随着我国经济的快速增长,环境问题日益凸出,雾霾问题始终困扰着人们的生活。颗粒物污染作为雾霾的重要污染源,有必要对其进行消除,袋式除尘器就是一种消除粉尘等颗粒污染物的过滤式除尘器。它主要通过滤袋分离颗粒性污染物,其滤袋的主要材质通常为天然纤维、玻璃纤维以及化学合成纤维等材料。袋式除尘器具有除尘效率高的优点,其除尘效率一般可以达到99%,并且其运行情况比较平稳,不易受到其他外部因索的影响,具有较强的适用性。基于这些优点,袋式除尘器在产生烟气的生产设备中得到了广泛的应用。
一、袋式除尘器工作原理
袋式除尘器工作时依靠滤布作为过滤原件,当含有粉尘的气体通过滤布时,粉尘会被滞留在滤布的表面,过滤后的气体则会通过滤布纤维间的缝隙排出去,从而实现分离粉尘与气体的目标。粉尘通过滤布时会产生筛分、扩散、惯性、静电等作用,粉尘就是通过这些作用被滤袋捕集。
筛分作用是指含有粉尘的气体通过滤袋,粉尘颗粒直径大于滤布纤维空隙的直径时,粉尘颗粒就会被阻留,实现筛选与分离。对于新的滤袋,其纤维之间的孔隙比较大,所以其除尘效率会较低。使用一段时间后,在滤布的表面附着了一层粉尘,粉尘间的间隙相对较小,后来的含尘气体通过附着粉尘的滤袋时会有史多的粉尘颗粒被阻留下来,筛分作用比较明显,除尘效率相应提高。对于一些特殊材料的滤布,如针刺毡或起绒滤布,其本身就己经有多孔滤层,筛分作用己经较为显著,不需要借助粉尘层来提高除尘效率。
扩散作用是指当含有粉尘的气体通过滤布时,直径在0.2μm以下的粉尘颗粒会产生“布朗运动”,增加了粉尘颗粒与滤布表面相互接触的机会,使得粉尘颗粒被滤布捕集与滞留。这种作用随着粉尘颗粒直径的减小而增强。
惯性作用是指含尘气体通过滤布时,直径大于1μm的粉尘颗粒由于惯性作用会保持原来的运动状态,直接撞击到 除尘器滤袋纤维上面被阻留。与扩散作用相反,粉尘颗粒直径越大时,其惯性作用也越大。当含尘气体速度越高时,其中粉尘颗粒的惯性作用越大,但是气体速度不宜过大,否则会导致滤布被穿破,除尘效率就会大幅度降低。
静电作用是指粉尘颗粒之问互相撞击产生静电,滤布材料多为绝缘体,因此滤布会充满与粉尘所带电荷相反的电荷。粉尘通过滤布时,异性电荷相互吸引,粉尘颗粒就会被阻留在滤布上。如果粉尘所带电荷与滤布所带电荷相同,则会相互排斥,使除尘效率下降。为了保证静电作用能够提高除尘效率,需要根据粉尘所带电荷的性质来选择相应的滤布材料。
二、袋式除尘器的结构与特点
袋式除尘器的结构主要有箱体、滤袋、清灰装置等结构组成。含有粉尘颗粒的气体进入箱体后,会有滤袋对其进行过滤与阻留,粉尘颗粒被阻挡在滤袋的外表面,净化后的气体从滤袋内部通过并排出。滤袋对含尘气体产生阻力,并且随着使用时问的增长,该阻力也会相应增大,当该阻力达到一个设定值时,除灰装置会自动启动,通过外力抖动滤袋,将薪附在 除尘布袋表面的灰尘清除掉,灰尘掉落在灰斗中。如此定期进行滤袋的除灰工作,保证了袋式除尘器能够长时问连续工作。袋式除尘器的清灰工作一般是分组进行或分室进行,不同的清灰方式会影响袋式除尘器的工作性能。
袋式除尘器的除尘效率较高,且适用范围较广,对于不同直径的粉尘颗粒均可以有效过滤去除。袋式除尘器结构较为简单,对其进行管理和维护也相应比较容易。袋式除尘器在耐高温与耐腐蚀性能方面有所不足,目前常用的涤纶材料滤袋工作温度为120~130℃,玻璃纤维的耐受温度为250℃左右,如果含尘气体的温度更高时,则需要预先对其进行降温,然后再通过袋式除尘器。对于薪性较强的含尘气体,其会使滤袋发生堵塞现象,因而不适宜用袋式除尘器过滤。
三、袋式除尘器的分类
袋式除尘器的结构形式有多种类型,其分类方法也不尽相同,常用的分类方法有清灰方式、滤袋截面形状、进气口布置方式等多种分类方法。袋式除尘器的工作性能与除灰方式密切相关,因此按除灰方式进行分类是最为常见的分类方法。
袋式除尘器的重要性能参数如除尘效率、滤袋寿命、压损等均与其清灰方式有关。根据不同的清灰方式,袋式除尘器可以分为脉冲喷吹式、机械振动式、反吹风清灰。脉冲喷吹袋式除尘器通过控制系统定期开启排气阀,使脉冲阀的被压室压力等于大气压,脉冲阀开启,压缩空气从喷吹管的小孔喷出且诱导周围空气进入滤袋,滤袋会因此而产生剧烈的振动,是薪附在滤袋上的粉尘层脱落。根据脉冲袋式除尘器的原理,在传统袋式除尘器的基础上形成了能够离线清灰的新型脉冲袋式除尘器,其能够在没有过滤气流的J清况下进行清灰,使得清灰效果更加显著。机械振动袋式除尘器是通过机械振动使滤袋产生振动,从而抖落掉附着在滤袋上的粉尘层。机械振动清灰主要是通过滤袋在垂直方向上的振动实现的,振动的产生既可以通过定期提升滤袋悬挂框架的方式实现,也可以通过偏心轮的结构实现。使用偏心轮结构产生垂直振动的优点是能耗较小,结构简单,清灰效果也较为理想,采用该结构的除尘器适用于粉尘浓度不大的烟气除尘。反吹风清灰则是通过通入与正常过滤相反的气流来实现的。该形式的除尘器适用于风速在0.5~1.2m/min范围内的烟气过滤除尘,压损在1000~1500Pa左右。该结构的除尘器结构也比较简单,后续的维护较为方便,对滤袋的损伤小,有利于增加滤袋实用寿命。
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