浅谈袋式除尘器的滤料和选型

武芳芳

（河南建筑职业技术学院，河南 郑州 450064）

我国的能源结构以燃煤为主，对于燃煤锅炉的烟气治理，传统的多管旋风除尘器和静电除尘器由于各种原因，除尘效率不高。袋式除尘器以其高效、适用广泛等特点也越来越多地应用于各种除尘系统，但是作为袋式除尘器的关键——滤料技术，它直接影响着袋式除尘器的使用寿命和使用性能，还影响着除尘器的长期运行。滤料技术和清灰技术对于袋式除尘器尤为重要。

1 袋式除尘器的除尘机理

袋式除尘器的除尘机理是过滤作用。当含尘气流从袋式除尘器进气口进入布袋，粉尘被阻挡在滤袋外表面，这就是袋式除尘器的过滤作用。净化后的空气进入布袋后，再由布袋上部通过烟道排出。粉尘是通过筛滤效应、拦截效应、碰撞效应、扩散效应和静电效应被阻挡吸附在滤袋的外表面。

2 袋式除尘器的特点

对于微细粉尘，袋式除尘器除尘效率高达99%；可以捕集各个类型的粉尘，适应范围广；还可以调节滤袋的长短，灵活布置各种结构形式用来适应各种工况；适用于各个行业，在保护环境的同时还充当了金属、物料的回收，避免了浪费。但是袋式除尘器受温度影响比较大，温度过高容易烧毁滤袋，温度过低有出现冷凝水造成糊袋。

3 袋式除尘器的滤料

袋式除尘器常用的滤料有三类：机织滤料、非织造滤料和薄膜（覆膜）滤料。在选择滤料的时候应根据不同的工况，考虑各种滤料的制作工艺和过滤效果进行匹配。

3.1 机织滤料

机织滤料是平面交叉的经纬纱线机织布，织物孔隙度大一般为200～800μ m，间隙100～200μm，又称为“二维滤料”。当含尘气流通过机织滤料时，粉尘具有很高的穿透率，在滤料迎风面形成“一次粉尘层”，在没有一次粉尘层之前，滤袋的过滤作用不高，有了一定厚度的“一次粉尘层”，过滤效果增加。如图1所示。

3.2 非织造滤料

非织造滤料是指在机织布当中加入一种比较松散的纤维，由此形成了一种新的纤维层，这种纤维层具有空间交叉、密集的特点，又称为“三维滤料”。“三维滤料”的除尘机理和“二维滤料”是有所区别的。“三维滤料”孔隙率高，仅仅靠滤袋本身就可以达到很好的除尘效率。滤料在工作过程中，粉尘经过“三维滤料”时，滞留在滤料内部，形成了一个有梯度的粉尘容器，从而使粉尘和滤料交叉成为了一个整体。清灰的时候，必须把阻留在滤料表面的粉尘层全部清除。想改善和提高过滤效率和清灰效果的话，滤料表面可以通过烧毛、压光、涂层、浸渍等手段处理，使滤料本身具备防水、防油性能。

3.3 覆膜滤料

覆膜滤料是指采用用聚四氟乙烯作为原料，经过膨化后成为一种立体网状结构。通过工艺把微孔薄膜覆合在“二维滤料”或“三维滤料”的基材上，从而形成了一种微孔薄膜覆合的滤料。覆膜滤料是依靠滤袋表面附着的薄膜层进行过滤，薄膜的空隙极小，所以过滤精度高，以至于除尘效率高，所以才被广泛应用。滤料在工作过程中，所有的粉尘会被阻留在膜的外表面，在清灰的时候需要全部被清除掉。

图1 滤袋过滤原理

4 袋式除尘器的种类及特性

袋式除尘器的种类很多，按照清灰方式可以分为机械清灰、逆气流反吹清灰、脉冲喷吹清灰等三类。

4.1 机械清灰

这种清灰方式可以包括人工振打、机械振打等，是一种最简单的清灰方式。机械振打式布袋除尘器（如图2所示）是利用了纤维编织物这种材料制作的袋式过滤元件，来捕集含尘气体中的固体颗粒物的一种除尘装置。由于惯性作用与纤维碰撞，含尘气体中的粉尘再通过滤袋时被拦截并掉入灰斗中，再由出灰系统排出。这种除尘器结构简单，使用灵活，广泛应用于各个行业。

