4.4过滤式除尘器过滤式除尘器(filter dust collector) 是使含尘气体通过滤材或滤层，将粉尘分离和捕集的装置。过滤式除尘器主要有两类：一类 是以填料层(玻璃纤维、硅石、矿石等)作滤材的内部如颗粒层除尘器；二类 是以织物为滤材的表面过滤器，如袋式除尘器。袋式除尘器(bag filter)广泛应用于各种工业生产的除尘过程，属于高效除尘器。袋式除尘器的缺点主要是过滤速度较低，设备体积庞大，滤袋损耗大，压力损失大，运行费用较高等。但是，随着新技术、新工艺、新材料的发展和对大气环境质量的更高要求，袋式除尘广阔的应用前景。4.4.1袋式除尘器的除尘原理袋式除尘器是将棉、毛或人造纤维等织物作为滤料制成滤袋对含尘气体进行过滤的除尘装置。图430是袋式除尘器除尘原理示意图，当含尘气体通过洁净的滤袋时，由于滤材本身的网孔较大，一般为2050m，即使是表面起绒的滤袋，网孔也在510m左右。因此，新用滤袋的除尘效率是不高的，大部分微细粉尘会随着气流从滤袋的网孔中通过，而粗大的颗粒却被阻留，并在网孔中产生“架桥”现象。随着含尘气体不断通过滤袋的纤维间隙，间隙间粉尘“架桥”现象不断加强，一段时间后，滤袋表面积聚一层粉尘，称为粉尘初层。在以后的除尘过程中，粉尘初层便成了滤袋的主要过滤层，而滤布只不过起着支撑骨架的作用，随着粉尘在滤布上的积累，除尘效率和阻力(即压力损失)都相应增加。当滤袋两侧的压力差很大时，会导致把已附在滤料层上的细粉尘挤过去，使除尘效率明显下除尘器，同时除尘器阻力过大会使除尘器系统的风量显著下降，以致影响生产系统的排风，因此除尘器阻力达到一定值后，要及时进行清灰，而清灰时不能破坏粉尘初层，以免降低除尘效率。4.4.2袋式除尘器除尘效率的影响因素 影响袋式除尘器除尘效率的因素有过滤风速、压力损失、滤料的性质、清灰方式等。(1)过滤风速 袋式过滤器的过滤风速是指气体通过滤布时的平均速度。在工程上是指单位时间通过单位面积滤布含尘气体的流量。它代表了袋式除尘器处理气体的能力，是一个重要的技术经济指标。其计算公式为式中:过滤风速，m3/(m2min)，Q一气体的体积流量，m3/h； A过滤面积，m3。过滤速度的选择因气体性质和所要求的除尘效率不同而不同。一般选用范围为0.61.0m/min。提高过滤风速可以减少过滤面积，提高滤料的处理能力。但风速过高会把滤袋上的粉尘压实，使阻力加大。由于滤袋两则的压力差增大，会使细微粉尘透过滤料，而使除率下降。另外，还会引起频繁的清灰，增加清灰能耗，减少滤袋的寿命等。风速低，阻力也低，除尘效率高，但处理量下降。因此，过滤风速的选择要综合考虑各种影响因素。(2)压力损失袋式除尘器的压力损失是重要的技术经济指标之一，它不仅决定除尘器的能量消耗，同也决定除尘装置的除尘效率和清灰的时间间隔。袋式除尘器的压力损失是由清洁滤料的压力损失和过滤层的压力损失组成 (429)因过滤风速很低，气体流动属于黏性流，清洁滤料的压力损失与过滤风速研成正比: (430)清洁滤料的阻力系数，一气体黏度，Pas。过滤层的压力损失可表示为粉尘层的平均比阻力，mkg；滤料上的粉尘负荷，kgm3则通过积有粉尘的滤料的总阻力为 (4-32)可知，袋式除尘器的压力损失与过滤速度和气体黏度成正比，而与气体密度无关.(3)滤料的性质过滤的材料简称滤料，袋式除尘器的滤料是滤布。它是袋式除尘器的主要部件，其费用一般占总用费的1015。滤布的性能直接影响着除尘器的效率、阻力等。选用滤料时必尘气体的特性，如粉尘和气体的性质、温度、粒径、湿度等。要求滤料应具有耐磨、耐腐、阻力低、成本低及使用寿命长等优点。滤料的特性除了与纤维本身的性质有关之外，还与滤料的表面结构有很大关系。