布袋除尘器的工作原理和分类

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布袋除尘器早在十九世纪八十年代就开始应用，当时使用的袋式除尘器只是挂一些袋子，上口导入含尘气体，正压操作，定时人工拍打并在下口回收粉尘。1890年后普遍采用机械振打清灰法。1950年出现气环反吹袋式除尘器，除尘装置实现连续操作，使处理气量提高教倍，滤袋压力损失稳定。1957年清灰方法实现技术突破，出现脉冲袋式除尘器，它不但操作和清灰连续，滤袋压力损失稳定，处理气量大，而且内部无运动部件，滤布寿命长和结构简单。因此发展迅速，应用广泛。

我国目前广泛应用的有无触点电动脉冲控制、气动脉冲控制和机械脉冲控制的袋式除尘器。

一、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—1、4—2)。内滤式系含尘气体由滤袋内向滤袋外流动，粉尘被分离在滤袋内。外滤式系含尘气体由滤袋外向滤袋内流动，粉尘被分离在滤袋外；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—1、4—2)。
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，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。

按照除尘滤袋的形状可分为圆袋和扁袋。一般采用圆袋，并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。

二、工作原理

袋式除尘器是依靠编织的或毡织的滤布作为过滤材料来达到分离含尘气体中粉尘的目的。它的工作原理是粉尘通过除尘布袋时产生的筛分、惯性、粘附、扩散和静电等作用而被捕集。

(一)筛分作用

含尘气体通过除尘布袋时，除尘布袋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，除尘效率亦低。只有在使用一定时间后，在滤布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，由于在滤布表面以及内部还残留一定量的粉尘，所以仍能保持较高的除尘效率。滤布在上述不同状态下对除尘效率的影响见图4—3所示。

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，不全依靠粉尘层来保持较高的除尘效率。

(二)惯性作用

含尘气体通过滤布纤维时，气流绕过纤维，而大于1um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。过滤气速越高，出口气体含尘浓度也越大，除尘效率越低。

过滤气速对除尘效率的影响，在不同质量的滤布是不同的。斜纹玻璃布、薄缎纹玻璃布、厚缎纹玻璃布和平绸，由于滤布较薄，容易穿破，所以，随着过滤气速的增加除尘效率下降。单面绒棉布和呢料，由于滤布较厚，除尘效率并不完全取决于粉尘层的建立，同时不易穿破，所以随过滤气速增加，其除尘效率几乎不变。

(三)扩散作用

当粉尘颗粒在0.2um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面的接触机会，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。以玻璃纤维除尘布袋为例，纤维越细除尘效率越高。但纤维直径细的压力损失要比粗的纤维大，耐蚀性也越细趣差。

(四)粘附作用

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，则粉尘被滤布粘附而被捕集。滤布的空隙越小，则这种粘附作用也越显著。

(五)静电作用

粉尘颗粒间相互撞击会放出电子产生静电，如果滤布为绝缘体，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，但粉尘清除较难。反之，如果两者所带的电荷相同，则产生斥力，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。为了除尘效率，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1um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。

如前所述，过滤操作一定时间后，由于粘附等作用，尘粒在滤布网孔间产生架桥现象，使气流通过滤布的孔径变得很小，从而使滤布网孔及其表面迅速截留粉尘形成粉尘层。在清灰后依然残留一定厚度的粉尘，称为粉尘初层。由于粉尘初层中粉尘粒径通常都比纤维小，因此筛分、惯性、粘附和扩散等作用都有所增加，使除尘效率显著提高。由此可见，袋式除尘器的率，粉尘初层起着比滤布本身更为重要的作用。一般合成纤维布的网孔为20～50um，如为起毛的则为5～10um，用这样的滤布，只要设计得当，就是0.1um的烟雾也能获得接近的除尘效率。

由除尘原理还可知道，袋式除尘器适用于捕集非粘结、非纤维性的粉尘，处理初浓度为0.0001～1000g/m3，粒径为0.1～200um。浓度太高或粒径大于200um的粉尘须先经旋风除尘器除尘。袋式除尘器的除尘，可达99％以上，而且比较稳定。但不宜适用于粘性的、含水的物料。在气体中含有水蒸气时，应避免出现结露现象。