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1、布袋除尘器综述1简介袋式除尘器是过滤式除尘器的一种。19世纪中叶开始用于工业生产，其运行 可靠稳定，使用灵活，操作简单，除尘率髙，最小可捕集0.1微米左右的粉尘。 袋式除尘器是一种能够满足严格的环保要求且最可信赖的除尘器，以其适强之特 点广泛应用于冶金、机械、化工、建材、粮食及其他工业部门。2组成和结构2.1滤料滤料为袋式除尘器的主要部件，其造价占设备的10-15%o滤料有一定的使 用寿命，损坏袋的更换，会增加设备费用。随着科学技术的发展和环保要求的提 高，滤料也断发展。2.1.1滤料的分类2. 1. 1. 1 按结构分织布和针刺毡。到目前为止，工业生产中广泛应用的滤料是织布。针刺毡致 密，阻
2、力，容尘量较小，易于清灰，因而适用于工业除尘。A织布：在20世纪60年代，袋式除尘器多采用棉、毛等天然纤维织成的滤料。棉织 物虽然价格便宜，但不耐高温，工作温为7585oCo棉布耐酸性差，特别是高于 60。C和稀酸条件下易于破坏，棉布耐碱性能好且棉纤维为非弹性的，尺寸稳定性 好。在正常情况下棉布吸湿性也较好，耐磨性中等。毛织滤料透气好、阻力小、 容尘量大、过滤效率髙、易于清灰。20世纪70年代，随着石化台戍工业的发展，当前工业胃的过滤材料趋势是 台成纤维和无机纤维来替代天然纤维。如：碳素纤维，矿渣纤维、硅酸盐纤维, 陶瓷纤维、碳化硼纤维、碳化硅纤维等滤料。金属纤维滤料主要用于高温烟气的过滤，例
3、如用于发电厂锅炉烟气。采用金 属纤维可达到与其他纤维滤料瑁同的过滤性能，阻力小，清灰较容易，能够用于 高粉尘负荷和较高的过滤速度。此外金属纤维滤料还有防静电、抗放射辐射的性 能，寿命也较一般纤维滤布长。在粮食行业常用的208涤纶绒布及729滤布，适用于低于130OC的场合。208涤 纶绒布的网孔A针刺毡：针刺过滤毡采用非织造针刺工艺，并经热定型及其他处理方法制成，广泛用 于工业捕尘，烟尘治理等方面。涤纶针刺毡滤料透气性好，经热处理后，表面平 整光滑，不易变形、容易清灰。憎水憎油处理后的涤纶针刺毡滤料因其具有憎水 性能，应用在髙含湿量或含少量油污的烟尘时，可以防止糊袋，延长使用寿命。 如：覆膜涤
4、纶针刺毡滤料表面复合了一层多微孔聚四氟乙烯（PTFE）薄膜，具有 表面光滑、憎水透气、容易清灰等特点，过滤效率髙，运行阻力低，耗能少，使 用寿命长，真正实现了 “表面过滤"”。2.2清灰方式清灰效果是决定袋式除尘器性能一个重要因亲。根据清灰机理的不同，清灰 方式太致可分为机械振动和气流反吹两大类。机械振动清灰包括人工振动和机械 振打。气流反吹包括借助压缩空气的脉冲喷吹、回转反吹及气环反吹等。同时又 有一些新的清灰方式现出，例如利用弹振机理凹滑灰和利用声波辅助清灰。2. 2.1振打方式振打滑灰一般由机械装置振打或摇动悬吊滤袋的框架，从而使滤袋上粉尘产 生振动而清落。机械振打的袋式除尘器
5、主要是依靠振打系统，传动清灰振打锤，振打框架而 清灰。例如电动清灰，就是利用振动器振打框架达到清灰的目的。最简单的振动 器是在电机的轴上安设一偏心块来产生振动。电动清灰时，以每分钟2800次的 频率带动悬吊架和滤袋做高频振动，从而使粉尘脱落。这种利用高频振动与机械 振打相比，滤袋承受的交变拉力小，因而滤袋寿命长且清灰彻底。因电动器工作 由时间断电器控制，其清灰时间和周期可调，所以又具有一定的适应性。电动清 灰袋式除尘器在邯郸水泥厂的水泥库顶使用效果良好。2. 2.2脉冲喷吹清灰脉冲喷吹清灰的袋式除尘器具有清灰能力强、清灰效果好的特点，目前在铸 造、喷砂、工业锅炉、建材、化工及粮食行业得到广泛的
6、应用。根据其喷吹压力 的不同，可分为髙压脉冲和低压脉冲两类。高压脉冲空压机提供气源，喷吹压力 为0. 40. 7 MPa；低压脉冲采用低压气泵供气，压力为0. 050. 07 MPaO高压脉 冲喷吹压力髙，清灰能力大，清灰效果好，并可多台共用一压缩气源。但由于采 用髙压压缩空气，喷吹压力高，影响布袋的使用寿命。压缩空气会出现水蒸气凝 结现象，可使粉尘结块，影响正常过滤。其气源配套设备较多，一次性投资较大; 喷吹系统复杂，易损件多。基于上述原因，高压脉冲有向低压脉冲发展的趋势。但是高压脉冲仍有其适 用的场合，其适用于处理风量大，粉尘浓度髙的场台并且多台设备共用一套压缩 系统，可降低运行成本，便于