例如，表面光滑的滤料和薄滤料，虽然容尘量小，清灰容易但除尘效率低，适用于含尘浓度低，黏性大的粉尘，采用的过滤风速也不能太高；厚滤布和表面起绒的滤料，容尘量大，粉尘能深入滤料内部，过滤效率高，可以采用较高的过滤风速，但过滤阻力较大，应注意及时清灰。 袋式除尘器采用的滤料种类较多， 按滤料的材质分为天然纤维、无机纤维及合成纤维料按滤料的结构分为滤布和毛毯两类；按滤布的编织方法分为平纹编织、斜纹编织和缎纹中斜纹编织滤料其中斜纹编织的综合性能较好，过滤效率和清灰效果均能满足要求，透气性比平纹滤料好，但强度比平纹滤料差。 目前，中国生产的滤料有三大类，即玻璃纤维滤料、聚合物滤料、覆膜滤料。玻璃纤维类滤料具有耐高温(280)、耐腐蚀、表面光滑、不易结露、不缩水等优点，在工业生产中广泛应用。玻璃纤维滤布经表面处理，可形成不同性质的滤布，如击结露、抗静电等，满足不同工艺条件使用。目前国内生产的玻璃纤维滤料有三种：普通玻璃纤维滤布，价格较低，清灰容易，但除尘效率低，粉尘排放量略大，可在排放要求不高、粉尘价低的场合使用；玻璃纤维膨胀体纱滤布，捕捉粉尘能力好，除尘效率高，价格适中，适宜在反吹风清灰方式的袋式除尘设备中使用；玻璃纤维针刺毯滤布，具有透气性好，系统阻力小，除尘效率更高，但价格较贵。 聚合物类滤料主要包括聚酰胺纤维(尼龙)、聚酯纤维(涤纶729，208)、聚苯硫醚(PPS)纤维、聚丙烯腈纤维(奥纶)、聚乙烯醇纤维(维尼纶)、聚酰亚胺纤维(P84) 、芳香族聚酰胺纤维(诺梅克斯)、聚四氟乙烯纤维(特氟纶)等。具有强度高、抗折性能好、透气性好、收尘效果高等优点，适宜在低于120废气温度的袋式除尘设备中使用。表4-6列出了常用的聚合物类滤料及特性。表4-6常用的聚合物类滤料及特性滤料名称滤 料 特 性聚酰胺纤维(尼龙)优点：耐磨性、耐碱性能好，易清灰缺点：耐酸性、耐温性能差(85以下)聚酯纤维(涤纶729,208)优点：耐酸碱性好，阻力小：过滤效率高，清灰容易，可在130C下长期使用，是目前国内使用最普遍的一种滤料缺点：耐磨性一般，耐碱性能较差聚丙烯腈纤维(奥纶)优点：耐酸碱性好，过滤效率高，可在120C以下长期使用缺点：耐磨性、抗有机溶剂性能一般聚乙烯醇纤维(维尼纶)优点：耐酸碱性好，过滤效率高，可在110以下长期使用缺点：耐磨性一般，抗有机溶剂性能差芳香族聚酰胺纤维(诺梅克斯)优点：耐磨性、耐碱性好，耐温性能好(可在200C以下长期使用)缺点：耐酸性能一般，价格较高聚四氟乙烯纤维(特氟纶)优点：耐磨性、耐酸碱性好，耐腐蚀性、耐温性能好(可在240C以下长期使作机械强度高，可车较商的过滤风速(2.4m/min)下工作，除尘效率高。缺点：价格昂贵 玻璃纤维覆膜过滤材料是在玻璃纤维基布上覆合多微孔聚四氟乙烯薄膜制成的新型过滤材料，它集中了玻璃纤维的高强低伸，耐高温、耐腐蚀等优点和聚四氟乙烯的多微孔薄膜的表面光滑，憎水透气，化学稳定性好等优良特性。它几乎能截留含尘气流中的全部粉尘，而且能在不增加运行阻力的情况下保证气流的最大通量，是理想的烟气过滤材料。 (4)清灰方式袋式除尘器的清灰方式有简易清灰、机械清灰、逆气流反吹清灰、气环反冲清灰、脉冲喷吹清灰、机械振动与反气流联合清灰及声波清灰等。机械清灰和逆气流反吹清灰属于间歇式清灰方式，即将除尘器分为若干个过滤室，逐室切断气路，依次清灰。这种清灰方式由于没有粉尘外逸现象，因此除尘效率高。气环反吹清灰和脉冲喷吹清灰属于连续清灰方式，清灰时可以不切断气路，连续不断地对滤袋的一部分进行清灰。这种清灰方式压力损失稳定，适于处理高浓度含尘气体。