4.2 逆气流反吹式清灰

逆气流清灰是采用室外或循环空气形式与含尘气流相反的反方向气流通过滤袋，使其上的尘层脱落，掉入灰斗中。除尘机理由两方面组成：一是由于反方向的清灰气流在粉尘层上形成的黏性剥离力直接剥离尘层；二是由于气流方向的改变，滤袋产生胀缩振动，也有助于尘块的脱落。逆气流反吹式袋式除尘器（如图3所示）结构简单，清灰效果好，维修方便，对滤袋损伤小，适用于玻璃纤维滤袋。

图2 机械振打清灰袋式除尘器

图3 逆气流反吹式清灰袋式除尘器

4.3 脉冲喷吹清灰

当含尘气体由吸气罩进风口进入除尘器，会碰到中间的斜板及挡板，气流方向发生转向，流入灰斗，气流速度下降，在惯性作用下，大颗粒粉尘直接落入灰斗。这种方式的清灰强度大，可以考虑在过滤工作状态下进行清灰，允许的过滤风速也高。由于脉冲喷吹清灰方式具有很多优点，逐渐成为袋式除尘器的一种主要的清灰方式。 处理的风量较大、清灰效果好、除尘效率高、运行可靠、维护方便、占地面积小是脉冲喷吹清灰袋式除尘器的特点。

图4 脉冲清灰袋式除尘器

5 袋式除尘器的选型计算

5.1 处理气体量的计算

计算袋式除尘器的处理气体时，首先要求算出实际通过袋式除尘设备的气体量，同时还应考虑除尘器自身的漏风量。

式中

Q—通过除尘器的含尘气体量 m3/h；

Qs—生产过程中产生的气体量m3/h；

Tc—除尘器内气体的温度 ℃；

Pa—环境大气压 KPa；

K—除尘器器前漏风系统。

5.2 选取过滤风速

选取过滤风速需要考虑以下因素：（1）含尘气体的特性；（2）织物的级别；（3）粉尘的性质。

以上三个因素决定了过滤风速的大小。通常情况下，还需要参考除尘器样本推荐的数据同时考虑使用者的实践经验选取，如表1。

表1 常用除尘器风速推荐表

5.3 过滤面积的确定

（1）总过滤面积的计算

总过滤面积的计算需要根据总空气处理量和选定过滤速度来决定，按下式计算：

式中

S—总过滤面积m2；

S1—滤袋工作部分的过滤面积m2；

S2—滤袋清灰部分的过滤面积m2；

Q—通过除尘器的总气体量m3/h。求出总过滤面积以后，大家就可以确定除尘器的总体规模和尺寸。

（2）单条滤袋面积的计算

单条圆形滤袋面积，通常用下式计算：

式中

Sd—单条圆形滤袋的公称面m2；

D—滤袋直径m；

L—滤袋长度m。

在加工滤袋的过程中，因为滤袋要在花板或短管上固定，甚至要吊起来固定，所以需要双层甚至多层缝制；双层缝制的这部分因无过滤作用，同时还要考虑滤袋中间有可能还要加固定环，故上式可改为：

式中

Sj—滤袋净过滤面积m2；

S2—滤袋未能起过滤作用的面积m2。

（3）滤袋数量的计算

滤袋的条数由总过滤面积和单条滤袋的面积算出。如果知道了每个滤室的滤袋条数是固定数值的话，还可以由此算出来除尘器的室数。超过6个室的定为双排，少于5个室的定为单排，这不光是考虑到场地布置和维修方便，也是经验之谈。

5.4 袋式除尘器阻力计算

袋式除尘器的阻力由以下3部分组成：（1） 气体从除尘器入口，至除尘器出口产生的结构本身的阻力；（2）约50～200Pa的末滤粉尘时，滤料清洁滤袋自身的阻力；（3） 滤袋表面粉尘层的阻力。

5.5 袋式除尘器选型

袋式除尘器选型非常重要，设备过大或过小都不符合要求。过大会造成不必要的资源浪费；选小会影响生产，不能满足环保要求。

袋式除尘器的选型计算步骤为：

（1）了解含尘气体的基本工艺参数（流量、性质、浓度以及粉尘的分散度、浸润性、黏度等）；（2）知道了上述参数后，再通过各种选型计算（过滤风速、过滤面积、滤料及设备阻力）；（3）选择设备类别型号。

6 结束语

袋式除尘器具备如此优势，适应于各个行业，所以才要充分地了解它的相关知识和选型计算，同时还要考虑占地面积、一次投资等因素，合理选择适用本工况的最佳设备。

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