袋式除尘器的过滤机理

1.过滤机理

当含尘气体进入袋式除尘器通过滤料时,粉尘被阻留在其表面,干净空气则透过滤料的缝隙排出,完成过滤过程。过滤技术是袋式除尘器的基本原理。完成过滤的主要有纤维过滤、薄膜过滤和粉尘层过滤。袋式除尘器是纤维过滤、薄膜过滤与粉尘层过滤的组合,除尘机理是筛滤、惯性碰撞、钩附、扩散、重力沉降和静电等效应综合作用的结果。

(1)筛滤效应当粉尘的颗粒直径较滤料纤维间的空隙或滤料上粉尘间的孔隙大时,粉尘被阻留下来,称为筛滤效应。对织物滤料来说,这种效应是很小的,只是当织物上沉积大量的粉尘后,筛滤效应才充分显示出来。

(2)碰撞效应当含尘气流接近于滤料纤维时,气流绕过纤维,但1m以上的较大颗粒由于惯性作用,偏离气流流线,仍保持原有的方向,撞击到纤维上,粉尘被捕集下来,称为碰撞效应。

(3)钩附效应当含尘气流接近于滤料纤维时,细微的粉尘仍保留在流线内,这时流线比较紧密。如果粉尘颗粒的半径大于粉尘中心到达纤维边缘的距离,粉尘即被捕获,称为钩附效应。

(4)扩散效应当粉尘颗粒极为细小(0.5m以下)时,在气体分子的碰撞下偏离流线做不规则运动(亦称布朗运动),这就增加了粉尘与纤维的接触机会,使粉尘被捕获。粉尘颗粒愈小,运动愈剧烈,从而与纤维接触的机会也愈多。碰撞、钩附及扩散效应均随纤维的直径减少而增加,随滤料的孔隙率增加而减少,因而所采用的滤料纤维愈细,纤维愈密实,滤料的除尘效率愈高。

(5)重力沉降颗粒大、相对密度大的粉尘,在重力作用下而沉落下来,这与在沉降室中粉尘的运动机理相同。

(6)静电作用如果粉尘与滤料的荷电相反,则粉尘易于吸附于滤料上,从而提高除尘效率,但被吸附的粉尘难于被剥落下来。反之,如果两者的荷电相同,则粉尘受到滤料的排斥,效率会因此而降低,但粉尘容易从滤袋表面剥离。

2.不同滤料除尘机理的差异

①织物滤料的孔隙存在于经纱、纬纱之间(一般线径300~700μm,间隙100~200ym),以及纤维之间,而后者占全部孔隙的30%~50%。开始滤尘时,气流大部分从经、纬纱之间的小孔通过,只有小部分粉尘穿过纤维间的缝隙,粗颗粒尘便嵌进纤维间的小孔内,气流继续通过纤维间的缝隙,此时滤料即成为对粗、细粉尘颗粒都有效的过滤材料,而且形成称为“初次粉尘层”或“第二过滤层”的粉尘层,于是粉尘层表面出现以强制筛滤效应捕集粉尘的过程,此外,在气流中粉尘的直径比纤维细小时,碰撞、钩附、扩散等效应增加,除尘效率提高。

②针刺毡或针刺毡滤料,由于本身构成厚实的多孔滤床,可以充分发挥上述效应,但“第二过滤层”的过滤作用仍很重要。

③覆膜滤料,其表面上有一层人工合成的、内部呈网格状结构的、厚50m、每平方厘米含有14亿个微孔的特制薄膜,显然其过滤作用主要是筛滤效应,故称为表面过滤。

3.合理的清灰周期

袋式除尘器在实际运行中,随着滤袋粉尘层的增加,需要对滤料进行周期性的清灰。随着捕集粉尘量的不断增加,粉尘层不断增厚,其过滤效率随之提高,除尘器的阻力也逐渐增加,而通过滤袋的风量则逐渐减小,这时,需要对滤袋进行清灰处理,既要及时、均匀地除去滤袋上的积灰,又要避免过度清灰,使其能保留“一次粉尘层”,保证工作稳定和高效率,这对于孔隙较大的或易于清灰的滤料更为重要。