4.3.3袋式除尘器的结构、分类和命名(1)袋式除尘器的结构形式根据结构特点将袋式除尘器划分为四种形式：上进风式和下进风式：上进风式是指含尘气流入口位于袋室上部，气流与粉尘沉降方向一辞，如图432所示。下进风式是指含尘气流入口位于袋室下部，气流与粉尘沉降方向相反，如图433所示。若外观上是下进风式，但滤袋室设有导流板，将含尘气流引到上部分分散的，应属上进风式。圆袋式和扁袋式：圆袋式是指滤袋为圆筒形，而扁袋式是指滤袋为平板形(信封形)、楔形以及非圆筒形的其他形。吸入式和压入式：吸入式是指风机位于除尘器之后，除尘器为负压工作。压入式是指风机位于除尘器之前，除尘器为正压工作。内滤式和外滤式：内滤式是指含尘气流由袋内流向袋外，利用滤袋内侧捕集粉尘。外滤式指含尘气流由袋外流向袋内，利用滤袋外侧捕集粉尘，如图434所示。 (2)袋式除尘器的分类 目前国内外一般都采用清灰方法来区分袋式除尘器。根据清灰方法的不同，将袋式除尘器分为五类。 机械振动类 利用机械装置(含手动、电磁或气动装置)使滤袋产生振动而清灰的袋式除尘器。分为低频、中频、高频和分室振动四种。低频振动是指以凸轮机构传动的振打式清灰方法，振打频率不超过60次/ min，中频振动是指以偏心机构传动的摇动式清灰方法，摇动频率一般为60700次/min；高频振动是指用电动振动器传动的微振幅清灰方法，其频率均高于71次min。分室振动袋式除尘器，是指各种振动频率的分室结构袋式除尘器。 分室反吹类 采取分室结构，利用阀门逐室切换气流，在反向气流作用下，迫使滤袋缩瘪或鼓胀而清灰的袋式除尘器。根据工作过程中的工作状态又分为分室二态反吹、分室三态反吹和分室脉动反吹袋式除尘器。 分室二态反吹袋式除尘器，是指清灰过程只有“过滤”、“反吹”两种工作状态；分室三态反吹袋式除尘器，是指清灰过程具有“过滤”、“反吹”、“沉降”三种工作状态；分室脉动反吹袋式除尘器，是指反吹气流呈脉动状供给的反吹袋式除尘器。 ； 喷嘴反吹类 以高压风机或压气机提供反吹气流，通过移动的喷嘴进行反吹，使滤袋变形抖动并穿透滤料而清灰的袋式除尘器，均为非分室结构。气环反吹袋式除尘器：是指喷嘴为环缝形，套在滤袋外面，经上下移动进行反吹清灰。回转反吹袋式除尘器：是指喷嘴为条口形或圆形，经回转运动，依次与各个滤袋净气出口相对，进行反吹清灰。往复反吹袋式除尘器：是指喷嘴为条口形，经往复运动，依次与各个滤袋净气出口相对，进行反吹清灰。回转脉动袋式除尘器：是指反吹气流呈脉动状供给的回转反吹袋式除尘器；往复脉动反吹袋式除尘器，是指反吹气流呈脉动状供给的往复反吹袋式除尘器。振动、反吹并用类：机械振动(含电磁振动或气动振动)和反吹两种清灰方法并用的袋式除尘器，均为分室结构。脉冲喷吹类型 以压缩空气为清灰动力，利用脉冲喷吹机构在瞬间内放出压缩空气，诱导数倍的二次空气高速射入滤袋，使滤袋急剧鼓胀，依靠冲击振动和反向气流而清灰的。低于392kPa者称为低压喷吹；采用高阻阀，喷吹气压高于392kPa者称为高压喷吹。根据喷吹气源压强和结构特征分为下逆喷低压脉冲袋式除尘器是指低压喷吹，喷吹气流从滤袋内净气流向相反，净气由上部净气箱排出。逆喷高压脉冲袋式除尘器是指高压喷吹，喷吹气流从滤袋内净气流向相反，净气由上气净箱排出顺喷低压脉冲袋式除尘器是指低压喷吹，喷吹气流与过滤后袋内净气流向一致，净气由下部净气箱排出顺喷高压脉冲袋式除尘器是指高压喷吹，喷吹气流与过滤后袋内净气流向一致，净气由下部净气箱排出对喷低压脉冲袋式除尘器是指低压喷吹，喷吹气流从滤袋上下同时射入，净气由净气联箱排出对喷高压脉冲袋式除尘器是指高压喷吹，喷吹气流从滤袋上下同时射入，净气由净气联箱排出环隙低压脉冲袋式除尘器是指低压喷吹，使用环隙形喷吹引射器的逆喷式脉冲袋式除尘器环隙低高脉冲袋式除尘器是指高压喷吹，使用