浅析布袋除尘器的过滤机理及清灰机理

王尚元+何爱玲

摘 要：近年来随着我国工业的迅猛发展，我国社会以及经济得到了长足的发展。但是随之而来的雾霾天气成为人们无法回避的问题。布袋除尘器作为工业环保治理的利器也越来越得到人们的重视。深入了解布袋除尘器的除尘机理及清灰机理对于应对目前条件下雾霾天气泛滥，环境恶劣具有着重要的指导意义。笔者从布袋除尘器的过滤机理到清灰机理对布袋除尘器进行详细的介绍。抛砖引玉，为布袋除尘器技术及应用得到更大的发展做出应有的贡献。

关键词：布袋除尘器；过滤；清灰

中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）06-0006-01

1 布袋除尘器发展简介

布袋除尘器最早于19世纪80年就开始应用于生产实践中，1881年白特工厂的机械振打清灰方式布袋除尘器首先取得德国专利；1957年清灰方法实现了技术突破，磊英纳尔发明的脉冲布袋除尘器，被认为是布袋除尘技术发展史上具有里程碑意义的重大发现：它不但可以连续操作和清灰，滤袋压力损失也趋于稳定，处理气体量进一步增大，而且内部无运动部件，滤布寿命更长、结构更简单。

2 过滤机理

用作捕集细小颗粒的滤料，其本身的网孔较大，但却能除去粒径1微米以下的颗粒。其除尘机理主要有以下几个方面：

（1）惯性碰撞。当含尘气流接近滤料纤维时，气流将绕过纤维条，而尘粒则由于惯性作用继续前进，撞击到纤维上即会被捕集，所有处于粉尘轨迹临界线内的大直径粉尘粒均可被捕集。这种惯性碰撞作用随粉尘粒径及流速的增大增强。

（2）筛分作用。当粉尘粒径大于滤料空隙或布满在滤料表面上的颗粒间隙时，粉尘即被收集下来。由于初始滤料间隙远超过粉尘粒径，粉尘颗粒可以通过滤料纤维条间的空间，所以运行初期筛分作用很小。后期筛分作用就会显著增大。

（3）拦截作用。当含尘气体靠近滤料纤维条时，粒径较小的粉尘颗粒随气流一起绕流，若粉尘粒径大于尘粒中心到纤维边缘的距离时尘粒因与纤维接触而被拦截。

（4）扩散作用。扩散作用发生在粉尘粒径较小的粉尘颗粒中，<0.2μm的亚微米颗粒在气体的撞击下而脱离流线，像气体分子一样作不规则的布朗运动，如果在运动过程中和纤维接触，即可从气流中分离出来，这种作用被称为扩散作用。

通常上述几种机理并不是同时有效，起主导作用的往往是一种机理或者是两、三种机理的联合作用。根据粉尘颗粒的性质、袋滤器结构特点及运行环境等实际情况的不同各种机理的重要性也不尽相同。

2.1 滤料使用初期的除尘机理

滤料使用初期的运行机理对于非织造布和织造布是不同的。非织造布与家用气体净化器相类似，粉尘颗粒不仅可以附着在纤维（条形）上形成粉尘初层，而且还可以进入滤料的内部空间。而织造布是粉尘颗粒首先在孔洞内连接形成粉尘初层，随后增加收尘率；可以认为滤料运行初期起决定作用的运行机理是扩散、惯性碰撞和截留。运行初期的效率约为40%～85%。

2.2 滤料正常运行期的除尘机理

含尘气流经过滤料后随着进入滤料内部纤维空间逐渐变小，最后形成在滤料表层附着的粉尘层（简称为初层）。布袋除尘器粉尘颗粒主要依靠这个初层及随后堆积起来的粉尘层起作用。

3 布袋除尘器的清灰方式

布袋除尘器使用过程中的关键流程是清灰再生，滤袋清灰是保证布袋除尘器持续使用的必要措施。除尘器清灰的基本要求是从滤料表面迅速、均匀地清理沉积的粉尘，同时又能保持合理的粉尘初层，并且不损伤滤袋以及动力消耗较少。清灰效果的优劣将直接影响除尘器的效率、阻力、滤料使用寿命和除尘系统运行的效益。

清灰方式根据机理的不同可分为气相反吹和机械振动两大类别。气相反吹主要有反吹（吸）风、借助压缩空气进行脉冲喷吹等。机械振动清灰主要有机械振打与人工振动两类。

3.1 气相清灰方式

氣相清灰是用反吹气体使滤袋瞬时变形将积灰剥离的清灰方法。气相清灰通常有两种形式：逆气相清灰、脉冲清灰。与机械清灰方式相比气相清灰具有清灰效果佳、处理风量范围广、对滤料折损小、运行平稳等优点。

（1）逆气相清灰方式。逆气相清灰是利用阀门来改变气流流向从而与过滤气流方向气流对流达到清灰的目的。逆气相清灰可分为反吸风和反吹风两类。采用逆气相清灰袋滤室内的气体状态较均衡，虽然清灰强度不大，但经过滤袋的动作也可取得理想的清灰效果。

（2）脉冲清灰方式。脉冲清灰按照喷吹气源动力可分为低压喷吹和低高压喷吹两大类。低压脉冲采用低压气源供气，压力为0.06～0.07Mpa。高压脉冲则由空压机提供气源，压力为0.3～0.7Mpa；低压喷吹是今年来新兴的清灰技术。在脉冲喷吹过程中滤袋产生剧烈变形有利于粉尘颗粒脱落而达到清灰的目的。脉冲清灰的优点是：除尘效率高，处理风量范围广，滤袋在清灰过程中可以正常工作。

3.2 机械清灰方式

机械清灰是通过抖动、摇动和频率较高、振幅较小的动作等方法实现清灰。采用这种清灰方式的布袋除尘器多通过人工或机械装置周期性地敲打或振摇抖动机构，使滤袋产生多方向动作或快速振动使堆积在滤袋内壁上的粉尘层剥离下来从而达到清灰的目的。机械清灰由于滤袋经常受到机械力的作用而导致滤袋容易破损从而增加了换袋和维修的成本。目前该种清灰方式已逐渐被气流反吹式清灰所替代。