7、集中控制和管理。低压脉冲于髙压脉冲的基础之上，增加了 一个存气箱。由低压气源供气，一 部分气体存于存气箱内。喷吹阀固定在存气的底部。关阀时压住袋口，打开时存 气箱的压气进入布袋，起到清灰的作用。根据喷吹管的形式及位置差异可将袋式 除尘器分为中心喷吹和环隙喷吹。两者都是通过喷出的射流为一次气流，从室外 引入二次气流，从而增加喷吹的空气量。中心喷吹的喷嘴为圆形，安装于袋筒的 中央上方。而环隙啖吹主要构件为坏隙引射器，其上下体之间有一狭窄的环形缝 隙。环形缝隙引射器喉部断面大，阻力小，提供相同压力时，引射量较大.因而 在豫尘器的发展中，环隙喷吹将会有一席之地。该类除尘器在有色金属、水泥和 电站锅炉上
8、应用较多。根据喷吹位置和方式的不同，脉冲除尘又可分为顺喷、对啖和侧喷三种方式。 顺喷式是指清灰气流和含尘气流的方向一致。为了使处理量大，占地面积小。1983 年出现了一种对喷式脉冲。此种除尘器在上箱体和挣气联箱均安装喷吹管。喷吹 时，上下喷吹管同时喷吹，气流相互冲撞产生压力余波，有利清灰，这样可以增 加滤袋的有效长度，滤袋可长达5mo侧喷式其含尘气流由中箱体的下部或灰斗处 进入除尘器.经滤袋过滤后，由上箱体汇集，通过中箱体侧壁上设置的引射 器后排出。与一般脉冲除尘器的不同之处在于，将上箱体安排成两排以上的滤袋 分室，各室隔开，每一室中箱侧壁设一大喉管引射器。清灰时，压缩空气从侧壁 喷口喷出，诱
9、导二次空气一起进入箱体，使滤袋产生与过滤相反的振动和反吹而 清灰。由于侧面清灰，各部分受力一敢，滤袋不会因为局部破损而废弃。同时由 于侧喷的喷吹裂置在侧面，有利于方便快速的更换滤袋。脉冲阀工作状态是否良好直接影响袋式除尘器中的清灰效果，而且与除尘器 的运行阻力有密切的联系。在以往的脉冲喷吹系统中，大都采用直角脉冲阀。这 种阀的压气进入方向与射出方向成一直角故而得名。由于脉冲阀肿结构复杂，压 气通过时方向和速度多次的改变，因而阻力较大。为了解决这个问题，符合进一步降低喷吹压力要求，出现了直接嵌入气包的 直通式脉冲阀。其工作原理与直角阀相同，但结构较简单。当膜片打开时压气直 接由气包进入喷吹管。为
10、了进一步降低喷吹压力，出现了双扭形的出口脉冲阀, 并在其上加设倒流锥。这些措施太大降低喷吹压力，为髙压喷吹向低压喷吹铺平 了道路。近年出现了一种双膜片阀，膜片分为控制膜片和主膜片，该阀具有动作 快.不易损坏，性能稳定等特点。目前三种阕都在使用，由于直通阀和双膜片阀 的各自优点，其广泛应用将会是一种趋势。但是否考虑将直通阀和以膜片闻相结 台，综合两者的优点。2.2.3反向气流清灰在处理太气量时，往往都采用反吸风布袋睬尘器而不釆用脉冲喷吹。另外有 一种特殊的反吹形式，即气环反吹。气环反吹清灰是在内滤式圆筒形滤袋的外侧, 贴近滤袋表面设置一个中空的圆环，圆环可上下移动，利用软管与压气或髙压风 机连接
11、，由圆环上的缝状啖嘴啖出高速气流，把沉积在滤袋表面的内侧粉尘清落。 气环反吹清灰能力较强，适用于毡类的滤袋。气环用链条传动使之沿导轨上下移 动.结构比较复杂.且容易产生损伤滤袋的现象。气环反吹若应用于织布，反向 气流可能会破坏初滤层而使收尘率降低，目前仅在制氧机上有所应用。回转反吹袋式除尘器是日，美等国家于60年代开发的一种新型袋滤器。近年来， 回转反吹袋式除尘器又有一些新的发展。在旋臂的形式上，改用自平衡性能较好 的双臂对挑式或采用三臂分叉式。在反吹形式上，发展更是迅速。一是采用步进 式定位喷吹技术，它突破丁传统的匀速回转机构宴现动态清蔽的束缚，借助于一 套专门设计的步进定位喷吹机构，即在原
