结构主要是按清灰方式来分类。

袋式除尘器的除尘效率、压损、滤速及滤袋寿命等重要参数皆与清灰方式有关，故袋式除尘器主要是按清灰方式分类，一共分为三大类产品：机械振动、脉冲喷吹、反吹风清灰。

按清灰方式分：

机械振动清灰袋式除尘器

这种袋式除尘器是利用机械传动使滤袋振动，致使沉积在滤袋上的粉尘层落入灰斗中。

 

它是一种滤袋沿垂直方向振动的方式，既可采用定期提升滤袋的吊挂框架的办法，也可利用偏心轮振打框架的方式。

优点：利用偏心轮垂直振动清灰的袋式除尘器具有结构简单、清灰效果好、能耗小等特点，它适用于含尘浓度不大，间歇性尘源的除尘。

袋式除尘器机组在小型除尘设备中有其它除尘器不可替代的优势。与电除尘器相比，它结构简单，造价低，体积小；与旋风组合式机组比，它的效率高，适用范围广；与空气过滤器相比，它可以重复再生，适用寿命常，可以代替中效，以至亚高效过滤器。

脉冲喷吹袋式除尘器

含尘气体由下椎体引入脉冲清灰袋式除尘器，粉尘阻留在滤袋外表面上，透过滤袋的进气经过文氏管进入上箱体，从出气管排出。

清灰过程：

由控制仪定期顺序触发各排气阀，使脉冲阀背压室与大气相通（泄气），脉冲阀开启则气包中的压缩空气通过脉冲阀经喷吹管上的小孔喷出（一次风），通过文氏管诱导倍数（约一次风的5～7倍）周围空气（二次风）吹进滤袋，造成滤袋急剧膨胀振动，加之气流反向吹扫作用，使积附在滤袋外表面上的粉尘层脱落。

这种清灰方式由脉冲的特征，因此叫做脉冲喷吹袋式除尘器。压缩空气的喷吹压力为500～700kPa，喷吹时间为0.1～0.2s，喷吹周期一般为60～180s。脉冲喷吹系统由脉冲控制仪、控制阀、脉冲阀、喷吹管及压缩空气包等组成。根据这一原理在传统的脉冲袋式除尘器的基础上发展成为了离线清灰型袋式脉冲除尘器。其特点为：

在停止过滤气流的状态下进行喷吹清灰，使滤袋清灰彻底；

喷吹气源压力可由在线型脉冲除尘器的0.5～0.7Mpa降低到0.2～0.3Mpa，从而节约了喷吹能源；

由于喷吹频度降低，可延长滤袋可脉冲阀膜片的寿命，增加设备的使用的可靠性，减少设备的维护时间和费用；

由于喷吹频度的降低，滤袋附灰层的过滤效果得以充分发挥，从而提高了总体的除尘效率，在使用500g/m2针刺毡滤袋时，排放浓度一般都在20mg/Nm3以下。

反吹风袋式除尘器

这种袋式除尘器清灰时的气流与正常过滤时相反，是一种逆气流方式反吹风袋式除尘器通常被分隔成若干室，每个室都有单独的灰斗及含尘气体进口管、清洁气体出口管和反吸风管，并分别与进气总管和反吸气总管相连。净气管中设有切换阀（一次阀），反吹风管中设有逆气流阀（二次阀）。

国家标准中对袋式除尘器的分类标准是以清灰方式进行分类。根据清灰方法不同，袋式除尘器可分为5大类，28种，见表：

 

袋式除尘器的命名

国家标准中对袋式除尘器的命名是以清灰方法与最有代表性的结构特征相结合来命名的。命名格式分为分室结构、非分室结构和袋式除尘器机组三种。

 

以上命名示例中，×种特殊用途代号规定如下：

几种典型的袋式除尘器简介

我国袋式除尘器的形式和种类很多，现将几种典型的袋式除尘器简介如下：

机械振打袋式除尘器

 

采用机械运动装置周期性的振打滤袋，以清除滤袋上的粉尘的除尘器称为机械振打袋式除尘器。它有两种类型：一种为连续型；另一种为间歇型。其区别是：连续使用的除尘器把除尘器分隔成几个分室，其中一个分室在清灰时，其余分室则继续除尘；间歇使用的除尘器则只有一个室，清灰时就要暂停除尘，因此除尘过程是间歇性的。

脉冲袋式除尘器

 

脉冲袋式除尘器是20世纪50年代发展起来的除尘设备，由于它有清灰效率高等优点，得到广泛重视。几十年来发展很快，应用越来越多，大小类别规格也比较齐全。

脉冲袋式除尘器的清灰装置由脉冲阀、喷吹管、贮气包、诱导器和控制仪等部件组成，脉冲袋式除尘器一般采用圆形袋，按含尘气流运动方向分为侧进风、下进风两种形式。这种除尘器通常由上箱体（净气室）、中箱体、灰斗、框架以及脉冲喷吹装置等部分组成。

