第一章、袋式除尘器过滤理论简述

第一节、过滤除尘原理

惯性碰撞、拦截、扩散、重力和静电力等粉尘粒子的沉降机理是分析过滤除尘器滤尘机理的理论基础。过滤除尘器的滤尘过程比较复杂，一般来讲，粉尘粒子在捕集体上的沉降，即分离过滤，并非只有一种沉降过滤机理在起作用，而是多种沉降分离过滤机理联合作用的结果。

   根据不同粒径的粉尘在流体中的运动的不同力学特性，过滤除尘机理涉及到以下几个方面：

1.1.1筛滤作用

   过滤器的滤料网眼一般为5～50μm，当粉尘粒径大于网眼或孔隙直径或粉尘沉积在滤料间的尘粒间空隙时，粉尘即被阻留下来。对于新的织物滤料，由于纤维间的空隙即孔径远大于粉尘粒径，所以筛滤作用很小，但当滤料表面沉积大量粉尘形成粉尘层后，筛滤作用显著增强。

1.1.2惯性碰撞作用

 一般粒径较大的粉尘主要依靠惯性碰撞作用捕集。当含尘气流接近滤料的纤维时，气流将绕过纤维，其中较大的粒子(大于1μm )由于惯性作用，偏离气流流线，继续沿着原来的运动方向前进，撞击到纤维上而被捕集。所有处于粉尘轨迹临界线内的大尘粒均可到达纤维表面而被捕集。这种惯性碰撞作用，随着粉尘粒径及气流流速的增大而增强。因此，提高通过滤料的气流流速，可提高惯性碰撞作用。

1.1.3拦截作用

   当含尘气流接近滤料纤维时，较细尘粒随气流一起绕流，若尘粒半径大于尘粒中心到纤维边缘的距离时，尘粒即因与纤维接触而被拦截。

1.1.4扩散作用

   对于小于1μm的尘粒，特别是小于0．2μm的亚微米粒子，在气体分子的撞击下脱离流线，象气体分子一样作布朗运动，如果在运动过程中和纤维接触，即可从气流中分离出来。这种作用即称为扩散作用，它随流速的降低、纤维和粉尘直径的减小而增强。

1.1.5静电作用

   许多纤维编织的滤料，当气流穿过时，由于摩擦会产生静电现象，同时粉尘在输送过程中也会由于摩擦和其他原因而带电，这样会在滤料和尘粒之间形成一个电位差，当粉尘随着气流趋向滤料时，由于库仑力作用促使粉尘和滤料纤维碰撞并增强滤料对粉尘的吸附力而被捕集，提高捕集效率。

1.1.6重力沉降作用

  当缓慢运动的含尘气流进入除尘器后，粒径和密度大的尘粒，可能因重力作用而自然沉降下来(见表1-1)。

表1-1 为各种捕集机理作用的粒度范围   ．

一般来说，各种除尘机理并不是同时有效，而是一种或是几种联合起作用。而且，随着滤料的空隙、气流流速、粉尘粒径以及其他原因的变化，各种机理对不同滤料的过滤性能的影响也不同。实际上，新滤料在开始滤尘时，除尘效率很低。使用一段时间后，粗尘会在滤布表面形成一层粉尘初层。

滤料的空隙、气流流速、粉尘粒径以及其他原因的变化，各种机理对不同滤料的过滤性能的影响也不同。实际上，新滤料在开始滤尘时，除尘效率很低。使用一段时间后，粗尘会在滤布表面形成一层粉尘初层。如图1—1滤布的滤尘过程。由于粉尘初层以及而后在其上逐渐堆积的粉尘层的滤尘作用，使滤料的过滤效率不断提高，但阻力也相应增强。在清灰时，不能破坏初层，否则效率会下降。粉尘初层的结构对袋式除尘器的效率、阻力和清灰的效果起着非常重要的作用。

第二节、 过滤除尘器的性能

考察过滤除尘器的性能主要涉及到过滤速度、除尘效率、过滤阻力和清灰方式等方面。

1.2.1过滤速度

过滤速度是影响过滤除尘器性能的主要因素之一。过滤速度用下式计算：

v=Q/60×A

式中   v－过滤速度（表观过滤气速），m/分钟

       Q－过滤除尘器处理气量，m3/小时

       A－过滤除尘器滤料的过滤面积，㎡

一般认为，气体通过过滤层的真实速度vp为：

                       vp=v/εp

    式中    vp－过滤通过过滤层的真实速度，m/分钟

εp－粉尘层的平均空隙率，一般为0.8～0.95。

在实际运行过程中，过滤速度是由滤料种类、粉尘粒径的大小、物理化学性质和其清灰方式等确定的。过滤速度大，会使滤料两侧的压差增大，把已附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使过滤效率降低达不到规定的排放值或磨损滤料的单根纤维，尤其使玻纤滤料加速损坏。过滤速度小，则会增大除尘器的体积，从而增加投资。表1-2列出了袋式除尘器的过滤速度设计参考值。

表1-2   袋式除尘器的过滤速度设计参考值（m/min）

1.2.2影响因素

⑴提供需要的过滤－选择适当的滤布和气布比

⑵获得最长的使用寿命－考虑织物、滤袋和袋笼的结构，气流速度，清灰方法及频率，系统合理的操作和维护。

⑶提供相应的清灰方法：维持织物、滤布和尘饼系统合理稳定的压力降、耗费最少的能量。

⑷气体和灰尘分布均匀：使每平方单位滤料的承载相同的粉尘，粒子尺寸分布和气流速度相等，形成均匀的滤饼，保持在所有面积上相同的过滤速度，这样可以保证最小的总体压力降和最长的滤袋使用寿命。

⑸有效的从滤袋上除去灰尘：灰尘在过滤器上积聚以后，需要除去，进入收尘漏斗里。灰尘不能储留在漏斗里。漏斗体积的减少会导致气体和粒子速度的增大，并最终致使滤袋的损坏。