12、有的双级蜗轮前置槽轮拨动定位结构, 按外圈袋数确定定位喷吠次数，按槽轮结构和形状确定定位时间。这样处理解 决了内外围滤袋清灰不均匀的同题，又克眼了粉尘二次反滤的问题。2.3清灰状态就袋式除尘器清灰技术而言，清灰方法的演变对其推广和扩大应用起了主要 作用。但在清灰过程中往往不等粉尘沉降到底，气流已经开始过滤，造成粉尘二 次扬起。于是为了避免上述现象的发生就涉及到分状态清灰的问题。为了减小二 次扬尘，由传统二状态清灰演变出三状态和四状态清灰。由于二状态清灰反吹时 间短，反哎下的粉尘来不及全部下落到灰斗，过滤已经开始，容易造成二次反滤， 特别是滤袋越长，这种现象越严重。由于三状态清灰对于二次反滤没有
13、完全的控 制，三状态清灰强度较高时对粉体的破啤现象严重，且三状态清灰滤袋变形辐度 较大对其寿命不利，而且实验表明，四状态的阻力小于三状态的阻力。所以四状 态清灰更有其优点。四状态清灰在一个清灰周期内各工作时间的确定对清灰效果 和除尘设备运行的能耗是一个关键。2.4清灰控制系统最原始的清灰是由人来控制，随后采用定时器控制，随着屯子技术发展脉 冲控制系统应用于袋式障尘器的清灰控制。现在国内多采用脉冲控制仪，利用其 输出信号直接控制电磁阀。目前常用的控制仪为无触点电动脉冲控制仪，如鞍山 设计院研制的WMK型。气动昧冲控制仪,如国产QMY 20、KQMY-40K等。但上 述控制仪的共同的缺点，都采用开
14、环控制模式。为丁消除开环控制的不足之处, 现在有许多袋式除尘器采用闭环控制系统来实现清灰。即按除尘器的压力损失来 控制清灰，从而可减少压缩空气或反吹风机的能耗，延长脉冲阀和滤袋的寿命。目前采用的定压差式控制仪多为冶金安垒技术研究所研制的AL 3型电控 制仪。随着计算机的广泛应用，清灰控制系统开始应用计算机。太原磷肥厂采用 一台日立E-64HRo PC”配合常规仪表完成了工艺上的要求，有检测、控制、报警 等功能。3袋式除尘器新技术3.1滤料后处理技术滤料的后处理是对织造好的滤料根据使用要求进行再处理的一项技术。它对 滤料的使用会产生较大的影响。通常的工艺有烧毛、打光，涂硅油、有树脂覆盖、 作抗静
15、电处理等，但近期有了新的发展。袋式除尘器有效率和阻力在很大程度上取决于滤料上的韧滤层的情况。美国 有一种预附层技术，使用喷射技术将一种粉料在过滤前喷涂于滤袋上，使其在滤 料上形成约6mm厚的一个初滤层。采用预附层技术可提高雕尘效率和过滤风速, 辟低阻力，吸附有害物质，防止糊袋和延长滤袋的寿命等作用。在国内出现了一种预窖尘技术，其做法与预附层技术相似。但粉尘不是附着 在表面，而是被固定在滤料内部。这样可避免强力清灰时排放浓度过高，也不会 产生因穿透而产生冒灰的情况。但这需要釆用特殊的喷潦工艺。其机理是把颗粒 过滤和纤维过滤集于一身，增加了筛滤、碰撞、扩散等捕尘效应。预容尘后滤料 既有表面过滤作用
16、又是内部过滤作用，在相同阻力下比自然形成的粉尘层陈生效 果好。3.2复合滤料近年来，出现了一种复台滤料。复台滤料是把一层超薛纤维牯附在一般的滤 料上形成新型滤料，或者将一层髙分子薄膜牯附在滤料上形成。其过滤原理是依 靠薄膜及其上的粉尘层进行过滤，其机理属于表面过滤。例如GORE-TEX滤料由 两层材料复合而成，表层为膨体四氟乙烯微孑L滤骥，底层是涤纶或丙纶等底布 来支撑滤膜。其滤尘效率髙，容易清灰，再生性能好，寿命可达2-5年。能采 用较高的气布比，阻力小，在相同的过滤面袄下，可处理的风量较太，粉拦湿度 稍太也不容易堵塞。由上海环保设备厂开发的复台滤料已投入使用主要是利用经 特殊处理的高分子薄
17、膜，附在滤料的表面。其工作过程是滤料首先在膜表面形成 透气很好的粉尘薄层，然后通过粉尘薄层过滤，由于粉尘层剥离薄膜表面很容易, 这样既可保证高的除尘效率，又能保证低阻运行。特别适于处理水硬性粉尘。这 种新型的除尘器在国内已有应用实例，除在烟草行业外，还在上海复印机厂、 耐火材料厂得到了运用。4袋式除尘器及滤料的发展方向综上可知，袋式除尘器在滤料上的总趋势是由合成纤维替代天然纤维，由织 布向针刺毡发展。清灰方式上占主导地位将是脉冲喷吹.其中低压脉冲喷吹将占 很大的份额。在清灰状态上多态清灰将是大趋势。采用压差闭环控制的请灰方式 在实际应用中将更趋合理。滤料后处理技术中的预容尘技术和预附层技术，其发 展前景广阔。复台滤料拄术的日趋成熟将会给袋式除尘器的发展掀开新的一页。8