反吹风袋式除尘器

反吹风袋式除尘器是指利用逆向反吹气流进行滤袋清灰的袋式除尘器。

反吹清灰方式利用反向气流和逆压作用将滤袋压缩成星形断面并使之产生抖动而将沉积的粉尘层抖落。为保证除尘器连续运转，多采用分室工作制。

这种清灰方式的清灰作用比较弱，振动不剧烈，比振动清灰和脉冲方式对滤布的损坏作用要小。所以，反吹清灰方式不仅用于纺织滤布，而且也适用于玻璃纤维滤布。

反吹风袋式除尘器是由除尘器箱体、框架、灰斗、阀门（卸灰阀、反吹风阀、风量调节阀）、风管（进风管、排风管、反吹风管）、差压系统、走梯平台及电控系统组成。所谓反吹风清灰是利用大气或除尘系统循环烟气进行反吹（吸）风清灰的。它是逆向气流清灰的一种形式，反吹风除尘器工艺流程如下：

 

袋式除尘器的维护要点

 

由于国内生产袋式除尘器的厂家很多，产品质量差异较大，所以，在运行和维护的时候要熟悉和掌握制造厂提供的产品说明书，注意说明书上有关运行和维护管理的具体要求，并把说明书归档保存，以备随时查用。

粉尘性质

粉尘的性质对布袋除尘器的设计有很大影响，对粉尘一些特殊性质，要根据设计经验采取有效的措施。

附着性和凝聚性

附着性和凝聚性粉尘进入布袋除尘器，粉尘稍经凝聚就会颗粒变大，堆积于滤袋表面的粉尘在被抖落的过程中，也能继续进行凝聚，清灰效能和通过滤料的粉尘量也与粉尘的附着性和凝聚性有关。

因此，设计时对附着性和凝聚性非常显著的粉尘，或者几乎没有附着性和凝聚性粉尘，必须按粉尘种类、用途的不同，根据设计经验采取不同的处理措施。

粒径

粒径分布对布袋除尘器的主要影响是阻力损失和磨损。微细粉尘对压力损失影响比较大，粗粒粉尘对磨损起决定性作用，但只有入口含尘浓度高和硬度大的颗粒，其影响才比较大。

粒子形状

一般认为，针状结晶粒子和薄片状粒子容易堵塞滤料的孔隙，降低除尘效率。能够凝聚成絮状物的纤维状粒子，若采取很高的过滤速度，就很难从滤料表面脱落，设计时按粒子状及特性选择不同的过滤风速。

粒子的密度

粉尘的堆积密度与粒径、凝聚性、附着性有关，也与布袋除尘器的阻力损失、过滤面积有关。堆积密度越小，清灰越困难，设计时要选择较低过滤风速。此外，粉尘的堆积密度对选定除尘器灰斗及排灰装置能力至关重要。

吸湿性和潮解性

吸湿性和潮解性强的粉尘，在布袋除尘器运转过程中，极易在滤料表面上吸湿而固化，或遇水潮解而成为稠状物，造成清灰困难、设备阻力增大，以至影响除尘器正常运转。例如对含有KCl、MgCl2、NaCl、CaO等强潮解性物质的粉尘，要采取必要的技术措施。

静电性

容易带电的粉尘在滤料上一旦产生静电，就不易脱落，对非常容易带电的粉尘，必须采用防静电滤料等技术措施，以避免因静电产生火花而引起爆炸。

可燃性

对于可燃性粉尘，虽然不一定都引起爆炸，但如除尘器前的工艺流程中出现火花，且能进入除尘器内时，就应采用防爆措施，如增设火花捕集器、设防爆门等。

入口含尘浓度

入口含尘浓度常以标态体积含尘质量表示，就入口含尘浓度，布袋除尘器设计时要作如下考虑：

设备阻力和清灰周期

入口含尘浓度增大，相同过滤面积情况下，设备阻力也增加，为维持一定的设备阻力，清灰周期也相应缩短;

滤料和箱体的磨损

在粉尘具有强磨损的高浓度状况下，磨损量与含尘浓度成正比，在除尘器入口处应有导流耐磨等处理技术，如烧结粉尘、氧化铝粉、硅砂粉等;

预除尘器及过滤风速

在入口含尘浓度很高的情况下，应设计较低的过滤风速及设计预除尘器，但如果设计具有初级沉降功能的结构形式，也可取消预除尘器;

排灰装置

排灰能力是以能排出全部收集的粉尘为标准，排出的粉尘量，等于入口、出口含尘浓度差值与处理风量之积，多级排灰装置能力设计应以下一级大于上一级排灰能力为准。

出口含尘浓度

出口含尘浓度必须低于环境保护法规及国家卫生标准的指定值。布袋除尘器的出口含尘浓度，依除尘器的结构形式、滤料种类、粉尘性质而有所不同，一般介于1～50mg/m3之间。对于含有铅、镉等有害物质的情况下，要求出口浓度特别低，设计时按不同的用途及工艺特性，选用不同的布袋除尘器结构及滤料材质。